Norma ISO 10972-4:2009 para Mecanismos de Grúa
La norma ISO 10972-4:2009 «Grúas — Requisitos para los mecanismos — Parte 4: Grúas de pluma» es la norma técnica que regula los mecanismos de las grúas de pluma. Esta norma establece los requisitos de diseño, los parámetros de rendimiento y la protección de seguridad para los mecanismos de elevación, cambio de alcance, giro y desplazamiento.
Requisitos del mecanismo de elevación
La velocidad de elevación para grúas de gran tonelaje es de 1 a 6 m/min, mientras que para unidades de menor tamaño oscila entre 12 y 20 m/min. El par de frenado debe ser ≥ 1,5 veces el par nominal. La relación D/d debe ser ≥ 18 (más exigente que el valor de 15 para grúas puente). La desaceleración de frenado se sitúa entre 0,5 y 1,5 m/s². El tambor debe conservar al menos 3 vueltas de cable. Es obligatorio incorporar un guía de cable de accionamiento forzado.
Mecanismos de cambio de alcance y giro
Cambio de alcance: mediante cable de acero (para grandes recorridos) o mediante cilindro hidráulico (para mayor rapidez y precisión). Dispositivos de seguridad: final de carrera superior (anti-vuelco hacia atrás), final de carrera de alcance mínimo, freno de cambio de alcance ≥ 1,5 veces el par nominal, protección contra rotura de cable y protección mecánica anti-vuelco hacia atrás. La velocidad de giro es de 0,1 a 1,5 rpm. La velocidad de desplazamiento es de 10 a 30 m/min, con pinza de carril y enclavamiento con la velocidad del viento.
| mecanismo | velocidad | accionamiento | dispositivo de seguridad |
|---|---|---|---|
| Elevación / Izado | 1~20m/min | Motor/Hidráulico | Freno/final de carrera/devanado de cable |
| Cambio de alcance(devanado de cable) | 0.5~2m/min | Motor+Tambor | Freno/Rotura de cableprotección/vuelco trasero |
| Cambio de alcance(cilindro) | 1~3m/min | Bomba Hidráulica+cilindro | válvula de contrapresión/válvula de bloqueo hidráulico/final de carrera |
| Giro | 0.1~1.5rpm | Motor+Desaceleración | Freno/bloqueo/final de carrera |
| desplazamiento | 10~30m/min | Motor+Desaceleración | Freno/pinza de carril/final de carrera |
Requisitos de mantenimiento de los mecanismos
La corona de giro requiere lubricación mensual de la superficie de los dientes, verificación trimestral del par de apriete de los pernos y control semestral del juego, que no debe superar el 0,1 %. El cable de abatimiento se inspecciona conforme a la norma ISO 4309 — Norma de Inspección de Cables de Acero. Los pasadores de articulación deben engrasarse mensualmente. El aceite hidráulico se revisa cada 500 horas y se sustituye cada 2000 horas. Las tuberías se someten a una inspección de fugas en cada turno de trabajo.
| Componente | mantenimiento | ciclo | Norma |
|---|---|---|---|
| Corona de giro | Lubricación+Perno | mensual/trimestral | holgura≤0.1%diámetro |
| Cable de abatimiento | inspección+Lubricación | mensual | ISO 4309 — Norma de Inspección de Cables de Acero |
| pasador de articulación | engrase | mensual | hasta que salga la grasa vieja |
| Aceite hidráulico | inspección/sustitución | 500h/2000h | cambiar si se emulsiona o ennegrece |
| tubería | fuga | por turno | sin rastros de aceite |
El modo de accionamiento del mecanismo de elevación en una grúa de pluma depende del tipo de grúa y de la fuente de energía, existiendo dos opciones principales: accionamiento eléctrico y accionamiento hidráulico. En el sistema de elevación con accionamiento eléctrico, un motor de rotor devanado YZR (o un motor de frecuencia variable) transmite el par a través de un acoplamiento dentado al eje de alta velocidad del reductor. El eje de baja velocidad del reductor acciona el tambor mediante un acoplamiento de tambor, y el cable de acero enrollado en el tambor forma el sistema de elevación a través del polipasto. El accionamiento eléctrico ofrece una alta eficiencia (rendimiento total del sistema de aproximadamente 0,85 a 0,90) y un mantenimiento sencillo, por lo que se utiliza ampliamente en grúas pórtico y grúas de mástil. En el sistema de elevación con accionamiento hidráulico, un motor hidráulico acciona directamente el tambor (o a través de un reductor planetario de una etapa). La cilindrada y la presión de trabajo del motor hidráulico determinan la velocidad de elevación y la capacidad de elevación. La presión de trabajo del sistema hidráulico suele ser de 20 a 35 MPa. La principal ventaja del accionamiento hidráulico es su alta densidad de potencia (menor volumen y peso) y su amplio rango de regulación de velocidad (regulación continua de velocidad mediante válvulas de caudal proporcionales o bombas de caudal variable), lo que lo hace especialmente adecuado para grúas de cubierta y grúas flotantes, particularmente en espacios reducidos.
El mecanismo de cambio de alcance es fundamental para la seguridad operativa y el rendimiento de las grúas de pluma. El sistema de variación de alcance por cable modifica el ángulo de pluma mediante el arrollamiento y desenrollamiento del cable de abatimiento en el tambor de variación de alcance. El cable de abatimiento suele estar compuesto por un grupo de 4 a 8 cables, cuyo diámetro individual se determina en función de la fuerza de abatimiento (fuerza de abatimiento = par del peso propio de la pluma y de la carga suspendida respecto al punto de articulación de la pluma / brazo de palanca del cable de abatimiento hasta el punto de articulación). Cada cable del grupo debe soportar una tensión uniforme (la diferencia de tensión entre cables se regula mediante poleas compensadoras o sistemas de compensación hidráulica, con una tolerancia ≤ 5%). La variación de alcance por cable ofrece un amplio rango de variación de alcance (la pluma puede pasar desde una posición casi horizontal hasta una posición casi vertical), pero su velocidad de cambio de inclinación es relativamente lenta (0,5 a 2 m/min). La precisión del control del ángulo de pluma durante el proceso de variación de alcance se consigue mediante la coordinación del freno de variación de alcance y los finales de carrera.
Preguntas frecuentes
P: ¿Requisitos especiales para la elevación de la pluma?
R: D/d ≥ 18, desaceleración de frenado de 0,5 a 1,5 m/s², número de vueltas de reserva ≥ 3, guía de cable de accionamiento forzado. El acoplamiento dentado soporta impactos alternos de inversión de giro.
P: ¿Dos modos de accionamiento para el cambio de alcance?
R: Por cable: amplio rango y menor eficiencia, para grúas de mástil y grúas pórtico de gran tamaño. Por cilindro hidráulico: rápido y preciso, para grúas pórtico de tamaño pequeño y mediano y grúas de cubierta. Ambos sistemas incorporan freno, protección antivuelco y finales de carrera.
P: ¿Dispositivos de seguridad para giro y desplazamiento?
R: Freno de giro + final de carrera + pasador de bloqueo. Desplazamiento con accionamiento independiente + sincronización eléctrica, finales de carrera + amortiguadores + topes, pinza de carril + interbloqueo con anemómetro.
P: ¿Ciclo de mantenimiento de los mecanismos?
R: La corona de giro requiere lubricación mensual y verificación de holgura semestral. El cable de acero se inspecciona mensualmente según la norma ISO 4309 — Norma de Inspección de Cables de Acero. El aceite hidráulico se sustituye cada 2000 horas. Las grúas de pluma de Kelude Industrias Pesadas incorporan dispositivos de seguridad completos en todos sus mecanismos.
