Ajuste freno polipasto eléctrico: calibración de holgura y par
Resumen: El freno de la grúa es el componente clave para garantizar la seguridad en las operaciones de izaje; su instalación y puesta en marcha deben ajustarse estrictamente a 6 parámetros técnicos fundamentales. Este artículo aborda de forma sistemática el ajuste de la holgura de la zapata de freno (estándar de 0,5 a 1 mm), la calibración del par de frenado (deslizamiento ≥1,25 veces la carga nominal), la alineación de ejes (≤0,05 mm), la verificación de parámetros eléctricos (desviación de voltaje ≤±5 %) y el ensayo de frenado con carga dinámica de 1,25 veces, ofreciendo una guía operativa estandarizada para el personal de instalación en campo.
La calidad de la instalación y puesta en marcha del freno determina directamente la seguridad operativa de la grúa. Según lo establecido en la norma ISO 4301 / FEM 1.001 (especificaciones técnicas para sistemas de frenado en mecanismos de elevación), el freno debe ser capaz de detener de forma fiable la carga a 1,25 veces la carga nominal, y la distancia de frenado no debe superar el valor calculado de la velocidad de elevación multiplicada por 0,5 segundos. Asimismo, la norma ISO 4306 (especificaciones para frenos de grúas) regula la clasificación, los requisitos técnicos y los métodos de ensayo de los frenos, definiendo indicadores críticos como la holgura de la zapata de freno, la desviación del par de frenado y el límite de elevación de temperatura.
Preparación previa y verificación de selección del freno
Antes de instalar el freno, es imprescindible verificar que los parámetros de la placa de características coincidan con los requisitos de diseño del mecanismo de elevación. La especificación técnica de Kelude exige que el factor de seguridad del par de frenado nominal no sea inferior a 1,5 veces, es decir, el par nominal del freno debe superar en más de 1,5 veces el par de frenado requerido cuando el mecanismo está a plena carga.
Los parámetros clave para la verificación de selección incluyen: diámetro de la rueda de freno, par de frenado nominal, régimen de trabajo (S1 continuo / S3 intermitente / S4 periódico), clase de aislamiento (límite de elevación de temperatura de 105 K para clase F) y grado de protección (IP44 como mínimo en interior, IP54 como mínimo en exterior). En el caso de frenos con impulsor hidráulico, debe confirmarse adicionalmente que el empuje nominal y la carrera del impulsor sean compatibles con el bastidor del freno.
Ajuste de la holgura de la zapata: 6 parámetros críticos
El ajuste de la holgura entre la zapata y la rueda de freno es la fase central de la instalación y puesta en marcha, ya que determina directamente la rapidez de respuesta del frenado y la fiabilidad de la detención. Los 6 parámetros siguientes deben verificarse y registrarse uno a uno:
① Holgura de la zapata de freno: valor estándar de 0,5 a 1,0 mm, con una desviación máxima de 0,1 mm entre los dos lados simétricos.
② Excentricidad radial de la rueda de freno: ≤0,05 mm; excentricidad axial: ≤0,1 mm.
③ Desviación de coincidencia entre la línea central de la zapata y la de la rueda de freno: ≤0,3 mm.
④ Marca de límite de desgaste de la zapata visible; el espesor restante debe ser ≥30 % del espesor original.
⑤ Compresión del resorte uniforme y simétrica; diferencia de fuerza entre resortes izquierdo y derecho ≤5 %.
⑥ Dispositivo de liberación manual con funcionamiento flexible; fuerza en el mango ≤160 N.
Durante el ajuste, se utiliza un calibre de espesores para medir punto por punto. Primero se ajusta la holgura entre la zapata y la rueda hasta el rango estándar, y a continuación se aprietan las tuercas de ajuste y se vuelve a medir. Kelude recomienda realizar 3 pruebas de apertura y cierre en vacío tras completar el ajuste de la holgura para confirmar que el movimiento es suave y sin obstrucciones antes de pasar a la fase de calibración del par.
Calibración del par de frenado y ensayo dinámico
La calibración del par de frenado es un paso crítico para garantizar el funcionamiento fiable del freno. Conforme a lo dispuesto en la norma ISO 12480 (especificaciones para la instalación de aparatos de elevación), el valor medido del par de frenado no debe ser inferior al 95 % del valor nominal, y en el ensayo de carga dinámica a 1,25 veces la carga nominal, el deslizamiento de la carga no debe superar el valor de distancia equivalente a la velocidad de elevación (m/min) × 0,5.
Procedimiento de calibración: en primer lugar, se realiza una prueba estática del par de frenado con la carga nominal; la lectura de la llave dinamométrica debe desviarse ≤5 % respecto al valor indicado en la placa. A continuación, se efectúa un ensayo de frenado con carga dinámica a 1,1 veces la carga nominal; las 3 distancias de frenado consecutivas deben ser consistentes y sin desviaciones anómalas. Por último, se realiza la verificación final a 1,25 veces la carga nominal; durante la detención, el freno no debe presentar ruido anormal, emisión de humo ni temperatura superficial de la rueda de freno superior a 150 °C.
Alineación de ejes y ajuste eléctrico
La precisión de la alineación entre la rueda de freno y el eje de salida del motor influye directamente en la vida útil del freno. El estándar de verificación con comparador de carátula es: desviación radial ≤0,05 mm y desviación angular ≤0,1 mm/100 mm. En la práctica de ingeniería de Kelude se utiliza habitualmente un equipo de alineación láser para una calibración de alta precisión, que mejora la eficiencia en aproximadamente un 60 % frente al método tradicional con comparador, logrando precisiones dentro de 0,02 mm.
En cuanto al ajuste eléctrico, la tensión nominal de la bobina del freno es normalmente de CC 24 V o CA 380 V; tras la conexión, la desviación de tensión medida debe estar dentro del rango de ±5 %. El tiempo de liberación del freno al recibir tensión debe ser ≤0,3 s, y el tiempo de aplicación del frenado al cortar la tensión debe ser ≤0,2 s. Para frenos de corriente continua con módulo rectificador, debe verificarse que el coeficiente de ondulación de la tensión de salida del puente rectificador sea ≤5 %.
Ensayo de carga y norma de aceptación
El ensayo de carga constituye la inspección final de la instalación y puesta en marcha del freno, y se ejecuta en dos fases: estática y dinámica. En la prueba estática, el freno debe mantener el par de frenado con la carga nominal durante ≥15 minutos sin que se observe ningún giro visible de la rueda de freno. En la prueba dinámica, se realizan detenciones sucesivas con el 50 %, 75 %, 100 % y 125 % de la carga nominal, registrando en cada caso la distancia de frenado y la elevación de temperatura de la rueda.
Criterios de aceptación:
① Distancia de frenado a 125 % de la carga nominal ≤ valor permitido calculado, y dispersión de las distancias de 3 detenciones consecutivas ≤10 %.
② Temperatura máxima de la superficie de la rueda de freno ≤150 °C (clase de aislamiento F).
③ Sin aflojamiento en los pernos de conexión del freno.
④ Superficie de contacto entre la zapata y la rueda de freno ≥80 % de la superficie de contacto de diseño.
Los productos de fábrica de Kelude incluyen el registro original de calibración del par de frenado, conforme a los requisitos de la norma TSG Q7015 para la inspección periódica de aparatos de elevación.
| ParámetroElemento | Requisito de la norma | Método de detección |
|---|---|---|
| Holgura de la zapata de freno | 0.5a1.0mm | Medición punto por punto con galga de espesores |
| Desviación del par de frenado | ≤±5% | Parllave oSensor |
| Desviación radial de coaxialidad | ≤0.05mm | comparador de carátulallave oAlineación láserinstrumento |
| Desviación de voltaje de la bobina | ≤±5% | digitalmultímetro |
| frenadoTiempo de respuesta | ≤0.3s | cámara de alta velocidad oosciloscopio |
| rueda de frenolímite de elevación de temperatura | ≤150℃ | termómetro infrarrojo |
Tabla 2: Comparativa de cláusulas de la Norma de Aceptación de Instalación del Freno
| NormaN.º | Contenido de la cláusula | AceptaciónIndicador |
|---|---|---|
| GB/T 22414 | sistema de frenadoRendimiento de frenado dinámico | 1.25vecesCargadeslizamiento≤Velocidad de Elevación×0.5s |
| GB/T 18443 | FrenoRequisitos técnicos yEnsayoMétodo | par de frenadoDesviación≤±5% |
| GB 50484 | ejecución de obras de instalaciónEspecificación | Coaxialidadradial≤0.05mm |
| GB 50278 | obra de instalaciónAceptaciónEspecificación | desviación axial (salto frontal)≤0.1mm |
| TSG Q7015 | inspección periódicaregla | rueda de frenoelevación de temperatura≤150℃ |
| GB 6067.1 | aparatos de elevaciónseguridadProcedimiento | Factor de seguridad≥1.5 |
Holgura estándar de la zapata de freno
0,5-1,0 mm
Desviación simétrica ≤0,1 mm
Factor de seguridad del par de frenado
≥1,5 veces
Estándar de fábrica de Kelude Industrias Pesadas
Requisito de precisión de coaxialidad
≤0,05 mm
El alineador láser puede alcanzar 0,02 mm
Múltiplo de carga en ensayo de carga dinámica
1,25 veces
Dispersión de distancia de frenado ≤10% en 3 ciclos consecutivos
Tiempo de respuesta del freno
≤0,3 s
Frenado por pérdida de tensión ≤0,2 s
Temperatura máxima superficial de la rueda de freno
150 ℃
Límite de elevación de temperatura, clase F
📖 Lecturas recomendadas
Tras conocer la instalación y puesta en marcha del freno, se recomienda ampliar información con los siguientes artículos: Norma GB/T 30220 «Frenos para grúas»: 8 indicadores de rendimiento y método de selección en 5 pasos, para dominar los criterios técnicos de selección del freno; ISO 12480 «Reglamento de seguridad para aparatos de elevación», para una visión integral de los requisitos de seguridad de la grúa; EN 14492-4:2019 «Requisitos técnicos para frenos de polipasto eléctrico», como referencia a la normativa europea aplicable a frenos.
Preguntas frecuentes sobre el freno de polipasto eléctrico
P: ¿Cuál es la holgura admisible del freno de la grúa en milímetros?
R: Según la norma GB/T 18443, la holgura entre la zapata y la rueda de freno debe mantenerse entre 0,5 y 1,0 mm, y la desviación entre ambos lados simétricos no debe superar 0,1 mm. El estándar de fábrica de Kelude Industrias Pesadas adopta un valor ajustado de 0,6 mm para compensar el desgaste inicial de asentamiento. Una holgura excesivamente reducida provoca rozamiento y sobrecalentamiento en estado no frenado; una holgura excesiva retrasa la respuesta del freno y aumenta la distancia de frenado.
P: ¿Qué requisitos específicos establece la norma GB/T 22414 para el ensayo de frenado con carga de 1,25 veces la nominal?
R: La norma GB/T 22414 exige que el sistema de frenado detenga de forma fiable la carga a 1,25 veces la carga nominal. El desplazamiento de la carga no debe superar el valor equivalente a la velocidad de elevación multiplicada por 0,5 segundos. Por ejemplo, con una velocidad de elevación de 8 m/min, el desplazamiento admisible es ≤8÷60×0,5×1000≈66,7 mm. Asimismo, se requiere que la dispersión de la distancia de frenado en 3 ciclos consecutivos sea ≤10% y que la temperatura superficial de la rueda de freno no supere los 150 ℃.
P: ¿Cómo diagnosticar y corregir una distancia de frenado excesiva tras la instalación del freno?
R: La distancia de frenado excesiva se aborda en el siguiente orden: ① Verificar que la holgura de la zapata de freno no supere el límite de 1 mm y reajustarla al rango estándar; ② Inspeccionar la superficie de la rueda de freno por presencia de grasa o corrosión, limpiarla con disolvente específico y comprobar un coeficiente de fricción ≥0,4; ③ Medir el par de frenado; si es inferior al 95% del valor nominal de la placa, aumentar la precarga del resorte o sustituir las zapatas desgastadas; ④ Revisar el circuito eléctrico de control por retardo en la liberación; el tiempo de continuación del módulo rectificador debe ser ≤0,1 s.
P: ¿Es más adecuado un voltaje de bobina de freno de 24 V CC o 380 V CA para la grúa?
R: El freno de corriente continua de 24 V CC ofrece una respuesta rápida (liberación en aproximadamente 0,1 a 0,15 segundos tras la activación), bajo nivel de ruido y buena compatibilidad electromagnética, siendo idóneo para mecanismos de elevación con ciclos de trabajo frecuentes. El freno de corriente alterna de 380 V CA tiene una estructura más simple al no requerir módulo rectificador, pero presenta una alta corriente de irrupción en el momento de la activación (aproximadamente 5 a 7 veces la corriente nominal) y un retardo de liberación de 0,25 a 0,35 segundos. Kelude equipa de serie el freno de 24 V CC en los mecanismos de elevación de sus puentes grúa de más de 5 t.
