Los requisitos de diseño, selección y ensayo de aceptación de los frenos descritos en este artículo se basan principalmente en las siguientes normas nacionales: ISO 4301 / FEM 1.001, sección 5.8 sobre requisitos de diseño de frenos, ISO 4306, cláusulas de ensayo y aceptación de frenos, así como las disposiciones de inspección de tipo de GB/T 30220-2013, frenos para aparatos de elevación.

¿Qué componentes clave integran el sistema de frenado del polipasto eléctrico?

El sistema de frenado del polipasto eléctrico para grúa emplea un motor de rotor cónico con freno, característica que lo distingue de los motores industriales convencionales. El sistema completo se compone de los siguientes 6 componentes principales:

①Motor de rotor cónico: tanto el diámetro interior del estátor como el exterior del rotor presentan forma cónica (ángulo de cono generalmente entre 3° y 5°). Al aplicar corriente, se genera una fuerza de tracción axial que comprime el resorte de freno, desplazando axialmente el rotor entre 2 y 4 mm; el forro de freno se separa del freno y el motor gira con normalidad.

②Resorte de freno: montado en el extremo posterior del eje del rotor, proporciona el empuje axial. Al cortar la corriente, la fuerza de tracción desaparece y el resorte empuja el rotor para que retorne, haciendo que el forro de freno contacte firmemente con el freno y genere el par de frenado. La precarga del resorte se selecciona según la capacidad: aproximadamente 80–120 N para polipastos de 0,5 t y 200–350 N para polipastos de 10 t.

③Forro de freno (forro de fricción): montado en la superficie posterior del rotor, fabricado en material compuesto de fricción de base asbesto, con un coeficiente de fricción no inferior a 0,35. El espesor del forro suele ser de 8 a 12 mm (nuevo); debe sustituirse cuando el desgaste reduzca su espesor por debajo de 3 mm.

④Freno (rueda de freno): fijado en la tapa posterior del motor, forma el par de fricción junto con el forro. Fabricado en fundición HT200 o acero Q235, con una rugosidad superficial Ra no superior a 3,2 µm.

⑤Tuerca de seguridad de ajuste: montada en el extremo posterior del eje del rotor, permite regular la holgura de freno. Girando en sentido horario se reduce la holgura (el freno aprieta); girando en sentido antihorario se aumenta (el freno afloja).

⑥Freno-ventilador: integrado en el extremo posterior del rotor, cumple la doble función de refrigeración y de freno; el calor generado durante el frenado se disipa a través de las aspas del ventilador.

Conforme a la norma ISO 4301 / FEM 1.001, sección 5.8, el freno del mecanismo de elevación debe cerrarse automáticamente ante un corte de energía, y el par de frenado no debe ser inferior a 1,5 veces el par generado por la carga nominal. Toda la gama de polipastos eléctricos de Kelude Industrias Pesadas se diseña conforme a esta norma, con un factor de seguridad de frenado no inferior a 1,75.

Ajuste del freno del polipasto eléctrico: método de instalación en 5 pasos y holgura estándar

El ajuste del freno de rotor cónico es la operación más habitual en la instalación y el mantenimiento de polipastos eléctricos. A continuación se presenta el método estándar en 5 pasos validado por el equipo técnico de Kelude Industrias Pesadas, con parámetros y procedimientos de verificación definidos para cada etapa.

Paso 1: Parada por corte de energía y verificación de seguridad

Corte la alimentación eléctrica principal y coloque la señal de advertencia «Trabajos en curso»; confirme que el mando de control esté en posición de parada. Descienda el gancho hasta el suelo o una plataforma de apoyo, asegurando que la carga quede completamente liberada. Utilice un multímetro para comprobar que tanto el circuito principal como el circuito de control están sin tensión. Este paso no puede omitirse: ajustar con el equipo energizado puede provocar accidentes graves.

Paso 2: Desmontaje de la cubierta del ventilador

Con la llave adecuada, retire los 3 o 4 pernos de fijación de la cubierta del ventilador en el extremo posterior del motor. Al retirar la cubierta, quedarán visibles el resorte de freno, la tuerca de seguridad de ajuste y el freno-ventilador. Guarde los pernos y arandelas retirados para evitar pérdidas. Si existe una junta de estanqueidad entre la cubierta y la tapa del motor, inspeccione su estado y sustitúyala si está dañada.

Paso 3: Ajuste de la tuerca de seguridad para controlar la holgura de freno

Sujete la tuerca de seguridad de ajuste con una llave de gancho o llave de tubo adecuada. Gire en sentido horario (visto desde el extremo posterior del motor) para reducir el desplazamiento axial del rotor, disminuyendo la holgura entre el forro y el freno; el frenado se vuelve más firme. Gire en sentido antihorario para aumentar la holgura; el frenado se vuelve más suave. Realice ajustes incrementales de no más de 1/4 de vuelta. Tras cada ajuste, energice brevemente el motor durante 2 o 3 segundos y vuelva a cortar la corriente para permitir que el rotor retorne a su posición natural antes de medir la holgura.

Paso 4: Medición de la holgura de freno con galga de espesores (estándar: 0,5–1,5 mm)

Utilice una galga de espesores para medir la holgura entre el forro de freno y el freno en 4 puntos equidistantes en dirección circunferencial. La holgura estándar es de 0,5 a 1,5 mm, y la diferencia entre los 4 puntos no debe superar los 0,2 mm. Una holgura demasiado pequeña (inferior a 0,5 mm) provoca arrastre y sobrecalentamiento durante el funcionamiento, acelerando el desgaste del forro. Una holgura excesiva (superior a 1,5 mm) provoca latencia en la respuesta del frenado, par de frenado insuficiente y descenso de carga superior al permitido. Si la holgura no es uniforme, verifique si el asiento del resorte está descentrado o si el forro presenta desgaste irregular.

Paso 5: Prueba en vacío y aceptación a plena carga

Tras energizar, realice primero 3 ciclos de elevación y descenso en vacío para confirmar que la aplicación del freno no produce ruido anormal ni humo por arrastre. A continuación, aplique la carga nominal, eleve el gancho hasta aproximadamente 1 m del suelo y suspenda; tras cortar la corriente, mida el descenso de carga durante 1 minuto: el valor estándar no debe superar los 80 mm. Finalmente, realice el ensayo de frenado con carga estática a 1,25 veces la carga nominal: el gancho debe permanecer suspendido durante 10 minutos sin ningún descenso. Una vez completado el ajuste, vuelva a montar la cubierta del ventilador y apriete los pernos. Kelude Industrias Pesadas recomienda registrar cada ajuste en la ficha de mantenimiento del sistema de frenado, indicando fecha, valores de holgura medidos y operario responsable.

El procedimiento descrito cumple con los requisitos de ensayo funcional de frenos de la norma ISO 4306, así como con las disposiciones de inspección periódica del freno del mecanismo de elevación establecidas en el reglamento TSG 51-2023.

Tabla comparativa de parámetros de 4 tipos de frenos para polipastos eléctricos de grúa

Grúas Kelude: Soluciones integrales para elevación industrial

Kelude es un fabricante profesional de grúas y equipos de elevación en China. Con más de 20 años de experiencia en el sector, ofrecemos soluciones personalizadas para entornos industriales exigentes. Nuestra gama incluye puentes grúa, grúas pórtico, semipórtico y plumas, así como polipastos de cable y de cadena. Todos nuestros equipos cumplen con los estándares internacionales ISO 4301, ISO 12480 e IEC 60204-32, garantizando seguridad y fiabilidad en cada operación.

Normas y especificaciones de inspección para el sistema de frenado del polipasto eléctrico

Parámetros clave del sistema de frenado en polipastos eléctricos (6 datos esenciales)

Problemas comunes en el ajuste del freno de polipastos eléctricos y sus soluciones

Problema 1: El freno patina tras el ajuste y la carga desciende

Causas: Desgaste del forro de freno por debajo de 3 mm, lo que reduce la fuerza de frenado. Presencia de aceite o humedad en el disco de freno que disminuye el coeficiente de fricción. Fatiga del resorte de freno que provoca una pérdida de precarga.

Soluciones: Reemplazar el forro de freno (el forro original de Kelude tiene un coeficiente de fricción ≥ 0,38). Limpiar la superficie del disco y del forro con acetona o un limpiador específico. Medir la longitud libre del resorte; si se ha acortado más de un 10% respecto a la original, debe sustituirse.

Problema 2: El freno humea o huele a quemado durante el funcionamiento

Causas: Holgura de freno demasiado pequeña (inferior a 0,5 mm) que provoca el roce continuo entre el forro y el disco. Resorte de freno demasiado rígido o precarga excesiva. Operación frecuente en Modo de Impulso que sobrecalienta el freno por accionamientos continuos.

Soluciones: Detener la máquina y dejar enfriar. Reajustar la holgura de freno a 0,8~1,2 mm. Verificar que el modelo del resorte de freno sea el correcto para el motor. Si la elevación de temperatura supera los 60 K, es obligatorio un enfriamiento forzado de 30 minutos antes de reanudar el servicio.

Problema 3: La Tuerca de Seguridad no gira o está pelada durante el ajuste

Causas: Corrosión que bloquea la rosca. Deformación de la rosca por un apriete excesivo en el ajuste anterior. Vibración prolongada que causa la adherencia entre la tuerca y el eje.

Soluciones: Aplicar WD-40 o aflojante, dejar actuar 15 minutos y golpear suavemente alrededor de la tuerca antes de intentar girarla. Si la rosca está dañada, se debe reemplazar el eje del rotor o la tuerca. Kelude recomienda aplicar una pequeña cantidad de Grasa de Disulfuro de molibdeno en la rosca antes de cada ajuste para prevenir la Corrosión.

Problema 4: La holgura de freno no es uniforme en toda la circunferencia

Causas: Desgaste irregular del forro de freno (más grueso en un lado que en el otro). Inclinación del asiento del resorte de freno. Desviación excesiva de la perpendicularidad del disco de freno.

Solución: verifique el descentramiento axial del disco de freno con un comparador de carátula; no debe superar 0,05 mm. Si el forro de freno presenta desgaste irregular, sustitúyalo por completo (no reemplace solo una sección). Compruebe que el asiento del resorte esté correctamente instalado y, si es necesario, añada calzas de ajuste para nivelar.

Problema 5: El freno falla con carga pero funciona en vacío

Análisis de causas: la precarga del resorte de freno es insuficiente; en vacío el freno agarra de forma marginal, pero al aumentar la carga el par de frenado no es suficiente. El coeficiente de fricción del forro de freno se degrada a altas temperaturas (fenómeno de desvanecimiento térmico).

Solución: sustituya el resorte de freno por uno original de alta rigidez de Kelude Industrias Pesadas. Seleccione forros de freno resistentes a alta temperatura (temperatura de trabajo no inferior a 250 °C). Verifique que la carga nominal del polipasto sea compatible con las especificaciones del freno.

Problema 6: Ruido anormal y estridente del freno en un polipasto eléctrico recién instalado

Análisis de causas: el forro y el disco de freno no se han asentado correctamente. La superficie del disco de freno presenta óxido o rebabas. El material del forro de freno es excesivamente duro.

Solución: durante los primeros 50 ciclos de frenado de un polipasto nuevo, el ruido leve es normal (período de asentamiento). Inspeccione y pula las rebabas de la superficie del disco de freno. Si el ruido persiste tras el período de asentamiento, verifique si la dureza del forro supera el valor admisible (dureza Shore recomendada: 70–90 HD).

Problema 7: El freno se bloquea a bajas temperaturas en invierno y el motor no arranca

Análisis de causas: a bajas temperaturas la grasa se solidifica, aumentando la resistencia al movimiento axial del rotor. La formación de hielo o escarcha en la superficie del forro de freno incrementa la fuerza de fricción estática.

Solución: cuando la temperatura ambiente sea inferior a -10 °C, antes del arranque conecte el motor para un precalentamiento de 5 a 10 minutos. Utilice grasa para bajas temperaturas (rango de trabajo: -40 a 120 °C). Verifique que la cinta calefactora del motor (si está equipada) funcione correctamente.

Los diagnósticos y soluciones de las preguntas frecuentes anteriores han sido validados en el centro de Servicio Postventa de Kelude Industrias Pesadas. Lectura relacionada: ¿Cómo detectar deformación, grietas o aumento de la abertura en el gancho de la grúa? Diagnóstico de 6 causas y 5 criterios de desecho, para conocer las normas de mantenimiento seguro del gancho. Se recomienda que el personal de mantenimiento establezca un registro de incidencias del sistema de frenado, documentando cada síntoma, causa y medida correctiva para facilitar diagnósticos futuros.

Preguntas frecuentes sobre el freno de polipasto eléctrico para grúas: diagnóstico y soluciones profesionales