Selección de Polipasto para Grúa: Parámetros y Velocidad
Punto clave El polipasto de la grúa es el componente esencial que cambia la dirección del cable de acero y transmite la potencia en el mecanismo de elevación. ①La multiplicidad de cable m = número de ramales del cable ÷ número de salidas del tambor; el valor habitual oscila entre 2 y 10. ②A mayor multiplicidad, mayor capacidad de elevación, pero menor velocidad: con m=2 la velocidad es de 8 a 12 m/min, mientras que con m=8 se reduce a 1,5–3 m/min. ③Las poleas se fabrican en acero fundido (ZG310-570) o en nailon MC. ④Antes de la entrega, los polipastos de Kelude Industrias Pesadas se someten a un ensayo estático con 1,5 veces la carga nominal, y la garganta del cable recibe un temple por inducción de frecuencia media.
Multiplicidad de cable y velocidad de elevación
La multiplicidad de cable es el parámetro de diseño fundamental del mecanismo de elevación. Cuanto mayor es la multiplicidad, mayor es el número de ramales del cable y la capacidad de izado, pero menor es la velocidad de elevación. La selección de la multiplicidad debe equilibrar la capacidad de carga y la eficiencia operativa: el puente grúa de viga única suele emplear multiplicidades de 2 a 4, el puente grúa de doble viga de 4 a 8, y las grúas pórtico de gran tonelaje pueden alcanzar 10. Kelude Industrias Pesadas calcula la multiplicidad óptima considerando la capacidad de elevación, la altura de izado y los requisitos de velocidad durante la fase de selección.
| Capacidad de Elevación(t) | Recomendado Multiplicidad | Polea Cantidad | Velocidad de Elevación(m/min) | Modelo aplicable |
|---|---|---|---|---|
| 1~5 | 2 | 2 | 8~12 | CD1/MD1Polipasto Eléctrico |
| 5~16 | 3~4 | 3~4 | 5~8 | LD/Tipo LHtipo puente |
| 20~50 | 4~6 | 5~8 | 3~6 | Tipo QDpuente grúa de doble viga |
| 50~100 | 6~8 | 8~12 | 1.5~3 | gran tonelajetipo pórtico/Metalúrgica |
| ≥100 | 8~12 | 12~20 | 0.5~1.5 | Gran tamaño Fundición/Construcción naval |
Tipos de estructura y materiales de las poleas de grúa
Las poleas de grúa se clasifican según su estructura en poleas fijas (montadas sobre la viga puente o la estructura del carro, que cambian la dirección del cable de acero) y poleas móviles (que se desplazan con el gancho con polea, proporcionando ventaja mecánica y aumentando la velocidad). Cada polea se compone de pestaña de rueda, cubo, radio y garganta del cable. Las poleas de gran tamaño se fabrican en acero fundido de una sola pieza, mientras que las de tamaño pequeño y mediano pueden fabricarse en MC nylon o fundición dúctil. La relación entre el diámetro de la polea D y el diámetro del cable de acero d (D/d) es un parámetro de diseño fundamental que influye directamente en la vida a fatiga por flexión del cable de acero.
Polea de acero fundido (ZG310-570): Resistencia a la Tracción ≥570MPa, dureza HB 180~220, resistente al desgaste y a los impactos, aplicable a gran tonelaje (≥20t) y Entorno de Alta Temperatura. Tras el temple por inducción de frecuencia media, la garganta del cable alcanza una dureza de HRC 40~45, duplicando su vida útil. Sus desventajas son un Peso Propio elevado (aproximadamente 5 veces el de una polea de nylon) y un mayor coste de mecanizado.
Polea de nylon MC (nylon fundido): con una Densidad de solo 1,15 g/cm³ (una quinta parte del acero fundido), un bajo coeficiente de fricción (0,08~0,12), provoca un menor Desgaste del cable de acero (prolongando su vida útil en un 30%), ofrece buena autolubricación y bajo Ruido anormal durante el funcionamiento. Adecuada para Temperatura Ambiente de -40~+120°C, se utiliza ampliamente en grúas ligeras y medianas (≤20t) y en aplicaciones de alta Velocidad de rotación. Las poleas de nylon MC de Kelude Industrias Pesadas incorporan de serie una formulación de nylon con aceite, que mejora la Resistencia al Desgaste en un 40% en comparación con el nylon Estándar.
Cálculo de la relación de diámetros y compatibilidad con el cable de acero
La norma ISO 4301 / FEM 1.001 establece que la relación entre el diámetro de la polea D y el diámetro del cable de acero d debe ser D/d≥20 (para Clase de Funcionamiento M5). Cuanto mayor sea la relación D/d, menor será la Tensión de flexión sobre el cable y mayor su vida útil. Kelude Industrias Pesadas aplica un estándar de D/d≥25, lo que prolonga la vida a fatiga por flexión del cable de acero en más de un 30%.
Ejemplo de cálculo 1: Para un Polipasto Eléctrico con Capacidad de Elevación de 5t y un Cable de Acero de diámetro d=11mm, determinar el diámetro mínimo de la polea.
Según ISO 4301 / FEM 1.001: D≥20×11=220mm, se selecciona el diámetro estándar D=250mm.
Según el estándar de Kelude: D≥25×11=275mm, se selecciona D=315mm.
Ejemplo de cálculo 2: Para un Puente Grúa Biviga de 10t con Cable de Acero d=13mm y polea D=400mm, verificar la relación D/d.
D/d=400/13=30,8＞25 (estándar de Kelude), la Tensión de flexión sobre el cable es baja y su vida útil es prolongada.
El diámetro de la polea también debe coordinarse con el diámetro del tambor; generalmente se toma entre 0,8 y 1,0 veces el diámetro del tambor para asegurar que la Tensión de flexión del cable en la polea y en el tambor sea similar.
Ejemplo de cálculo de la multiplicidad de la polea
La multiplicidad de la polea m se calcula como el número de ramales del cable n dividido por el número de salidas del tambor z. La multiplicidad influye directamente en la Velocidad de Elevación y en la Tensión del cable. A continuación se muestra un cálculo de selección típico:
Ejemplo de cálculo 3: Puente grúa eléctrico de una viga de 10t, con Velocidad de Elevación requerida ≥5m/min. Se selecciona inicialmente un Tambor de diámetro D=300mm y Velocidad de rotación n₀=15r/min, por lo que la velocidad lineal del tambor es v₀=πDn₀=3,14×0,3×15≈14,1m/min. La multiplicidad necesaria es m=v₀÷v=14,1 ÷ 5≈2,8, se adopta m=3. La Velocidad de Elevación real es v=14,1 ÷ 3=4,7m/min, que cumple con más del 90% del requisito de ≥5m/min, siendo aceptable desde el punto de vista de la ingeniería.
Ejemplo de cálculo 4: Puente Grúa Biviga de 32t, con multiplicidad de polea m=6 y número de ramales del cable n=12 (tambor de doble acoplamiento, n=2m). La Tensión en cada cable es F=Q ÷ (n×η)=32000 ÷ (12×0,95)≈2807kg≈27,5kN. Según esta Tensión, se selecciona un Cable de Acero de diámetro d≈18mm y, aplicando D/d≥25, se deduce un diámetro de polea D≥450mm, adoptando el valor estándar D=500mm.
Parámetros de la garganta del cable y criterios de desgaste
La compatibilidad entre las dimensiones de la garganta del cable y el diámetro del cable de acero influye directamente en la vida útil del cable. El Paso de la garganta es p=d+3~5mm, el radio de la garganta del cable es R=(0,53~0,56)d y la profundidad de garganta es h=(0,25~0,4)d. Si la garganta es demasiado poco profunda, el cable puede salirse de la ranura; si es demasiado profunda, se produce una Deformación por compresión que acelera el Desgaste.
Criterios de evaluación del desgaste de la garganta: ① Reemplazar cuando el desgaste de la profundidad de garganta alcance el 25% de la dimensión original; ② Reemplazar cuando el desgaste del espesor de pared de la garganta se reduzca al 80% del espesor original; ③ Si aparecen surcos o Desgaste ondulado en la garganta, reparar mediante Torneado (máximo 1mm por pasada); ④ Si el radio de la garganta desgastada deja una holgura superior a 2mm con el cable, se requiere reparación. Las gargantas de las poleas de Kelude Industrias Pesadas reciben un temple por inducción de frecuencia media, lo que duplica su vida útil en comparación con las poleas convencionales.
Selección y mantenimiento del rodamiento de polea
Los rodamientos de polea soportan Cargas radiales y cierta Carga axial. Se utilizan comúnmente Rodamiento de bolas autoalineable (serie 2000) o Rodamiento de Rodillos Esféricos (serie 22200). El Modelo del rodamiento se selecciona según el diámetro de la polea y el ancho del cubo: para poleas D=200~315mm se utilizan rodamientos 6205~6208; para poleas D=400~630mm se utilizan rodamientos 6309~6316 o 22210~22220. En condiciones de operación normales, la vida útil del rodamiento es ≥5000h.
Requisitos de mantenimiento: ① Engrasar cada 3 meses con Grasa de litio EP Nº2; ② Desmontar, inspeccionar y limpiar el rodamiento anualmente, reemplazando la Grasa; ③ Si se detecta Ruido anormal en el rodamiento o una elevación de temperatura superior a 40°C (por encima de la Temperatura Ambiente), reemplazar inmediatamente. Los rodamientos de polea de Kelude Industrias Pesadas incorporan un sistema de doble Sellado (2RS), Antipolvo e Impermeable, adecuado para uso interior y exterior.
Puntos clave de la inspección rutinaria de la polea
Inspección rutinaria diaria por parte del operador: ① Inspección visual de la superficie de la garganta del cable de la polea para detectar surcos de Desgaste evidentes; ② Girar la polea para comprobar que se mueve con suavidad y sin obstrucciones; ③ Verificar que no haya cuerpos extraños incrustados en la garganta del cable; ④ Escuchar durante el funcionamiento si se producen Ruido anormal por fricción (un sonido de fricción periódico puede indicar un Desgaste excéntrico de la garganta). Mantenimiento mensual: medir la profundidad de garganta y el espesor de pared, registrando los valores; limpiar la acumulación de Grasa y suciedad en la superficie de la garganta; comprobar si el Sellado del rodamiento presenta daños o fugas de Grasa.
Precauciones de selección de la polea de grúa
Preguntas frecuentes sobre poleas de grúa
P: ¿Es mejor una multiplicidad de polea mayor?
R: No necesariamente. A mayor multiplicidad, menor velocidad de elevación y mayor desgaste del cable de acero por el aumento de vueltas. En una grúa de 10t, por ejemplo, con multiplicidad 3 la velocidad es de 6 m/min, mientras que con multiplicidad 5 se reduce a 3,6 m/min, lo que supone una diferencia de eficiencia del 40%. Kelude selecciona la solución óptima equilibrando la capacidad de elevación y la eficiencia operativa.
P: ¿Cómo elegir entre polea de nylon y polea de acero fundido?
R: Para condiciones de operación estándar (-20~+80 °C), se recomienda la polea de nylon MC: es más ligera, genera menos ruido y prolonga la vida útil del cable de acero en un 30%. Para temperaturas elevadas (>80 °C) o aplicaciones con carga pesada e impactos, opte por la polea de acero fundido. Kelude ofrece ambos materiales con disponibilidad en stock.
P: ¿Cuándo debe sustituirse la garganta del cable de la polea?
R: La polea debe reemplazarse cuando el desgaste de la profundidad de la garganta alcanza el 25% de la dimensión original, si la pared de la garganta presenta grietas o si la pestaña de rueda está dañada. Las gargantas de las poleas de Kelude reciben temple por inducción de frecuencia media (HRC40~45), lo que garantiza una vida útil más del doble que la de una polea estándar.
P: ¿Qué hacer si la polea no gira con suavidad?
R: Primero verifique si el rodamiento carece de lubricación o está dañado; a continuación, compruebe si el eje de la polea está deformado o si hay objetos extraños en la garganta del cable. Los rodamientos de los polipastos de Kelude incorporan una estructura de doble sellado; en condiciones normales de operación, basta con aplicar grasa cada 3 meses.
Esta es la guía técnica completa para la selección de especificaciones de polipastos para grúas. Kelude Industrias Pesadas ofrece una gama completa de poleas de acero fundido y poleas de nylon MC, con soporte para multiplicidades y diámetros de polea personalizados según planos. Para consultas de selección, contacte con el equipo técnico de Kelude y obtenga una solución personalizada.
