Componentes estructurales y funciones de la grúa puente para cucharas de fundición

Las grúas puente para cucharas de fundición son equipos fundamentales en las plantas siderúrgicas, diseñadas para manipular y transportar metal fundido de forma segura en condiciones operativas exigentes. Su diseño estructural y sus sistemas de seguridad influyen directamente en la fiabilidad del izamiento y la seguridad operativa. Este artículo explica los componentes principales de una grúa puente para cucharas de fundición y la función de cada uno.

Composición de la grúa puente para cucharas de fundición

A puente grúa de cuchara Se compone principalmente de cuatro partes principales: el puente, el carro (incluido el separador), el mecanismo de traslación de la grúa y el equipo eléctrico. Se adoptan diferentes tipos de construcción según los distintos requisitos operativos.

El puente suele ser una estructura de doble o cuádruple viga compuesta por vigas principales de sección cajón y carros de extremo. Los rieles se colocan en las placas de ala superior de las vigas principales para que el carro se desplace sobre ellos. Cuando se utilizan vigas principales estrechas, el equipo de control eléctrico se ubica en la pasarela junto a las vigas principales; cuando se utilizan vigas principales anchas, el equipo de control eléctrico generalmente se dispone dentro de las vigas principales.

El carro es el componente principal de la grúa. El puente soporta un carro o un carro principal y uno auxiliar, y ambos se desplazan de forma independiente. El carro está equipado con un mecanismo de elevación y un mecanismo de traslación, con el separador situado debajo del mecanismo de elevación. El mecanismo de traslación del carro utiliza un accionamiento centralizado o individual.

Los mecanismos de desplazamiento de la grúa utilizan todos accionamiento individual, algunos con accionamiento en dos esquinas y otros con accionamiento en las cuatro esquinas.

Las figuras 2-1 a 2-3 que aparecen a continuación son ejemplos de algunos modelos de grúas puente para cucharas de fundición, a partir de los cuales se pueden comprender las características constructivas de dichas grúas.

carro grúa

El carro se compone principalmente de tres elementos principales: el mecanismo de elevación, el mecanismo de desplazamiento y el bastidor. Según los requisitos operativos de la grúa, el carro presenta diferentes configuraciones; véanse los ejemplos en las figuras 2-1 a 2-3.

Mecanismo de elevación

El mecanismo de elevación generalmente consta de un dispositivo de accionamiento, un sistema de enrollado de cable, un dispositivo de manipulación de carga y dispositivos de protección de seguridad. Algunos también utilizan un polipasto eléctrico como mecanismo de elevación auxiliar.

El dispositivo de accionamiento incluye el motor, el acoplamiento, el eje de compensación, el freno, el reductor y otros componentes. Cuando el dispositivo de accionamiento utiliza control convencional o control de velocidad por regulación de voltaje del estator, el motor es de rotor bobinado; cuando se utiliza control de velocidad por frecuencia variable, se trata de un motor de frecuencia variable. En un mecanismo de elevación principal con dos conjuntos de dispositivos de accionamiento, si falla un motor o un conjunto de dispositivos de control eléctrico, el otro conjunto de dispositivos de accionamiento deberá poder completar un ciclo de trabajo elevando la carga nominal.

El sistema de enrollado de cable de acero incluye el cable de acero, el tambor, el conjunto de polea fija, el ecualizador de cable de acero y el conjunto de polea móvil. Cuando el mecanismo de elevación principal tiene dos puntos de izamiento, se utiliza un sistema de enrollado de cuatro cables; cuando tiene un solo punto de izamiento, se utiliza un sistema de enrollado de dos cables.

El dispositivo de manipulación de carga incluye el gancho, el separador no desmontable (que incluye varias vigas de elevación fijas y ganchos de pórtico fijos) y el separador desmontable (que incluye varias vigas de elevación desmontables y ganchos de pórtico desmontables).

Para mayor seguridad, el mecanismo de elevación está equipado con un limitador de sobrecarga, un limitador de altura de elevación y un interruptor de sobrevelocidad. El limitador de altura cuenta con un dispositivo de doble protección: la primera etapa suele ser el limitador de altura de elevación en el extremo del tambor, y la segunda, un interruptor de límite de peso (martillo). También puede incluirse un freno de seguridad según sea necesario.

En el mecanismo de elevación, el motor está conectado al reductor mediante un acoplamiento; el eje de baja velocidad del reductor acciona el tambor, que a su vez impulsa el dispositivo de manipulación de carga a través del sistema de cable. Mientras se controle la rotación del motor (hacia adelante y hacia atrás), el dispositivo de manipulación de carga puede elevarse y descenderse.

La composición del mecanismo de elevación varía según los diferentes requisitos de funcionamiento. Las figuras 2-4 a 2-6 muestran algunos ejemplos.

El mecanismo de elevación que se muestra en la Figura 2-5 tiene dos puntos de izamiento, utiliza un sistema de cable de cuatro cuerdas y dos conjuntos de unidades de accionamiento. Los dos reductores están conectados en el extremo de alta velocidad mediante un acoplamiento, y se ha instalado un freno de seguridad en el tambor.

La figura 2-6 también tiene dos puntos de elevación, pero la disposición del sistema de aparejo de cuatro cables es diferente a la de la figura 2-5. Cuenta con una unidad de accionamiento y un freno de seguridad instalado en el tambor.

Mecanismo de desplazamiento del tranvía

El mecanismo de desplazamiento del carro se compone principalmente de un dispositivo de accionamiento y un soporte de desplazamiento. El dispositivo de accionamiento se compone principalmente del motor, el reductor, el freno y otros componentes. El soporte de desplazamiento incluye principalmente las ruedas y las vigas de compensación de peso.

El mecanismo de desplazamiento del carro utiliza accionamiento centralizado o accionamiento individual. Algunos carros de grúa de gran tonelaje utilizan vigas compensadoras de ruedas para reducir la carga sobre las mismas.

El mecanismo de traslación del carro generalmente utiliza un motor para accionar un reductor vertical, cuyo eje de baja velocidad impulsa las ruedas motrices. Cuando el mecanismo emplea control convencional o regulación de velocidad por tensión del estator, el motor es de rotor bobinado; cuando se utiliza control de velocidad por frecuencia variable, se trata de un motor de frecuencia variable.

Para garantizar la seguridad en el desplazamiento del carro, se incluyen un interruptor de límite y amortiguadores. Cuando el carro se acerca a la posición límite, el interruptor se activa y se interrumpe el suministro eléctrico al mecanismo de desplazamiento; el amortiguador absorbe la energía restante y el mecanismo solo puede moverse en sentido inverso.

Según las diferentes situaciones, el mecanismo de desplazamiento del carro presenta configuraciones específicas. La figura 2-7 muestra una disposición común del mecanismo de desplazamiento del carro en grúas puente de cuatro vigas y cuatro vías para cucharas de fundición, con accionamiento individual. Existen otras configuraciones según la situación. La figura 2-8 utiliza un accionamiento centralizado, y la figura 2-9 muestra otro diseño con accionamiento individual. Para carros con gran capacidad de elevación, se pueden añadir ruedas mediante una estructura de viga compensadora; la figura 2-10 muestra un ejemplo de dicha estructura.

Mecanismo de desplazamiento de la grúa

El mecanismo de traslación de la grúa se compone principalmente de un dispositivo de accionamiento y un soporte de traslación. El dispositivo de accionamiento se compone principalmente de un motor, un reductor, un freno y otros componentes. El soporte de traslación incluye principalmente las ruedas y las vigas de compensación de peso. El mecanismo de traslación de la grúa suele utilizar accionamientos individuales, generalmente con dos o cuatro conjuntos de dispositivos de accionamiento. Cuando las vigas principales son de sección estrecha, el mecanismo de traslación se instala generalmente en la pasarela del puente, mientras que para estructuras de viga ancha, se instala en los extremos interiores de las vigas principales.

Cuando se utiliza un control de velocidad convencional o mediante regulación de voltaje del estator, el motor es de tipo rotor bobinado; cuando se utiliza un control de velocidad de frecuencia variable, es un motor de frecuencia variable.

La grúa está equipada con interruptores de límite y amortiguadores para evitar que alcance el límite de la planta o colisione con grúas adyacentes, minimizando así los daños y las molestias para el operador. Cuando la grúa se acerca al límite de la planta o a una grúa adyacente, el interruptor de límite se activa y se interrumpe la alimentación del mecanismo de traslación; el amortiguador absorbe la energía restante. En este punto, el mecanismo de traslación solo puede moverse en sentido inverso. Los amortiguadores suelen ser de resorte o hidráulicos.

En el caso de un mecanismo de traslación de grúa con cuatro conjuntos de dispositivos de accionamiento, algunos usuarios requieren que, cuando fallen los dispositivos de accionamiento de un lado, los del otro lado puedan completar un ciclo de trabajo mientras elevan la capacidad de elevación nominal mediante conmutación eléctrica.

En grúas de gran tonelaje, el sistema de apoyo del desplazamiento utiliza vigas compensadoras de ruedas para reducir la carga sobre estas. Además, se pueden añadir ruedas horizontales según los requisitos del contrato.

La figura 2-11 muestra un esquema común del mecanismo de traslación de una grúa, por ejemplo, con un reductor de ejes paralelos horizontales y vigas de compensación de la traslación. La figura 2-12 muestra un ejemplo con un reductor de ejes paralelos verticales y vigas de compensación de la traslación. Las grúas de pequeño tonelaje utilizan el tipo de la figura 2-13, con un único grupo de ruedas como soporte de la traslación.

En el sistema de apoyo para el desplazamiento, las grúas de pequeño tonelaje cuentan con dos grupos de ruedas en cada extremo del carro, o bien se instala el soporte de ruedas de la figura 2-14 debajo del extremo del carro. Para las grúas de gran tonelaje, se seleccionan diferentes vigas de compensación de ruedas o combinaciones de las figuras 2-15 a 2-17 para soportar distintas cargas.

Marco del puente

El puente es la estructura principal y la base de montaje para el carro, el mecanismo de desplazamiento de la grúa y el equipo eléctrico. El puente se compone principalmente de las vigas principales, los carros de los extremos, la pasarela, el portacables del carro, los rieles del carro, la plataforma y la escalera de mantenimiento, la plataforma, las barandillas y otros componentes.

El puente es un elemento portante importante de la grúa, con suficiente resistencia, rigidez y estabilidad general, cumpliendo con las normas nacionales y los requisitos contractuales, y asegurando el funcionamiento normal de la grúa. El puente de una grúa puente para cucharas se divide en tipos de doble viga (véanse las figuras 2-2 y 2-3) y de cuatro vigas (véase la figura 2-1). Se proporciona un escudo térmico debajo de la placa de brida inferior de las vigas principales. Después de la prueba de la máquina completa, cuando el carro vacío está en la posición límite, la contraflecha de las vigas principales no debe ser inferior a 0,7S/1000 (donde S es la luz de la grúa), y el valor máximo de contraflecha se controla dentro del rango S/10 en el centro de la luz.

Según los requisitos o situaciones, las vigas principales pueden diseñarse como vigas estrechas de tipo cajón con riel central, vigas estrechas de tipo cajón semidesviadas, vigas estrechas de tipo cajón desviadas o vigas anchas de tipo cajón desviadas. La placa de cubierta superior de las vigas principales está provista de rieles para el desplazamiento del carro. Los rieles pueden fijarse mediante placas de sujeción soldadas o mediante abrazaderas de riel combinadas ajustables (según los requisitos del contrato). Cuando las vigas principales son estructuras de vigas estrechas, el equipo eléctrico se instala en la pasarela; si la temperatura ambiente no cumple con los requisitos normales de funcionamiento del equipo eléctrico, se proporciona una sala eléctrica refrigerada, la cual está equipada con una capa de aislamiento térmico. Cuando las vigas principales son estructuras de vigas anchas, el equipo eléctrico generalmente se instala en una sala eléctrica dentro de las vigas principales; si la temperatura ambiente no cumple con los requisitos normales de funcionamiento del equipo eléctrico, la sala eléctrica está equipada con aire acondicionado y una capa de aislamiento térmico.

Se han dispuesto amortiguadores a ambos lados del puente, que funcionan con los interruptores de límite de recorrido de la grúa, de modo que esta pueda cortar la alimentación y desacelerar antes de detenerse. Las barandillas cuentan con puertas con dispositivos de protección de enclavamiento eléctrico. Cuando se abre una puerta de barandilla enclavada, los mecanismos correspondientes de la grúa se desenergizan automáticamente; dichos mecanismos solo pueden funcionar con normalidad cuando la puerta de la barandilla está cerrada. En el lado del riel conductor de alimentación de la grúa, se han dispuesto una protección y una plataforma. La protección impide que el gancho o el cable de acero entren en contacto con el riel conductor de alimentación, y la plataforma se utiliza para instalar y mantener los colectores de corriente. La plataforma de mantenimiento del carro facilita el mantenimiento del mismo.

Cabina del operador

La cabina del operador es el lugar de trabajo donde el operador controla la grúa. Suspendida bajo las vigas principales, es una estructura cerrada, climatizada, aislada, con visión panorámica y aislamiento térmico, con una ventana transparente en la parte inferior. Las puertas y ventanas utilizan marcos de aleación de aluminio con vidrio de seguridad templado. La cabina está equipada con un cómodo asiento acolchado ajustable (en altura y profundidad). Contiene equipos de control eléctrico con cableado oculto y dispositivos de control fáciles de operar. Las conexiones interiores y exteriores se realizan a través de cajas de bornes para facilitar el mantenimiento. El suelo está cubierto con una alfombrilla de goma aislante, ignífuga, no conductora y antideslizante. La cabina está equipada con alarma, timbre eléctrico, extintor, ventilador eléctrico, sistema de aire acondicionado con calefacción/refrigeración, y otros dispositivos de seguridad, así como diversos instrumentos y un sistema de iluminación. El operador puede observar el estado de funcionamiento de cada mecanismo en cualquier momento para garantizar la operación segura de la grúa. La cabina del operador está revestida con una alfombrilla de goma aislante.

Sala eléctrica

La sala eléctrica se ubica dentro de las vigas principales (en estructuras de vigas estrechas, la caseta eléctrica se utiliza y se sitúa sobre la pasarela de la viga principal). Las paredes interiores que rodean la sala eléctrica de la viga principal cuentan con una capa sándwich aislante rellena de material aislante; se instalan puertas selladas en ambos extremos; la parte superior de las puertas cuenta con ventanas de vidrio de observación; las puertas están provistas de cerraduras y manijas, y se abren hacia afuera.

La sala eléctrica cuenta con aislamiento térmico, protección contra el polvo y refrigeración por aire acondicionado, evitando la transferencia de calor y la entrada de polvo. Para facilitar el mantenimiento del equipo eléctrico, se deja un pasillo de más de 600 mm de ancho y una altura libre de al menos 2,2 m. El pasillo está revestido con una alfombrilla aislante de goma. Delante del bastidor del panel eléctrico se encuentra una barandilla protectora aislante, con un espacio de mantenimiento adecuado entre la barandilla y el bastidor. En la sala eléctrica de la viga principal se ha instalado un ventilador industrial especial para proteger los componentes eléctricos de las temperaturas exteriores y garantizar su funcionamiento seguro y fiable en todo momento.

Mediante el análisis y la explicación sencillos de la grúa puente para cuchara de colada que se muestra arriba, este artículo explica las formas y funciones de las diversas estructuras de una grúa puente para cuchara de colada, de modo que los lectores puedan obtener una cierta comprensión y diseñar de manera estandarizada en el futuro, evitando algunos errores y problemas innecesarios.

Cindy

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Soy Cindy, tengo 10 años de experiencia laboral en la industria de las grúas y he acumulado una gran cantidad de conocimientos profesionales. He elegido grúas satisfactorias para más de 500 clientes. Si tiene alguna necesidad o pregunta sobre grúas, no dude en ponerse en contacto conmigo. ¡Usaré mi experiencia y mi experiencia práctica para ayudarlo a resolver el problema!