Puente Grúa Eléctrico: Mecanismo de Traslación y Accionamiento
La norma GB/T 26472-2011 «Puente Grúa — Mecanismo de Traslación del Puente» es la especificación técnica específica para el mecanismo de traslación del puente. La norma especifica la configuración, el modo de accionamiento, los parámetros de velocidad, las tolerancias de instalación y los requisitos de configuración del sistema de frenado del mecanismo de traslación del puente.
La norma GB/T 26472-2011, publicada y en vigor desde 2011, es la especificación técnica dedicada al mecanismo de traslación del puente en puentes grúa. Este mecanismo constituye el sistema de accionamiento que desplaza la grúa a lo largo de los carriles de la nave industrial, y su rendimiento determina directamente la precisión de traslación, la estabilidad operativa y la capacidad de carga del equipo. La norma es aplicable al diseño, fabricación y aceptación del mecanismo de traslación del puente en puentes grúa eléctricos. Kelude Industrias Pesadas diseña y fabrica sus mecanismos de traslación conforme a esta norma, adoptando de forma uniforme la solución de accionamiento independiente con control de velocidad por frecuencia variable.
Configuración del mecanismo de traslación del puente
La norma especifica dos configuraciones para el mecanismo de traslación del puente según el modo de accionamiento: accionamiento centralizado y accionamiento independiente. En el accionamiento centralizado, un único motor impulsa ambas ruedas laterales a través de un eje de transmisión y acoplamientos. Esta configuración es aplicable a grúas de luz ≤ 16,5 m, y ofrece como ventajas una estructura sencilla, menor coste y sincronización mecánica inherente. En el accionamiento independiente, dos motores accionan cada uno una rueda lateral, siendo aplicable a grúas de luz > 16,5 m; se trata de la configuración predominante en grúas de luz media y grande. Cada unidad de accionamiento independiente incorpora un motor, un reductor y un freno, accionando de forma autónoma una de las ruedas laterales.
Para la selección del sistema deben considerarse conjuntamente la luz, la capacidad de elevación y la clase de funcionamiento. En el accionamiento centralizado, el eje de transmisión es de gran longitud; al aumentar la luz, el peso propio y la deflexión del eje se incrementan, lo que puede generar vibraciones y torsión. El accionamiento independiente elimina el problema del eje largo, pero requiere resolver la sincronización de los dos motores: la solución tradicional emplea motores de rotor bobinado con resistencias en serie en el rotor para lograr una sincronización mecánica de característica rígida, mientras que la solución moderna utiliza motores de frecuencia variable con variadores de frecuencia para lograr una sincronización eléctrica suave, que ofrece mayor precisión de sincronización y un arranque más estable. En la configuración de accionamiento independiente, si una de las unidades de accionamiento falla, la otra puede mantener el movimiento a baja velocidad durante un tiempo limitado, lo que proporciona cierta tolerancia a fallos.
La norma también establece la disposición y el número de ruedas del puente grúa: las grúas de pequeña capacidad (≤ 32 t) adoptan generalmente una disposición de 4 ruedas — dos ruedas motrices y dos ruedas locas. Las grúas de gran tonelaje (≥ 50 t) deben adoptar una disposición de 8 ruedas, utilizando vigas de reparto para distribuir uniformemente la carga entre las ruedas. El número de ruedas motrices debe representar entre el 50 % y el 100 % del total de ruedas; en condiciones de plena carga no debe producirse deslizamiento entre las ruedas motrices y el carril. El material de las ruedas es generalmente ZG55 o ZG50MnMo, con una dureza de la banda de rodadura de HB280~320 y una profundidad de capa endurecida no inferior a 15 mm. La altura de la pestaña de rueda no debe ser inferior a 25 mm; cuando el desgaste interior de la pestaña supere el 50 % del espesor original, la rueda debe sustituirse.
Velocidad de traslación y requisitos de aceleración y deceleración
La norma especifica los rangos de velocidad de traslación del puente según la capacidad de elevación: para grúas de menos de 5 t, 20~30 m/min; de 10 a 20 t, 20~40 m/min; de 32 a 50 t, 15~30 m/min; de 75 a 100 t, 10~25 m/min; y para más de 100 t, 8~15 m/min. El tiempo de aceleración y deceleración debe controlarse entre 3 y 6 segundos. La tasa de variación de la aceleración (índice de impacto) no debe superar 0,5 m/s², con el fin de evitar oscilaciones excesivas de la carga suspendida. Cuanto mayor es la capacidad de elevación, menor es la velocidad de traslación, lo que garantiza que la distancia de frenado se mantenga dentro del rango de seguridad y reduce el impacto de las cargas de impacto sobre la estructura metálica.
La selección de la velocidad de traslación del puente debe considerar también la frecuencia de operación y los requisitos de precisión de operación. Para grúas de servicio intensivo (A6~A8), se recomienda una velocidad de traslación más elevada para aumentar la productividad, siempre que se disponga de un sistema de frenado de alto rendimiento y un sistema de regulación de velocidad por frecuencia variable. En aplicaciones que exigen alta precisión de operación (como el posicionamiento en puentes grúa de colada), es preferible optar por velocidades más reducidas combinadas con función de micromovimiento. La relación de regulación de velocidad del mecanismo de traslación no debe ser inferior a 3:1; la solución con variador de frecuencia permite un rango de regulación superior a 20:1, satisfaciendo simultáneamente los requisitos de desplazamiento rápido y posicionamiento preciso. En el sistema de regulación de velocidad por frecuencia variable, la aceleración de arranque y la deceleración de frenado pueden configurarse por separado según las condiciones de operación reales, generando una curva de aceleración/deceleración en forma de S que minimiza la oscilación de la carga.
Configuración del sistema de frenado del puente
El mecanismo de traslación del puente debe estar equipado con frenos. La norma especifica que, en la configuración de accionamiento independiente, cada una de las dos unidades de accionamiento debe disponer de su propio freno. El par de frenado se selecciona entre 1,5 y 2,0 veces el par nominal en condiciones de plena carga. El freno debe instalarse en el extremo del eje de alta velocidad del reductor (lado del motor), donde el par de frenado requerido es menor, la respuesta es más rápida y la dimensión del freno es más reducida. El impulsor del freno debe ser de tipo hidráulico o electromagnético: el freno de empuje hidráulico actúa de forma suave y sin impactos, mientras que el freno electromagnético responde con rapidez pero genera mayores impactos.
La instalación y puesta en marcha de los frenos debe cumplir los siguientes requisitos: la superficie de contacto entre la rueda de freno y la zapata de freno no debe ser inferior al 80 % del área de la zapata; la separación de las zapatas debe ser uniforme, con una diferencia entre ambos lados no superior a 0,5 mm; el resorte de freno debe ajustarse según los requisitos de diseño para garantizar que el par de frenado se mantenga dentro del rango especificado. La inspección diaria de los frenos incluye: la cantidad de desgaste de las zapatas de freno (sustitución cuando el desgaste supere el 50 % del espesor original), el estado de la superficie de la rueda de freno (si presenta grietas o ranuras, debe rectificarse mediante torneado o sustituirse), el nivel de aceite del impulsor hidráulico y la carrera de accionamiento. El mantenimiento de los frenos es fundamental para la seguridad operativa de la grúa; un fallo de frenado constituye uno de los accidentes más peligrosos en la traslación del puente.
Configuración de Accionamiento del Puente: Tabla Comparativa
La siguiente tabla comparativa contrasta las diferencias clave entre el accionamiento centralizado y el accionamiento individual, ofreciendo al personal de diseño una referencia práctica para la selección del sistema.
| Parámetro | Accionamiento central | Accionamiento individual |
|---|---|---|
| luz aplicable | ≤16.5m | >16.5m |
| Motor Cantidad | 1unidad | 2unidad |
| Sincronizacióncarácter | Maquinariaforzado Sincronización | Sincronización eléctrica |
| Eje de Transmisión | requiere largo Eje de Transmisión | no requiere |
| instalacióndificultad | alta | baja |
Tolerancias de instalación y requisitos del carril
La norma establece las tolerancias de instalación para el mecanismo de traslación del puente: la desviación límite de la distancia entre centros de los carriles laterales es de ±5 mm, y la diferencia de cota de carril en la misma sección transversal no debe superar ±3 mm (para grúas de gran luz, ±5 mm). La desviación diagonal de las ruedas no debe ser mayor de ±3 mm. Las ruedas de cada lado deben ser paralelas entre sí, y todas las ruedas del mismo lado deben estar alineadas; la inclinación vertical de las ruedas no debe exceder 1/400, y la inclinación horizontal, 1/500. Después de la instalación, las ruedas motrices deben estar en contacto uniforme con la superficie superior del carril, con una longitud de contacto no inferior al 80 % del ancho de la rueda. En las juntas de carril, el desnivel no debe ser mayor de 1 mm y la holgura no debe superar los 3 mm.
El mantenimiento del carril y sus elementos de fijación también es una parte fundamental de la gestión del mecanismo de traslación del puente. Se debe inspeccionar periódicamente la rectitud del carril, así como su desgaste y el posible aflojamiento de las placas de sujeción. Cuando la cantidad de desgaste de la superficie superior del carril supere el 15 % de su altura original, se debe reemplazar. Las placas de sujeción no deben aflojarse; se recomienda verificar el par de apriete trimestralmente. En ambos extremos del carril de rodadura del puente se deben instalar topes de final de carrera y amortiguadores fiables. La carrera del amortiguador debe ser suficiente para absorber la energía del puente en caso de impacto a velocidad nominal. Para grúas de exterior, el carril debe contemplar la dilatación térmica mediante juntas de dilatación, cuya separación habitual es de 50 a 100 m; el ancho de la junta se calcula en función de la diferencia de temperatura local.
Preguntas frecuentes sobre el mecanismo de traslación
P: ¿Cómo elegir entre accionamiento centralizado y accionamiento individual?
R: Para grúas ligeras compactas con luz ≤ 16,5 m, el accionamiento centralizado ofrece una estructura más simple y un menor coste. Para luces > 16,5 m, es obligatorio el accionamiento individual. En grúas de gran tonelaje se recomienda utilizar siempre accionamiento individual.
P: ¿Cómo se determina la velocidad de traslación del puente?
R: Se determina en función de la capacidad de elevación y la frecuencia de servicio. Cuanto mayor sea la capacidad de elevación, menor debe ser la velocidad para reducir el impacto durante el frenado. Se recomienda utilizar control de velocidad por frecuencia para lograr una aceleración y desaceleración suaves.
P: ¿Cómo se calcula la potencia del motor de traslación?
R: La potencia del motor de traslación se calcula como la suma de la resistencia a plena carga y la resistencia a la aceleración. La fórmula de estimación es P = (Q + G) × ω + 0,2 × Fviento. Para la selección final, se debe considerar un coeficiente de reserva de 1,2 a 1,3.
P: ¿Cómo se configura el freno del mecanismo de traslación?
R: El mecanismo de traslación del puente debe estar equipado con un freno cuyo par de frenado se seleccione entre 1,5 y 2,0 veces el par de traslación a plena carga. Cada unidad de accionamiento debe disponer de su propio freno.
