Norma GB/T 24816-2009 para diseño de tambores de grúa
La norma GB/T 24816-2009 «Grúas — Tambores para mecanismos de elevación» es la especificación técnica de referencia para el diseño, la fabricación y la inspección de tambores de grúa. La norma especifica el diámetro del tambor, el espesor de pared, la forma y dimensiones de la garganta del cable, la selección de materiales y los requisitos de ensayo. La relación entre el diámetro del tambor y el diámetro del cable de acero influye directamente en la vida útil del cable y en la compacidad del mecanismo de elevación. Este artículo analiza en detalle los requisitos técnicos clave de la norma.
La norma GB/T 24816-2009, publicada e implementada en 2009, establece los tipos y dimensiones, los requisitos técnicos y las reglas de inspección para los tambores de grúa. Es aplicable a tambores soldados y fundidos utilizados en grúas de cable de acero, y constituye la base directa para el diseño de tambores. Los tambores de grúa de Kelude Industrias Pesadas se diseñan y fabrican conforme a esta norma.
Estructura y materiales del tambor
Tambor fundido: Fabricado en fundición gris HT200 o HT250, es adecuado para tambores de tamaño pequeño y mediano con diámetro ≤1200 mm. Su principal ventaja es la conformación integral y el menor margen de mecanizado; sus desventajas son un mayor peso y la posible presencia de defectos de fundición.
Tambor soldado: Se fabrica a partir de chapa de acero Q235B o Q345B curvada y soldada, siendo adecuado para tambores de gran diámetro (>1200 mm). El tambor soldado es entre un 30% y un 50% más ligero que el fundido y no presenta riesgo de defectos de fundición. En la actualidad, los tambores soldados son los más utilizados en grúas de gran tonelaje.
Espesor de pared: Para tambores fundidos, el espesor de pared se selecciona entre 1/15 y 1/20 del diámetro; para tambores soldados, entre 1/24 y 1/30 del diámetro. A modo de ejemplo, para un tambor de 600 mm de diámetro, el espesor de pared fundido sería de 30 a 40 mm, mientras que el soldado sería de 20 a 25 mm.
Correspondencia entre diámetro del tambor y cable de acero
La relación entre el diámetro del tambor (D) y el diámetro del cable de acero (d) se determina según la clase de trabajo, de acuerdo con la norma de polea: Nivel M4: D≥18d; Nivel M5: D≥20d; Nivel M6: D≥25d; Nivel M7: D≥30d; Nivel M8: D≥35d.
Longitud del tambor: La longitud del tambor depende de la longitud total del cable de acero, del número de capas de bobinado y del paso de la garganta del cable. Para bobinado de una capa, la longitud del tambor se calcula como L = (Lw × d) / (π × D) + Lr, donde Lw es la longitud total del cable, D es el diámetro del tambor y Lr es la reserva para las vueltas de seguridad (normalmente 3 vueltas). En el caso de bobinado de múltiples capas, la longitud del tambor puede reducirse, pero se debe considerar el uso de una guía de cable.
Garganta del cable: El paso de la garganta del cable es t = d + 2~3 mm. La profundidad de garganta debe ser h ≥ 0.35d. El radio en el fondo de la garganta es R = 0.53d. En los extremos del tambor, la garganta debe incluir una ranura de alivio con un ancho mínimo de 2 veces el diámetro del cable de acero.
Criterios de desecho del tambor
El tambor debe ser desechado si se cumple cualquiera de las siguientes condiciones: ① El desgaste de la pared del tambor alcanza el 20% del espesor original; ② La profundidad de desgaste de la garganta del cable alcanza el 15% del diámetro del cable de acero; ③ El tambor presenta grietas (independientemente de su longitud); ④ El eje del tambor presenta una deformación por flexión que supera el valor permitido por el diseño; ⑤ El reborde del tambor presenta fracturas.
Tabla comparativa de parámetros del tambor
| Cable de Acerodiámetro | M5Tambor D | M6Tambor D | espesor de pared(Fundición) | espesor de pared(soldadura) | garganta del cable Paso | recomendado Capacidad de Elevación |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 11mm | 220 | 275 | 14 | 10 | 13~14 | ≤1t |
| 15mm | 300 | 375 | 18 | 12 | 17~18 | ≤2.5t |
| 20mm | 400 | 500 | 24 | 16 | 22~23 | ≤5t |
| 24mm | 480 | 600 | 28 | 20 | 26~27 | ≤10t |
| Kelude Norma | Tambor D/dsegún norma nacional Cotaselección de primera clase, prolongar Cable de Acerovida útil | |||||
Preguntas frecuentes sobre el tambor
P: ¿Qué precauciones debo tomar con el bobinado de múltiples capas?
R: En el bobinado de múltiples capas, el cable de acero sufre compresión y fricción en los puntos de cruce entre capas, lo que acelera su desgaste. La norma exige que la altura del reborde del tambor para bobinado de múltiples capas sea ≥5 veces el diámetro del cable de acero, y que se instale una guía de cable. El número de capas no debe superar 4 (alma de fibra) o 5 (alma de acero). El tambor del polipasto eléctrico modelo CD1 de Kelude utiliza un diseño de bobinado de 2 capas, sin necesidad de guía de cable.
P: ¿Cuándo se debe desechar un tambor por desgaste del espesor de pared?
R: El tambor debe desecharse cuando el desgaste del espesor de pared alcanza el 20% del espesor original. Por ejemplo, en un tambor fundido con un espesor de pared de 30 mm, el límite se alcanza al desgastarse hasta 24 mm. La profundidad de la garganta del cable también es motivo de desecho cuando su desgaste alcanza el 15% del diámetro del cable de acero. Cualquier grieta visible en el tambor exige su desecho inmediato, ya que la concentración de tensiones en la grieta puede provocar una rotura súbita durante el servicio.
P: ¿Cómo se determina el paso de la garganta del cable?
R: El paso de la garganta se calcula como t=d+(2~3)mm, donde d es el diámetro del cable de acero. Un paso excesivo aumenta la longitud del tambor, mientras que un paso insuficiente provoca compresión del cable entre vueltas adyacentes. El radio de fondo de garganta estándar es R=0.53d, y la profundidad de garganta h≥0.35d. La rugosidad superficial de la garganta debe ser Ra≤6.3μm.
P: ¿Qué función cumplen las vueltas de seguridad en los extremos del tambor?
R: La norma exige mantener no menos de 3 vueltas de seguridad (vueltas de fijación) del cable de acero en cada extremo del tambor; el cable nunca debe desenrollarse por completo. La función de estas vueltas es evitar que la placa de sujeción del extremo del cable soporte la tensión de trabajo, impidiendo así que el cable se desprenda del tambor. El desgaste del cable en la zona de las vueltas de seguridad suele ser más rápido, por lo que debe ser un punto clave de la inspección diaria.
