Ajuste del freno en polipastos eléctricos: holgura estándar
La clave del ajuste de la holgura del freno del polipasto eléctrico reside en los estándares de separación de los tres tipos de freno: 0,3~0,5 mm para el freno cónico (estándar en modelos CD1/MD1), 0,2~0,4 mm para el freno de disco (tipo hidráulico de gran tonelaje) y 0,3~0,6 mm para el freno electromagnético (polipasto con variador). El deslizamiento de la carga y el arrastre del freno por un ajuste incorrecto son los dos tipos de accidentes de seguridad más comunes en los polipastos eléctricos.
El freno del polipasto eléctrico es la "última línea de defensa" para el funcionamiento seguro del mecanismo de elevación. Según los requisitos de la norma ISO 4301 / FEM 1.001 y de la norma JB/T 10227-2017, el par de frenado no debe ser inferior a 1,5 veces el par de elevación nominal, y el deslizamiento de frenado debe ser inferior a 1/100 de la velocidad de elevación nominal. Sin embargo, en la práctica, más del 60% de las averías de frenado se deben a un ajuste incorrecto de la holgura: una holgura excesiva provoca una falta de par de frenado y el deslizamiento de la carga, mientras que una holgura insuficiente causa un sobrecalentamiento por arrastre, un desgaste rápido del forro de fricción e incluso su quemado. Este artículo parte de los valores de holgura estándar de los tres tipos de freno y ofrece las herramientas de medición, los pasos de ajuste y los métodos de verificación específicos.
Ajuste de la holgura del freno cónico (modelos CD1/MD1)
Los polipastos eléctricos de cable de los modelos CD1/MD1 incorporan de serie el freno cónico integrado en el motor de rotor cónico, siendo el sistema de frenado más habitual en los polipastos eléctricos. La holgura estándar del freno cónico es de 0,3~0,5 mm (por lado), medida con una galga de espesores de precisión 0,02 mm entre la superficie cónica del freno y el anillo de freno. Cuando el motor está sin tensión, el rotor cónico se desplaza axialmente por la fuerza del resorte, presionando la superficie cónica contra el anillo de freno para generar el par de frenado; al aplicar tensión, el rotor se desplaza en sentido contrario venciendo la fuerza del resorte por la acción electromagnética, liberando el freno.
Paso 1 — Desconecte la alimentación eléctrica del polipasto y bloquee el interruptor de alimentación. Mida la holgura actual con la galga de espesores y regístrela.
Paso 2 — Afloje la tuerca de seguridad de la tapa del freno. Ajuste la precarga del resorte añadiendo o retirando calzas (espesores estándar de 0,1 mm, 0,2 mm y 0,5 mm) para modificar la holgura.
Paso 3 — Añadir calzas aumenta la holgura; retirarlas la reduce. Cada ajuste no debe superar 0,1 mm. Vuelva a apretar la tuerca después del ajuste.
Paso 4 — Vuelva a medir la holgura con la galga de espesores para confirmar que se encuentra dentro del rango de 0,3~0,5 mm y que la desviación entre ambos lados no supera 0,1 mm.
Consideraciones clave: el anillo de freno del freno cónico es una pieza de desgaste con una vida útil normal de 1000 a 2000 horas. Tras instalar un anillo de freno nuevo, es necesario realizar un asentamiento de 50 ciclos (25 elevaciones y 25 descensos en vacío) antes de volver a medir la holgura, ya que durante el asentamiento se produce una ligera deformación plástica en la superficie del anillo. Cuando el desgaste del anillo de freno reduzca su espesor al 50% del valor original, debe sustituirse; de lo contrario, no se puede garantizar un par de frenado suficiente aunque la holgura esté dentro del rango estándar.
Ajuste de la holgura del freno de disco (tipo hidráulico/electromagnético)
El freno de disco se utiliza en polipastos eléctricos de gran tonelaje (más de 10 t) y en polipastos eléctricos metalúrgicos, accionado por impulsor hidráulico o electroimán. La holgura estándar del freno de disco es más estricta que la del freno cónico: 0,2~0,4 mm, medida con galga de espesores y comparador de carátula. El freno de disco está compuesto por el freno, el forro de fricción, los resortes de apriete y el impulsor de freno. Durante el funcionamiento, el impulsor vence la fuerza de los resortes para separar los forros de fricción de ambos lados del freno.
El ajuste se realiza girando el tornillo de ajuste de la carcasa del freno: girar en el sentido de las agujas del reloj reduce la holgura, mientras que girar en sentido contrario la aumenta. Cada cuarto de vuelta modifica la holgura en aproximadamente 0,05~0,08 mm. Durante el ajuste, es necesario medir simultáneamente la holgura entre los forros superior e inferior y el freno para garantizar la uniformidad en ambos lados. En el tipo con impulsor hidráulico, también debe comprobarse el nivel y la calidad del aceite hidráulico: se utiliza aceite hidráulico de aviación n.º 10, y debe sustituirse si el contenido de agua supera el 0,1% o si se detectan partículas en exceso. Si el deslizamiento de la carga tras el frenado supera los 50 mm (en vacío), indica que es necesario ajustar o sustituir el forro de fricción.
Un riesgo específico del freno de disco es el retardo en el cierre debido a un retorno lento del aceite en el impulsor. Cuando el tiempo de retorno del aceite supera 0,5 segundos, la respuesta del frenado se vuelve lenta. Puntos de verificación: viscosidad anómala del aceite hidráulico (n.º 46 en verano, n.º 32 en invierno), obstrucción en la tubería de retorno o agarrotamiento del vástago del impulsor. Tras la reparación, deben realizarse 3 pruebas de frenado en vacío para purgar el aire del circuito.
Ajuste de la holgura del freno electromagnético (polipasto con variador / tipo de frenado por falta de tensión)
El freno electromagnético (freno de falta de tensión) se utiliza ampliamente en polipastos eléctricos con control de velocidad por frecuencia. Su principio de funcionamiento es el siguiente: al aplicar tensión, la bobina electromagnética genera una fuerza magnética que vence la fuerza del resorte y atrae la armadura para liberar el freno; al cortar la tensión, la fuerza del resorte empuja la armadura contra el freno para realizar el frenado. La holgura estándar del freno electromagnético es de 0,3~0,6 mm, y se controla ajustando el recorrido de la armadura mediante el perno de regulación.
Antes del ajuste, es imprescindible medir con un multímetro la resistencia de corriente continua de la bobina electromagnética (normalmente en el rango de 80~200 Ω) y el voltaje de salida del rectificador (DC 170~200 V) para confirmar que la parte eléctrica funciona correctamente. A continuación, afloje la tuerca antiaflojamiento y gire el perno de regulación: en el sentido de las agujas del reloj reduce la holgura, en sentido contrario la aumenta. Tras el ajuste, mida la holgura en 4 puntos distribuidos uniformemente en la circunferencia del freno con la galga de espesores; la desviación entre los cuatro puntos no debe superar 0,05 mm. Finalmente, apriete la tuerca antiaflojamiento con una llave dinamométrica al par especificado.
La avería más común del freno electromagnético es la quemadura de la bobina, que impide la liberación del freno. En este caso, el motor se bloquea y emite un zumbido; si no se corta la alimentación a tiempo, el devanado del motor puede quemarse en cuestión de minutos. Acción preventiva: medir periódicamente la resistencia de la bobina para detectar tendencias de envejecimiento del aislamiento. Cuando la resistencia de aislamiento descienda por debajo de 0,5 MΩ, debe sustituirse el conjunto de la bobina.
Tabla comparativa de holguras de los tres tipos de freno
| Parámetro | freno cónico | Freno de Disco | freno electromagnético |
|---|---|---|---|
| NormaDistancia de retroceso | 0.3~0.5mm | 0.2~0.4mm | 0.3~0.6mm |
| Modelo aplicable | CD1/MD1Polipasto(0.5~16t) | polipasto de gran tonelaje(10~80t) | Polipasto con Variador(1~32t) |
| ajusteMétodo | Aumento/disminuciónajustecalza | RotaciónajusteTornillo | AjustePerno+ResorteFuerza |
| Instrumento de medición | Galga de espesores(0.02mmPrecisión) | Galga de espesores+comparador de carátula | Galga de espesores+multímetro |
| Ambos ladosDesviación | <0.1mm | <0.05mm | <0.05mm |
| ajustePeriodicidad | Inspección mensual,Revisión fina trimestralajuste | Inspección trimestral,Verificación integral semestral | Inspección mensual de bobinasResistencia,TrimestralCalibración |
Criterios de verificación tras el ajuste
Antes de la entrega, Kelude Industrias Pesadas verifica cada polipasto eléctrico según los siguientes criterios para garantizar la fiabilidad del sistema de frenado. Tras realizar el ajuste, deben superarse tres pruebas obligatorias antes de poner el equipo en servicio.
Prueba en Vacío — El mecanismo de elevación se somete a tres ciclos completos de elevación y descenso sin carga para comprobar que la liberación y el cierre del freno son precisos, sin arrastres ni ruidos anormales.
Prueba de Carga Nominal — Con la Capacidad Nominal aplicada, la carga se eleva aproximadamente 200 mm del suelo y se mantiene suspendida durante 3 minutos para medir el desplazamiento de descenso. El desplazamiento admisible es de 1/100 de la Velocidad de Elevación (p. ej., con una velocidad de elevación de 8 m/min, el descenso no debe superar 80 mm); en vacío, el desplazamiento de descenso no debe exceder 50 mm.
Prueba de Accionamiento del Limitador de Sobrecarga — Al cargar hasta el 110% de la carga nominal, el Limitador de Sobrecarga debe activar una Alarma Acústica y Visual en un máximo de 2 segundos e interrumpir el circuito de elevación.
Tras el ajuste del freno, deben registrarse y archivarse los siguientes datos: fecha del ajuste, distancia de separación antes y después del ajuste, responsable del ajuste y valor medido del desplazamiento de descenso con carga nominal. Según el reglamento TSG 51-2023, el registro de ajuste del freno es un documento obligatorio en el archivo técnico de la grúa.
Lectura recomendada: Tres costes ocultos de un freno neumático defectuoso en grúas: respuesta neumática lenta, protección a prueba de fallos invertida y falta de diafragma cortafuegos en talleres de alta temperatura — Conozca los modos de fallo habituales y las estrategias de prevención según el tipo de freno. Los métodos de ajuste de holgura descritos se aplican a toda la gama de polipastos eléctricos Kelude (modelos CD1/MD1/HC/HM); las especificaciones de las calzas y los valores objetivo de separación pueden variar según el modelo, tal como se indica en la documentación técnica de fábrica.
Preguntas frecuentes sobre el ajuste del freno del polipasto
P: Si el descenso del polipasto eléctrico CD1 supera los 100 mm tras el frenado, ¿basta con ajustar la separación?
R: No necesariamente. Primero, mida el grosor del anillo de freno con un calibre de espesores: si el desgaste supera el 50% del grosor original, el par de frenado será insuficiente aunque la separación esté dentro del rango estándar; en ese caso, es obligatorio sustituir el anillo de freno. A continuación, revise si la superficie cónica del freno presenta contaminación por grasa (debida a fugas del reductor o a un exceso de lubricación); la grasa reduce el coeficiente de fricción de 0,35~0,45 a menos de 0,05. Por último, compruebe si el resorte del Motor de Rotor Cónico ha perdido tensión por fatiga: mida la altura libre del resorte con un comprobador; si es inferior al valor estándar en más de 2 mm, sustitúyalo.
P: Tras el ajuste, a los 30 minutos de funcionamiento se percibe olor a quemado. ¿Cuál es la causa?
R: La causa típica es una separación demasiado pequeña que provoca arrastre del freno. Cuando la separación es inferior a 0,2 mm (freno cónico) o 0,15 mm (freno de disco), el forro de fricción mantiene un contacto leve con la superficie de frenado incluso en estado liberado, generando fricción continua y altas temperaturas — la superficie del freno puede superar los 150 °C. Detenga el equipo inmediatamente, espere a que el freno se enfríe por completo, reajuste la separación hasta el límite superior del rango estándar y compruebe si el forro de fricción está carbonizado y requiere sustitución.
P: ¿Qué requisitos establece la norma JB/T 10227-2017 para el ensayo de carga estática del freno para polipasto eléctrico?
R: La norma JB/T 10227 exige que el freno del polipasto eléctrico supere un Ensayo de Carga Estática de 1,25 veces la carga nominal, manteniendo la carga durante al menos 10 minutos sin deslizamiento ni deformación permanente. Además, tras 1000 ciclos de frenado consecutivos con carga nominal, el par de frenado no debe disminuir más del 15% de su valor inicial. Los frenos nuevos deben entregarse con un informe de prueba del par de frenado, y la unidad usuaria debe realizar una verificación de carga estática al menos una vez al año.
P: En aplicaciones de arranque y parada frecuentes, ¿la holgura del freno debe ajustarse al límite superior o inferior del rango estándar?
R: Debe ajustarse al límite superior (0,4~0,5 mm en frenos cónicos; 0,3~0,4 mm en frenos de disco). En ciclos de arranque y parada frecuentes (más de 120 ciclos por hora), cada cierre y liberación del freno implica una conversión de energía; si la separación es demasiado pequeña, la disipación de calor es insuficiente y la temperatura del freno aumenta rápidamente. Para estas aplicaciones, se recomienda elegir un freno con Enfriamiento por aire forzado y acortar el intervalo de ajuste de mensual a quincenal.
