proyecto final válvula tipo compuerta

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UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADASESPE SEDE LATACUNGA

Asignatura: Instrumentación Proyecto PruebaIntegrantes: Cristian Changoluisa: Fernando Toapanta

Fecha: 24/02/15

N° 1 Docente: Ing. Wilson SánchezUnidad: Tercera Calificación:ID: L00286359ID:L00247336

1. Situación inicial planteada:

VALVULA DE COMPUERTA:

Las válvulas de compuerta se utilizaran en redes de distribución y como acople a las Tees Partidas para

realizar el empalme. Deberán ser diseñadas para soportar la presión por ambos lados en forma

simultánea o alternada y deberán tener completa hermeticidad cuando estén cerradas y estar

diseñadas para permitir unas perdidas mínimas de presión cuando estén abiertas.

Presión de trabajo.

Las válvulas serán fabricadas para una presión de trabajo de 16PN (200Psi o 1,38 MPa) y probadas

mínimo a 24PN (300 Psi). Las válvulas de compuerta se utilizarán en redes de distribución y deberán

ser diseñadas para soportar presión por ambos lados, en forma simultánea o alternada. Las presiones

de trabajo se determinarán en los planos anexos al formulario de características garantizadas de la

propuesta. El PROPONENTE debe suministrar copia de los ensayos de prueba en fábrica de las

muestras entregadas dentro del proceso de contratación y en caso de ser aceptada su propuesta,

durante la ejecución del contrato debe entregar con cada lote, los resultados de los ensayos de prueba

en fábrica (protocolos de prueba en fábrica) y LAS EMPRESAS se reservan el derecho de ensayar las

válvulas que considere necesario

Normas de fabricación.

LAS EMPRESAS requieren el suministro de válvulas de compuerta para ser utilizadas en la red de

acuedu’0 cto de la distribución secundaria del agua potable de LAS EMPRESAS. La fabricación de las

válvulas deberá ser en hierro dúctil y cumplir con cualquiera de las tres siguientes normas:

-Norma American Works Water Asociation AWWA C-509

-Norma American Works Water Asociation AWWA C-515

-Norma ISO 7259 última versión (NTC 4765)

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Hermeticidad.

Hermeticidad Deberán tener completa hermeticidad cuando estén cerradas y estar diseñadas para

permitir unas pérdidas mínimas de presión cuando estén abiertas. Esta se garantizara mediante o-rings

de NBR o EPDM ubicados en los bujes, que sean resistente al agua potable con contenido de cloro.

Para válvulas con presión nominal igual a PN10, o para diámetros nominal mayor o igual a DN80, entre

la carcasa y cada buje, debe haber o-rings estáticos (que no tienen movimiento relativo entre piezas)

para que exista hermeticidad bidireccional. Para válvulas con presión nominal igual o mayor a PN10, o

para diámetros nominal mayor o igual a DN80, entre cada buje y el eje, deben haber o-rings dinámicos

(donde una pieza tenga movimiento relativo con otra pieza) para que exista hermeticidad

bidireccional.

Selecciona miento.

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Fuerza del tornillo de potencia.

Fuerza de palanca 450 NewtonsFuerza de impacto 3000 Newtons

Cromer, A. H. (1996). Física para las ciencias de la vida. Reverté.

Alturas de trabajo

Hmax: 300mm Hmin: 100mm

Capacidad de soporte para el tornillo de potencia.

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Pcalculos: 600KgPoperacion:500KgGravedad:9,8 m/s2

Material a usar es acero SAE 1035

E=210 GpaOo=210 Mpa

Coeficiente de seguridadK=2,5

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Torque de subida

Análisis de esfuerzos (bajada)

Sumatoria de Fuerzas

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Torque de bajada

Autobloqueo

Puede soportar mayor o menor que 600Kg

Eficiencia del tornillo

Esfuerzo de corte

Esfuerzo axial

Numero de espiras

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Calculo al aplicar el brazo

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Análisis del cuerpo.

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Cálculos.

De acuerdo a las normas y especificaciones generales de construcción las válvulas serán fabricas para los siguientes parámetros:

presionde trabajo=200 Psi

σ=200

Psi∗6894,758 N

m2

1Psi=1378951.6 N /m2

Fac tor de seguridad.

δ= F∗lA∗ϵ

δ=deformacion total delmienbroquesoporta cargaaxi al .

F=cargaaxialdirecta .

L=longitud original

E=modulode elasticidad

A=area de la seccion transversal del elemento .

∂=σLϵ

ϵ=1.2e+ 011N

m2

L=1.12

pul∗2.5cm1 pulg

∗1m

100cm

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L=0.028448m

∂=

1378951N

m2∗0.028448m

1.2e+011 N /m2

∂=3.269034e-5N /m2

η= factor de fluenciaσ

factor de fluencia=37.3e+5N /m2

η= 37.3e+5N /m2

2068427.4 N /m2

n=1.8

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Seleccionamos donde se va aplicar los esfuerzos posibles.

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Seleccionamos material

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Hierro dúctil

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Ejecutar simulación

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Simulación de CompuertaFecha: martes, 24 de febrero de 2015Diseñador: Fernando Toapanta ; Cristian ChangoluisaNombre de estudio: SimulationXpress StudyTipo de análisis: Análisis estático

Tabla de contenidosDescripción..............................................................25

Suposiciones...............¡Error! Marcador no definido.

Información de modelo...........................................26

Propiedades de material.........................................27

Cargas y sujeciones.................................................28

Información de malla..............................................29

Resultados del estudio............................................31

Conclusión...................¡Error! Marcador no definido.DescripciónVálvula de compuerta.Acero Dúctil.Presión de trabajo : 200PsiPresión máxima: 300Psi

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Información de modelo

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Nombre del modelo: Compuerta

Configuración actual: Predeterminado

SólidosNombre de

documento y referencia

Tratado como

Propiedades volumétricas

Ruta al documento/Fecha de modificación

Cortar-Extruir3

Sólido

Masa:0.066589 kgVolumen:9.37873e-006 m^3

Densidad:7100 kg/m^3Peso:0.652572 N

C:\Users\windows\Downloads\gate-valve-1-2-1.snapshot.1\Llave de compuerta\Compuerta.SLDPRT

Feb 23 21:43:35 2015

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Propiedades de material

Referencia de modelo Propiedades Componentes

Nombre: Hierro dúctilTipo de modelo: Isotrópico elástico linealCriterio de error

predeterminado:Tensión de von Mises máx.

Límite elástico: 5.51485e+008 N/m^2Límite de tracción: 8.61695e+008 N/m^2

Sólido 1(Cortar-Extruir3)(Compuerta)

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Cargas y sujeciones

Nombre de sujeción

Imagen de sujeción Detalles de sujeción

Fijo-1

Entidades: 1 cara(s)Tipo: Geometría fija

Nombre de carga

Cargar imagen Detalles de carga

Presión-1

Entidades: 1 cara(s)Tipo: Normal a cara

seleccionadaValor: 300

Unidades: N/m^2

Fuerza-1

Entidades: 1 cara(s)Tipo: Aplicar fuerza normal

Valor: 200 lbf

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Información de mallaTipo de malla Malla sólidaMallador utilizado: Malla basada en curvaturaPuntos jacobianos 4 PuntosTamaño máximo de elemento 0 inTamaño mínimo del elemento 0 inCalidad de malla Elementos cuadráticos de alto orden

Información de malla - Detalles

Número total de nodos 21535Número total de elementos 13458Cociente máximo de aspecto 67.234% de elementos cuyo cociente de aspecto es < 3 86.9% de elementos cuyo cociente de aspecto es > 10 0.119% de elementos distorsionados (Jacobiana) 0Tiempo para completar la malla (hh;mm;ss): 00:00:12Nombre de computadora: USUARIO

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Resultados del estudio

Nombre Tipo Mín. Máx.Stress VON: Tensión de von Mises 18591.8 N/m^2

Nodo: 114797.90707e+006 N/m^2Nodo: 17840

Compuerta-SimulationXpress Study-Tensiones-Stress

Nombre Tipo Mín. Máx.Displacement URES: Desplazamientos resultantes 0 mm

Nodo: 11350.000577372 mmNodo: 1214

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Nombre Tipo Mín. Máx.

Compuerta-SimulationXpress Study-Desplazamientos-Displacement

Nombre TipoDeformation Deformada

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Nombre Tipo

Compuerta-SimulationXpress Study-Desplazamientos-Deformation

Nombre Tipo Mín. Máx.Factor of Safety Tensión de von Mises máx. 69.7458

Nodo: 1784029662.9Nodo: 11479

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Nombre Tipo Mín. Máx.

Compuerta-SimulationXpress Study-Factor de seguridad-Factor of Safety

CONCLUSIONES:Tornillo de potencia. Puedo concluir diciendo que el material escogido es debido a la norma SAE 1035 del

material de acero el cual me permite volverlo a utilizar reciclando este material y

observando sus características mecánicas para la aplicación dada como es para soportar

una carga de 600Kg.

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Para este diseño puedo concluir que la tensión min de Von Mises es de 2.05 E 11 N/m^2 en

el Nodo: esto se determinó mediante el software Solidworks aplicándole una carga de 400kg ya que

este fue el caso más crítico puesto a la pieza a soportar.

La geometría para el tornillo escogida es debido a su buena aplicación para levantar y bajar

una carga sumamente fuerte de igual forma es necesaria la geometría para que esta

herramienta sea portable y fácil de llevar.

En el caso de von mises nos muestra la deformación que existirá si se sobrepasa los valores

de la carga distribuida en función de la carga de levante, se esta manera se puede observar

las zonas más factibles a fallar, pero también se pueden reforzar para soportar mayor carga

de levante reforzado con doble perfil en estas zonas.

El materia usado es el adecuado dando una relación máxima de esfuerzos de 0,114 esto

debido a la inclinación que tiene con una altura de 0.3m.

Cuerpo.

Recomendaciones

Establezca los datos necesarios para la adecuada elección de la válvula a solenoide o la

válvula de accionamiento neumático.

No subdimensione ni sobredimensione el tamaño de la válvula. Utilice las fórmulas y

gráficos.

Bibliografía. https://www.google.com.ec/?

gfe_rd=cr&ei=yZvrVLmoE8mw8wfGt4GwCw&gws_rd=ssl#q=valvula+de+compuerta+especificaciones+tecnicas

http://www.belgicast.eu/adjuntos/descargas/calidad/Manual_4.pdf https://www.canalgestion.es/es/galeria_ficheros/pie/normativa/normativa/

especificacion_tecnica_valvulas_compuerta_2012.pdf

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http://www.ringospain.com/productos/valvulas-de-compuerta/datos-tecnicos-valvulas-de-compuerta/

https://law.resource.org/pub/ec/ibr/ec.nte.2574.2011.pdf http://www.bvcooperacion.pe/biblioteca/bitstream/123456789/4155/1/

BVCI0004113.pdf https://www.epm.com.co/site/Portals/3/documentos/Aguas/702-1.pdf https://grabcad.com/library?page=2&per_page=20&query=gate+valve https://grabcad.com/library/gate-valve-9 http://www.labioguia.com/como-hacer-suavizante-para-ropa-en-3-pasos/ http://www.tubrivalco.com.mx/pdfVALVU/Acero%20Forjado.pdf

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