Mecanismo de traslación de carro en puente grúa
La norma GB/T 26473-2011 «Puente Grúa — Mecanismo de Traslación del Carro» es la norma técnica específica para el mecanismo de traslación del carro. La norma especifica la serie de trochas del carro, la velocidad de traslación, el modo de accionamiento, la disposición de las ruedas y los requisitos de los topes amortiguadores.
La norma GB/T 26473-2011 es la norma técnica específica para el mecanismo de traslación del carro en puentes grúa, usada conjuntamente con la GB/T 26472 para el mecanismo de traslación del puente. El mecanismo de traslación del carro se encarga del movimiento transversal de la carga suspendida a lo largo del vano de la viga principal; su comportamiento determina directamente la precisión de posicionamiento y la eficiencia operativa de la grúa. La norma es aplicable al diseño, fabricación y aceptación del mecanismo de traslación del carro en puentes grúa eléctricos. Kelude Industrias Pesadas equipa sus mecanismos de traslación de carro con control de velocidad por frecuencia y guiado mediante ruedas horizontales, lo que garantiza un desplazamiento estable y un excelente comportamiento frente al rozamiento de la pestaña de la rueda contra el carril.
Estructura del mecanismo de traslación del carro
El mecanismo de traslación del carro está compuesto por la estructura del carro, el bloque de ruedas, la unidad de accionamiento y los topes amortiguadores. La estructura del carro es un componente estructural de acero soldado que soporta el mecanismo de elevación y el propio mecanismo de traslación; se fabrica normalmente con chapa de acero Q235B (≈S235JR) o Q355B (≈S355JR) soldada, y tras un recocido completo para eliminar las tensiones residuales de soldadura, se mecanizan las superficies de montaje. La norma especifica la serie de distancias entre centros de los carriles del carro (trocha): 1000 mm, 1250 mm, 1500 mm, 1750 mm, 2000 mm, 2250 mm y 2500 mm, lo que supone un total de 7 valores estándar. La elección de la trocha debe determinarse en función de la capacidad nominal: para carros de 5~10 t, la distancia entre centros es de 1000~1500 mm; para 16~32 t, de 1500~2000 mm; y para 50~100 t, de 2000~2500 mm. Una trocha excesiva o insuficiente afecta a la estabilidad del desplazamiento del carro y a la uniformidad de la distribución de la carga por rueda.
El mecanismo de traslación del carro emplea generalmente un accionamiento independiente, con dos motores que accionan respectivamente las ruedas de cada lado, garantizando la sincronización eléctrica del desplazamiento de ambos lados. El reductor del carro suele ser de tipo vertical de montaje directo u horizontal, instalado sobre un soporte especial en la estructura del carro. El motor del carro puede ser un motor de rotor cónico con freno o un motor asíncrono con variador de frecuencia; el primero incorpora la función de frenado y es adecuado para aplicaciones de arranques y paradas frecuentes; el segundo, combinado con un variador de frecuencia, permite una regulación suave de la velocidad y reduce el balanceo de la carga suspendida. El eje de transmisión del carro es corto y no requiere soportes intermedios, pero la precisión de alineación de los acoplamientos debe ser elevada, con una desviación de coaxialidad que no supere los 0,1 mm.
La disposición de las ruedas del carro puede ser de pestaña simple o de doble pestaña. Las ruedas de pestaña simple son adecuadas para carros ligeros con buena rectitud del carril, mientras que las de doble pestaña ofrecen mejor guiado y capacidad antidescarrilamiento, siendo apropiadas para grúas de tamaño medio y grande. La dureza de la superficie de rodadura de las ruedas no debe ser inferior a HB280, y la desviación del diámetro de la superficie de rodadura no debe superar ±0,5 % D (siendo D el diámetro de la rueda). Tras la instalación, las ruedas deben contactar uniformemente con el carril en toda su longitud; la longitud de contacto local ausente no debe superar los 200 mm.
Velocidad de traslación del carro y configuración de accionamiento
La norma especifica la velocidad de traslación del carro: 20~30 m/min para carros de 5~10 t, 15~25 m/min para carros de 16~32 t y 10~20 m/min para carros de más de 50 t. La velocidad de traslación del carro es generalmente mayor que la del puente, ya que el recorrido del carro es más corto (el ancho del vano es limitado) y se requiere una mayor velocidad para mejorar la eficiencia operativa. El tiempo de aceleración del carro en el arranque se controla normalmente entre 2 y 4 segundos, y la deceleración de frenado debe mantenerse dentro del rango de 0,3~0,5 m/s² para evitar que un frenado brusco provoque un balanceo excesivo de la carga suspendida.
La selección de la potencia del motor de accionamiento del carro debe considerar de forma integral la carga de rueda del carro, la resistencia al desplazamiento y la fuerza de aceleración. La carga nominal por rueda se calcula como (peso propio del carro + capacidad nominal) / número de ruedas. La resistencia al desplazamiento incluye la resistencia por fricción de los rodamientos de las ruedas y la resistencia por rodadura entre la superficie de rodadura y el carril, estimándose generalmente entre el 1,5 % y el 2,0 % de la carga por rueda a plena carga. La fuerza de aceleración se calcula a partir de la masa a plena carga y la aceleración. En la selección también deben considerarse las correcciones por altitud y temperatura ambiente: cuando la altitud supera los 1000 m o la temperatura ambiente supera los 40 °C, la potencia del motor debe incrementarse adecuadamente. Si se adopta un control de velocidad por frecuencia, se recomienda dejar un margen de potencia del 15 % al 20 %.
Compatibilidad entre el carril y las ruedas del carro
La norma especifica que el carril del carro debe ser de la serie ligera P, siendo los más comunes el P24 y el P38. El carril debe fijarse firmemente sobre la viga carrilera del carro, interponiendo entre la base del carril y la viga una placa elástica (de goma o resina) de 5~8 mm de espesor, que amortigua las vibraciones y permite nivelar el carril. Las juntas del carril deben unirse mediante eclisas, con un desnivel en la junta no superior a 0,5 mm y una holgura no mayor de 2 mm. El espaciado de las placas de sujeción del carril es generalmente de 500~600 mm; las placas deben apretarse uniformemente, con el par de apriete según lo indicado en los planos de diseño. La rectitud del carril no debe superar ±2 mm en toda su longitud. Tras la instalación del carril, debe verificarse la rectitud mediante el método del alambre de acero, midiendo la desviación en cada tramo y ajustando progresivamente para garantizar un contacto uniforme de las ruedas en toda la longitud.
En un carro de 4 ruedas, la carga teórica por rueda es (Q + G carro) / 4; en un carro de 8 ruedas, es necesario emplear una viga de reparto (viga de ecualización) para que todas las ruedas soporten la carga de manera uniforme. La viga de reparto se conecta a la estructura del carro mediante pasadores articulados, de modo que cuando el carril presenta pequeñas irregularidades, la viga puede oscilar libremente y mantener el contacto uniforme de todas las ruedas con el carril. La rigidez de la viga de reparto debe ser suficiente para que su flecha bajo la carga máxima por rueda no supere 1/500 de la luz de la viga. Las ruedas horizontales (ruedas guía) se instalan a ambos lados de la estructura del carro y contactan con el lateral del carril, evitando eficazmente el rozamiento de la pestaña contra el carril y la desviación lateral del carro. La holgura entre la rueda horizontal y el lateral del carril debe ajustarse entre 2 y 4 mm: una holgura demasiado pequeña acelera el desgaste de la pestaña, mientras que una holgura excesiva reduce la eficacia de la guía lateral.
Tabla comparativa del mecanismo de traslación de carro
La siguiente tabla comparativa resume los parámetros de trocha del carro, velocidad y configuración de ruedas para distintos grados de capacidad de elevación, como referencia para la selección y el diseño.
| Capacidad de Elevación | Ancho de Vía / Trochamm | velocidad del carro | Rueda de rodaduranúmero | modo de accionamiento |
|---|---|---|---|---|
| 5~10t | 1000~1500 | 20~30m/min | 4 | accionamiento individual |
| 16~32t | 1500~2000 | 15~25m/min | 4 | accionamiento individual |
| 50~100t | 2000~2500 | 10~20m/min | 8 | accionamiento individual |
Topes amortiguadores y dispositivos de seguridad
El amortiguador del carro debe instalarse en ambos extremos de la viga principal para absorber la energía de impacto cuando el carro alcanza su posición límite. Existen tres tipos de amortiguadores: de goma, de resorte e hidráulicos. El amortiguador de goma, de estructura simple y bajo coste, es aplicable a velocidades de traslación del carro ≤30 m/min. El amortiguador de resorte ofrece una carrera de amortiguación mayor y absorbe más energía, siendo adecuado para carros de velocidad media. El amortiguador hidráulico, con características de amortiguación ajustables y sin rebote, está indicado para carros de alta velocidad o aplicaciones que requieran una gran estabilidad. La capacidad de amortiguación debe ser, como mínimo, igual a la energía cinética generada por el carro al impactar a su velocidad nominal. El amortiguador debe fijarse de forma segura, con su línea central en el mismo plano vertical que la línea central de las ruedas del carro, con una desviación no superior a 3 mm.
En ambos extremos del carril del carro deben instalarse topes de límite de carrera. La altura de estos topes no debe ser inferior a 1/3 del diámetro de la rueda. El fin de carrera de traslación del carro debe haberse activado y haber cortado la alimentación eléctrica antes de que el amortiguador del carro entre en contacto con el tope. El final de carrera debe instalarse en ambos extremos de la viga principal y actuar de forma fiable a una distancia no inferior a 500 mm del punto límite del carro. Tras la activación del final de carrera, el carro debe detenerse a una distancia no inferior a 200 mm del amortiguador. El final de carrera debe someterse a una inspección mensual para verificar su correcto funcionamiento. Para grúas de exterior, el carro debe estar equipado con una cubierta contra lluvia y un limpiador de carril para evitar que la acumulación de agua u objetos extraños afecten a la seguridad de la traslación del carro.
Preguntas frecuentes sobre la traslación del carro
P: ¿Cuál es la velocidad de traslación habitual del carro?
R: La velocidad de traslación del carro suele ser mayor que la del puente para mejorar la eficiencia operativa. Para carros de 5~10 t, es de 20~30 m/min; para carros de 16~32 t, de 15~25 m/min; y para carros de más de 50 t, de 10~20 m/min. El control de velocidad por frecuencia permite una operación a alta velocidad con paradas precisas y suaves.
P: ¿Qué tipo de carril se utiliza para el carro?
R: La recomendación de la norma es utilizar carriles ligeros de la serie P, siendo los más comunes P24 o P38. El carril debe fijarse firmemente a la viga carrilera del carro, y las juntas de carril deben rectificarse para quedar perfectamente lisas.
P: ¿Qué requisitos debe cumplir la disposición de 8 ruedas del carro?
R: Un carro de 8 ruedas debe utilizar una viga de reparto (viga ecualizadora) para asegurar una distribución uniforme de la carga entre todas las ruedas. La viga de reparto debe conectarse a la estructura del carro mediante articulaciones para garantizar que todas las ruedas contacten el carril de manera uniforme.
P: ¿Cuál es la avería más común en la traslación del carro?
R: La avería más frecuente es el rozamiento de la pestaña de la rueda contra el carril. Las causas incluyen una rectitud del carril fuera de tolerancia, una desviación excesiva en la instalación de las ruedas o una diferencia de diámetro de rueda demasiado grande entre los dos lados. La inspección periódica del carril y de las ruedas es clave para la prevención.
