Poleas para grúas GB/T 24809.1-2009
La norma GB/T 24809.1-2009 «Poleas para grúas — Parte 1: Requisitos generales» es la norma básica para el diseño, fabricación y aceptación de poleas de grúa. Esta norma, equivalente a la ISO 4309:2004 (MOD), especifica el tipo estructural, los parámetros dimensionales, los requisitos de materiales y las reglas de inspección para poleas de cable de acero, y es aplicable a las poleas utilizadas en los mecanismos de elevación y de cambio de alcance de todo tipo de grúas.
La norma GB/T 24809.1-2009 constituye la base normativa para el diseño, fabricación y aceptación de poleas de grúa. En ella se definen el tipo estructural, los parámetros de la garganta, los materiales, el tratamiento térmico y los criterios de desecho. La polea es el componente que guía y cambia la dirección del cable de acero; la precisión de su garganta y su resistencia al desgaste inciden directamente en la vida útil del cable.
Tipos estructurales y parámetros de poleas de grúa
La norma GB/T 24809.1-2009 clasifica las poleas para grúas según su tipo estructural: polea de una sola garganta (para guiar o cambiar la dirección de un único cable de acero), polea de gargantas múltiples (dos o más cables comparten el mismo cuerpo de polea; se utiliza frecuentemente en mecanismos de elevación de alta multiplicidad, como en el polipasto de elevación principal de grúas pórtico), polea soldada (el cuerpo y los radios se fabrican con chapa de acero soldada; es ligera y de fabricación sencilla, adecuada para grúas ligeras y medianas) y polea fundida (fabricada por fundición integral, ofrece mayor resistencia y mejor comportamiento al desgaste, apta para grúas de servicio pesado).
La norma establece una serie de 30 diámetros nominales de polea, desde D=200mm hasta D=2500mm. La relación entre el diámetro de la polea y el diámetro del cable de acero (D/d) es el parámetro de control más crítico en el diseño: la norma especifica que para grúas de uso general, D/d≥20; para grúas de clase de funcionamiento A6 o superior, D/d≥25; y para grúas destinadas al izaje de metal fundido, D/d≥30. Esta relación influye directamente en la vida a fatiga por flexión del cable: cuanto mayor es el cociente, menor es la tensión de flexión en el cable y mayor su vida útil.
Forma y dimensiones de la garganta de la polea
La norma impone requisitos estrictos sobre la geometría de la garganta: radio de fondo de garganta R — el radio de fondo de la garganta debe cumplir R=(0.525~0.550)d (siendo d el diámetro nominal del cable de acero); cuando la polea se utiliza como polea de compensación (en aplicaciones sin deslizamiento relativo del cable), R puede reducirse a (0.515~0.535)d. Profundidad de garganta — la profundidad h debe ser h≥1.5d (para garantizar que el cable no se salga de la garganta durante el funcionamiento). Ángulo de la garganta — el ángulo entre las paredes laterales de la garganta es normalmente de 60° (para cables de acero estándar); cuando el ángulo de desviación del cable es mayor, se adopta un ángulo de 45° para evitar el rozamiento del cable contra las paredes laterales.
La norma también establece que la rugosidad superficial de la garganta debe ser Ra≤6.3μm. Las superficies de las gargantas de poleas fundidas no deben presentar porosidad, inclusiones ni grietas. Los cordones de soldadura de las poleas soldadas deben someterse a ensayo no destructivo (MT o PT). La tolerancia del diámetro de fondo de garganta es H9 (para aplicaciones que exigen alta precisión del diámetro del cable) u H11 (para uso general).
Materiales y tratamiento térmico de poleas
Los requisitos de materiales para poleas según la norma son los siguientes: Polea fundida — material no inferior a fundición gris HT200 (para condiciones de operación normales) o acero fundido ZG270-500 (para cargas elevadas o condiciones de impacto). Polea soldada — el cuerpo se fabrica con acero Q235B o Q345B; la pestaña de rueda puede ser de chapa de acero resistente al desgaste o con insertos de acero fundido. La superficie de la garganta debe someterse a un tratamiento de endurecimiento: la dureza superficial de la garganta de poleas fundidas debe ser ≥HB190 (fundición gris) o ≥HB230 (acero fundido), con una profundidad de capa endurecida ≥2mm. En poleas soldadas, la garganta puede recubrirse con una capa de aleación resistente al desgaste depositada por soldadura (dureza HRC45~55) y mecanizarse hasta las dimensiones especificadas. La norma recomienda asimismo realizar un ensayo de equilibrado dinámico en poleas con diámetro D≥500mm y velocidad de rotación n≥200r/min, en cuyo caso el desequilibrio no debe superar el valor especificado.
Las poleas para puentes grúa y grúas pórtico fabricadas por Kelude Industrias Pesadas se diseñan y fabrican conforme a la norma GB/T 24809.1, con verificación individual de las dimensiones críticas para garantizar un funcionamiento suave del cable de acero.
Estructura de radios y rodamientos de la polea
La norma define la estructura de los radios de la polea: Alma maciza — las poleas de pequeño diámetro (D≤400mm) utilizan un alma maciza, de construcción simple y fácil fabricación. Alma aligerada — las poleas de diámetro D=400~1000mm emplean una estructura aligerada con orificios de reducción de peso, manteniendo la resistencia necesaria. Radios separados — las poleas de gran diámetro (D≥1000mm) utilizan varios radios distribuidos uniformemente que conectan la pestaña de rueda con el cubo; ofrecen el menor peso y buena ventilación, siendo adecuadas para grúas pórtico y grúas de muelle (STS) de gran tamaño.
Requisitos de control en la zona de rodamiento: la polea debe montarse con rodamiento (rodamiento rígido de bolas o rodamiento de rodillos esféricos). El soporte de rodamiento y el cubo de la polea deben ajustarse con tolerancia H7/k6 (ajuste de transición). El rodamiento debe lubricarse periódicamente con grasa (grasa de litio o grasa de litio de extrema presión), con un intervalo de lubricación no superior a 500 horas de trabajo. La excentricidad radial de la polea no debe superar el 0,1% del diámetro de fondo de garganta, y la excentricidad frontal no debe superar el 0,15%.
Inspección y criterios de desecho
La norma especifica que una polea debe desecharse en los siguientes casos: Desgaste de la garganta — cuando la cantidad de desgaste del diámetro de fondo de garganta alcanza el 25% del diámetro del cable de acero (es decir, D_desgaste≥0.25d). En poleas fundidas, aparición de grietas en el fondo de la garganta — cualquier grieta, por pequeña que sea, inhabilita la polea para su uso y debe procederse a su desecho y reemplazo. Daño en la pestaña de rueda — cuando la pérdida local de material en la pestaña supera el 50% de la profundidad de la garganta.
Fractura de radios — la rotura de cualquier radio debe considerarse un fallo grave que obliga al desecho de toda la polea. Si el rodamiento está dañado y provoca un giro irregular o bloqueo de la polea, debe sustituirse el rodamiento antes de volver a utilizar la polea. Tras el desecho de una polea, deben reemplazarse todas las poleas del mismo polipasto simultáneamente para garantizar la consistencia dimensional; la mezcla de poleas nuevas y usadas provoca una distribución desigual de la tensión del cable entre las poleas.
Intervalo de inspección — las poleas deben someterse a inspección visual cada 3 meses y a verificación dimensional (diámetro de fondo de garganta, profundidad y excentricidad radial) cada 12 meses.
| Parámetro | Uso general | Servicio pesado(A6~A8) | metal fundido |
|---|---|---|---|
| D/dmínimo Valor | 20 | 25 | 30 |
| Fondo de ranura R | (0.53~0.55)d | (0.525~0.55)d | (0.53~0.55)d |
| Profundidad de ranurah | ≥1.5d | ≥1.5d | ≥1.5d |
| Material | HT200/Q235B (≈S235JR) | ZG270-500/Q345B (≈S355J2) | ZG270-500/Q345B (≈S355J2) |
| dureza de la garganta del cable | ≥HB190 | ≥HB230 | ≥HB230 |
| desecholímite de desgaste | 25%d | 25%d | 20%d |
Preguntas frecuentes
P: ¿Qué parámetros de la garganta de la polea especifica la norma?
R: La norma especifica los siguientes parámetros principales para la garganta de la polea: el radio de la garganta del cable R debe ser de 0,53 a 0,56 veces el diámetro del cable de acero (se recomienda 0,55 veces). La profundidad de la garganta h debe ser ≥ 1,5 veces el diámetro del cable de acero (≥ 2,5 veces para poleas de garganta profunda). El ancho de la base de la garganta b debe permitir que el cable pase libremente sin holgura lateral, siendo generalmente de 1,6 a 1,8 veces el diámetro del cable. El ángulo de inclinación de las paredes laterales de la garganta (ángulo de apertura) debe ser de 30° a 45°. El diseño de estos parámetros garantiza un funcionamiento estable y un contacto adecuado del cable dentro de la garganta. La norma también exige la disposición de orificios o canales de drenaje en la base de la garganta para grúas de exterior.
P: ¿Qué requisitos debe cumplir la relación entre el diámetro de la polea y el diámetro del cable (D/d)?
R: La relación entre el diámetro de la polea (D, medido en la base de la garganta) y el diámetro del cable (d) se determina según la clase de funcionamiento de la grúa: para las clases A1 a A4 (servicio ligero), D/d ≥ 16; para las clases A5 a A6 (servicio medio), D/d ≥ 20; y para las clases A7 a A8 (servicio pesado), D/d ≥ 25. Para grúas destinadas al izaje y transporte de metal fundido, la relación D/d debe ser ≥ 25 independientemente de su clase de funcionamiento. Cuanto mayor sea la relación D/d, mayor será el radio de curvatura del cable sobre la polea y menores serán las tensiones de flexión entre los cordones. Desde la perspectiva de la vida a fatiga, una polea con D/d = 25 puede aumentar la vida a fatiga del cable de acero aproximadamente de 3 a 5 veces en comparación con una polea con D/d = 16.
P: ¿Cuándo es necesario reemplazar una polea por desgaste de la garganta?
R: Los criterios de desecho de la polea especificados por la norma son los siguientes: se debe reemplazar la polea cuando el desgaste del espesor de pared de la garganta alcance el 15% del espesor original. También debe reemplazarse cuando el desgaste del diámetro de la base de la garganta alcance el 20% del diámetro del cable de acero (el cable se hundiría excesivamente en la garganta, deteriorando el ángulo de contacto con las paredes). Si aparecen grietas, descamación o picaduras de más de 1 mm de profundidad en la superficie de la garganta, se debe reemplazar la polea independientemente de la cantidad de desgaste. Ante la rotura o deformación de la pestaña de rueda, se debe reemplazar inmediatamente. Método de medición: utilizar un calibre especial (calibre de herrero + calibre vernier) para medir el diámetro de la base de la garganta y el espesor de pared, con una frecuencia mínima de una medición trimestral.
P: ¿Cómo se realiza el mantenimiento diario de las poleas?
R: Los puntos clave del mantenimiento diario de las poleas son: 1) Lubricación: para poleas con rodamiento, aplicar grasa de litio cada 3 meses; para poleas con cojinete de deslizamiento, aplicar aceite lubricante semanalmente. 2) Limpieza: eliminar mensualmente la suciedad y el óxido acumulados en la garganta de la polea. 3) Verificación de la alineación de ejes: comprobar trimestralmente la posición axial de la polea sobre el eje, asegurando que la línea central de la garganta de todas las poleas esté alineada con la dirección del cable de acero (desviación ≤ 2 mm). 4) Inspección de la pestaña de rueda: revisar si presenta deformación o grietas. 5) Giro libre: girar manualmente la polea para verificar que gire con suavidad, sin agarrotamientos ni ruido anormal. Kelude Industrias Pesadas suministra el Manual de Mantenimiento de poleas con cada equipo, en el que se indican los intervalos de inspección y los requisitos de lubricación para cada tipo de polea.
