5 dispositivos de protección de seguridad críticos para grúas de cuchara: mejora de la seguridad y la fiabilidad en la fabricación de acero

Una grúa cuchara es un equipo fundamental en el proceso de colada y laminación continua de acero, que se utiliza específicamente para elevar metal fundido. Si se produce un accidente importante, puede tener consecuencias graves, como víctimas y daños en el equipo. Los dispositivos de protección de seguridad de la grúa son equipos esenciales para garantizar su seguridad inherente, ya que actúan como una barrera importante para evitar errores del operador y proteger tanto al personal como a la maquinaria.

El hecho de que los dispositivos de protección de seguridad estén intactos y completos, de que el mantenimiento y la gestión sean oportunos y eficaces, y de que funcionen de forma sensible y fiable, desempeñan un papel importante en el funcionamiento normal de la grúa. Estos dispositivos son componentes indispensables de la grúa. Debido a la naturaleza específica de las grúas cuchara que manipulan metal fundido caliente, sus requisitos de seguridad difieren de los de las grúas ordinarias.

Dispositivos limitadores de carga

El propósito del dispositivo de protección contra sobrecarga es evitar que la grúa se sobrecargue, lo que podría provocar daños en el mecanismo, la estructura o provocar accidentes. Los dispositivos de protección contra sobrecarga utilizados en las grúas cuchara incluyen principalmente básculas electrónicas y limitadores de sobrecarga.

Cuando se instala un limitador de carga en el mecanismo de elevación, normalmente se lo ubica en el asiento del cojinete del tambor. Si se instala una báscula electrónica en el mecanismo de elevación principal, también funciona como un dispositivo de protección contra sobrecargas, con sus sensores generalmente montados debajo del eje de la polea fija.

Cuando la carga real supera los 95% de la carga nominal, el limitador de carga envía una señal de alarma. Si la carga real se encuentra entre 100% y 110% de la carga nominal, el limitador de carga corta la potencia de elevación, permitiendo únicamente el movimiento descendente del material elevado, pero evitando que se pueda elevar más. La báscula electrónica se configura de la misma manera.

Dispositivos limitadores de viajes

Estos incluyen principalmente interruptores de límite de recorrido de elevación, interruptores de límite de recorrido de funcionamiento, dispositivos anticolisión fotoeléctricos, amortiguadores y topes finales.

Interruptor de límite de recorrido de elevación

El interruptor de recorrido de elevación consta de un interruptor de límite giratorio y un interruptor de límite de martillo con peso, con dos juegos de interruptores de diferentes estructuras utilizados juntos para garantizar un funcionamiento seguro y confiable. Cuando el dispositivo de elevación alcanza la posición límite superior diseñada, ambos interruptores pueden cortar automáticamente la energía de elevación. Cuando el dispositivo desciende a la posición límite inferior diseñada, el interruptor de límite giratorio corta automáticamente la energía de descenso (esto se establece cuando la altura de elevación supera los 20 metros). También garantiza que cuando el dispositivo de elevación desciende a la posición límite inferior, el cable de acero permanece enrollado alrededor del tambor con no menos de las dos vueltas especificadas por el diseño.

Después de que se corta la energía del motor para el movimiento ascendente o descendente, la energía para el movimiento en la dirección opuesta permanece, lo que permite que el mecanismo funcione en sentido inverso. El interruptor giratorio está instalado en el eje corto en el extremo del tambor y gira de manera sincronizada con el tambor, recopilando el recuento de rotaciones para controlar el límite de elevación para ascenso y descenso.

El interruptor de martillo con peso se instala en el bastidor del carro, con el martillo montado en el soporte de la polea del pórtico y el manguito del martillo fijado al cable de elevación. Cuando el pórtico alcanza el límite superior, el cable de soporte pierde tensión, lo que restablece el interruptor de límite y corta la energía para detener el mecanismo.

Interruptor de límite de recorrido de funcionamiento

El interruptor de límite y el parachoques se encuentran en la viga principal. La grúa y sus carros principal y auxiliar están equipados con interruptores de límite de carrera en cada dirección. Cuando la grúa alcanza la posición límite diseñada, la barra de seguridad activa el interruptor en la misma dirección, cortando la energía para el movimiento hacia adelante. En casos de operación a alta velocidad (por ejemplo, más de 100 m/min) o donde existen requisitos estrictos de posición de parada, se instalan interruptores de límite de carrera en dos etapas según sea necesario. La primera etapa envía una señal de desaceleración para reducir la velocidad de la grúa, mientras que la segunda etapa corta automáticamente la energía y detiene la grúa.

Dispositivo anticolisión fotoeléctrico

Algunas grúas están equipadas con un dispositivo anticolisión fotoeléctrico para evitar colisiones entre dos grúas que circulan por la misma vía. El principio básico es que cuando dos grúas se acercan a una determinada distancia de seguridad, la luz emitida por el proyector de la grúa A es recibida por el receptor de la grúa B. A través del tubo fotoeléctrico, se genera una señal eléctrica. Después de la conformación de la forma de onda y la amplificación, se activa el relé y el zumbador hace sonar una alarma, cortando automáticamente la alimentación del mecanismo en marcha. Ambas grúas deben estar equipadas con un conjunto de dichos dispositivos para su protección mutua.

Topes y topes finales

Los mecanismos de desplazamiento de la grúa y del carro están equipados con amortiguadores. Los amortiguadores están diseñados para absorber la energía de los mecanismos en movimiento y reducir el impacto. Los parachoques y los topes finales de la vía deben ser firmes y fiables. El diseño de los topes finales debe evitar eficazmente que la grúa se descarrile.

Otros dispositivos de seguridad

Dispositivos de protección de enclavamiento

Las puertas que dan acceso a la grúa cuchara y las que dan acceso desde la cabina del operador a la plataforma del puente están equipadas con interruptores de enclavamiento. Cuando se abren las puertas, se corta la alimentación de todos los mecanismos.

Barredoras de rieles

En la parte delantera de las ruedas de la grúa y de los carros se instalan barredoras de raíles. La distancia entre la parte inferior de la placa de barrido y la parte superior del raíl se establece en 10 mm y se utilizan para limpiar los residuos que puedan obstaculizar el funcionamiento sobre los raíles. A lo largo de la vía se colocan señales de advertencia que prohíben apilar material en las inmediaciones.

Freno de emergencia

El freno de emergencia es un dispositivo de protección de seguridad que se controla mediante un sistema de detección compuesto por un interruptor de sobrevelocidad de alta fiabilidad y un codificador. En caso de fallo en la cadena de transmisión del mecanismo de elevación (por ejemplo, exceso de velocidad del tambor, asincronía del tambor, activación del botón de emergencia o corte repentino de energía), el freno de emergencia se activa para detener el tambor de forma eficaz y fiable, garantizando la seguridad de la grúa.

El freno de emergencia está montado en el extremo del tambor. En comparación con los frenos convencionales, genera un par de frenado mucho mayor, suficiente para superar de forma independiente el par generado por la carga completa en el tambor del mecanismo de elevación. El mecanismo de elevación principal está equipado con dos juegos de dispositivos de accionamiento y, cuando no existe una conexión rígida en el eje de salida o cuando solo hay un dispositivo de accionamiento, se debe instalar un freno de emergencia en el tambor del cable de acero.

Dispositivos de protección

Fundas protectoras

Se instalan cubiertas de poleas para evitar que el cable se salga de la ranura. Se instalan placas de aislamiento térmico de protección debajo del dispositivo de elevación del pórtico para proteger el cable del calor de la radiación directa y evitar que el acero fundido salpique sobre el cable. Se instalan cubiertas protectoras (o rieles) para proteger las piezas móviles expuestas y potencialmente peligrosas, como los acoplamientos y los ejes de transmisión, durante el funcionamiento. Se colocan señales de advertencia en las cubiertas protectoras.

Prevención de descargas eléctricas

Cuando la cabina del operador de la grúa cuchara se encuentra en el lateral de la línea de contacto deslizante de la grúa, existen peligros de descarga eléctrica. En las secciones correspondientes, se instalan redes de protección entre la escalera y la pasarela de la grúa y la línea de contacto deslizante para aislarlas, y se colocan señales de advertencia en la red.

Protección contra caídas

Se instalan placas de soporte debajo de ambos extremos del tambor para evitar que se caiga en caso de que se retire o se rompa el eje. Se instalan jaulas o plataformas de mantenimiento seguras y confiables en los extremos del puente para proporcionar una zona de apoyo para que el personal realice el mantenimiento de la grúa. Todos los pernos de conexión expuestos después de la instalación se sueldan por puntos para evitar que se aflojen y se caigan.

Información de seguridad y dispositivos de alarma

Estos incluyen principalmente indicadores de amplitud, niveles, dispositivos de alarma de velocidad y grado de viento, alarmas de inversión, alarmas de voltaje peligroso, dispositivos de protección de enclavamiento eléctrico, campanas o dispositivos de señalización y señales de seguridad.

Interruptor de exceso de velocidad

El Normas de seguridad para aparatos elevadores estipulan que “los mecanismos de elevación importantes y los mecanismos de elevación desequilibrados, en los que el exceso de velocidad podría causar peligro, deben estar equipados con interruptores de exceso de velocidad. El valor establecido del interruptor de exceso de velocidad depende del rendimiento del sistema de control y de la velocidad de descenso nominal, que normalmente se establece entre 1,25 y 1,4 veces la velocidad nominal”. El mecanismo de elevación de las grúas cuchara generalmente está equipado con un interruptor de exceso de velocidad, a menudo integrado con el motor de elevación. Si no hay espacio de instalación en la parte trasera del motor, el interruptor se conecta al eje de alta velocidad del reductor.

Indicador de altura

El indicador de altura se utiliza principalmente en el mecanismo de elevación para medir y mostrar la distancia entre el gancho de la grúa y el suelo. Los contactos de salida de control del instrumento son opcionales y pueden proporcionar interfaces secundarias remotas. El sensor de altura generalmente utiliza un codificador y se puede combinar con un interruptor de límite. El indicador de altura generalmente se instala en el extremo del tambor.

Sistema de detección de velocidad

Debido a la naturaleza especial de las operaciones de fundición, algunos componentes requieren sistemas de detección de velocidad. En caso de anomalías, el sistema de detección identifica el punto de falla y el PLC envía simultáneamente una señal de frenado correspondiente al freno de emergencia, evitando accidentes.

En el caso de las grúas de fundición que utilizan mecanismos de elevación con reductores planetarios, se aplica un sistema de detección de velocidad típico. El sistema consta de los siguientes componentes:

• Codificadores incrementales instalados en ambos ejes del motor
• Se instalaron codificadores incrementales en ambos extremos del tambor.
• Se instalaron interruptores de exceso de velocidad en ambos extremos del tambor.

Los codificadores incrementales en los ejes de alta y baja velocidad generan una cantidad constante de pulsos por revolución, correspondiente a las velocidades del motor y del tambor. Estos codificadores forman un sistema de detección y control con el PLC. El recuento de pulsos del codificador se ingresa en el PLC para el cálculo y, al comparar los pulsos en los ejes de alta y baja velocidad, el sistema verifica si la cadena de transmisión del mecanismo de elevación es normal. Los interruptores de exceso de velocidad monitorean si la velocidad de rotación del tambor excede el límite seguro establecido. Si ocurren condiciones de funcionamiento anormales, el sistema detecta la falla y toma medidas.

Zora Zhao

Experto en soluciones de piezas para grúas aéreas, grúas pórtico, grúas giratorias y grúas

Con más de 10 años de experiencia en la industria de exportación de grúas en el extranjero, he ayudado a más de 10 000 clientes con sus preguntas e inquietudes de preventa. Si tiene alguna necesidad relacionada, no dude en ponerse en contacto conmigo.

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