ES2155648T5 - Grúa giratoria de torre. - Google Patents
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Abstract
UNA GRUA, PREFERENTEMENTE DE TORRE GIRATORIA, ESTA EQUIPADA CON UN SISTEMA DE CONTROL QUE VIGILA LA CARGA MAXIMA (CARGA LIMITE) QUE PONE LA GRUA FUERA DE SERVICIO CUANDO LA CARGA (CARGA UTIL) ALCANZA O SOBREPASA LA CARGA LIMITE. PARA INCREMENTAR LA CARGA UTIL DE LA GRUA SIN MODIFICAR LA ESTRUCTURA EXISTENTE, EN UN COMPONENTE DE MEMORIA COMO MINIMO SE HA INTRODUCIDO UNA CURVA DE CARGA LIMITE AMPLIADA. EL DISPOSITIVO DE CONTROL NO PONE LA GRUA FUERA DE SERVICIO HASTA QUE LA CARGA UTIL ALCANZA O SOBREPASA LA CURVA DE CARGA LIMITE AMPLIADA. UN DISPOSITIVO DE MANDO SOLO PERMITE UN FUNCIONAMIENTO LIMITADO DE LA GRUA EN LA ZONA SITUADA ENTRE LA CURVA DE CARGA LIMITE Y LA CURVA AMPLIADA, EN EL QUE SOLO ES POSIBLE MOVER LA CARGA A UNA VELOCIDAD REDUCIDA PREFIJADA O CON UNA ACELERACION O DECELERACION REDUCIDAS.
Description
La invención se refiere a una grúa giratoria de torre, con un dispositivo de vigilancia que controla la carga máxima de elevación y que pone fuera de servicio a la grúa cuando la carga de elevación alcanza o sobrepasa la carga límite resultante respectivamente de la curva de carga límite. Para grúas giratorias de torre, se define generalmente una curva de carga límite, que determina el alcance máximo tolerable del brazo de la grúa en dependencia de la carga de elevación. Para asegurar que la grúa no pueda llegar a situarse en una posición peligrosa para su estabilidad, incluso en caso de manejo inadecuado, están previstos generalmente sensores, que vigilan los parámetros y los estados de funcionamiento de la grúa y cuyas señales son valoradas en una unidad electrónica de vigilancia y de mando, que ocasiona la parada de la grúa e interrumpe su funcionamiento cuando se intenta elevar una carga demasiado grande o bien cuando se desplaza una carga hasta la zona de alcance no tolerable del brazo de la grúa. Para la vigilancia del alcance del brazo de la grúa se mide, por ejemplo, la longitud del cable de traslación del carrillo. Para la medición de la fuerza de elevación se mide la fuerza que actúa sobre el cable de elevación. Además, para comprobar el par que actúa sobre la torre por el esfuerzo del brazo de la grúa, se puede medir la deformación de la punta de la torre, que se produce debido a que el cable de arriostramiento del brazo está sujeto en la punta de la torre.
Para obtener la curva de la carga límite se debe tener en cuenta la norma DIN 15 018, 1ª parte, en la que, de acuerdo con la división de clases de elevación de las grúas, se indican coeficientes de carga de elevación que representan factores, por los que se debe multiplicar la carga real de elevación, para obtener la carga de elevación prefijada mediante cálculos. El coeficiente de carga de elevación depende por una parte de la rigidez de la grúa y disminuye con la elasticidad de la estructura portante y por consiguiente es tanto menor, cuanto más débil sea la flexión del mecanismo de elevación. Se trata aquí de valores que dependen de la grúa y que conducen a una división de las grúas en clases de fuerza de elevación.
El coeficiente de la carga de elevación depende de la velocidad de elevación al comienzo de la elevación de la carga útil y disminuye en la medida en la que disminuyen las aceleraciones y retardos al elevar la carga y en el caso de variaciones de los movimientos de elevación.
Generalmente, la velocidad de elevación es mayor con una carga pequeña, de modo que también el coeficiente de la carga de elevación es menor con una carga menor y la velocidad de elevación se reduce en la forma correspondiente con una carga mayor.
Por medio de las curvas de la carga límite está fijada la fuerza de elevación de una grúa.
El objeto de la presente invención es crear una grúa de la clase indicada al principio, cuya carga de elevación tolerable sea mayor, sin modificar la construcción existente.
Según la presente invención, este objeto se soluciona por medio de una grúa giratoria de torre se acuerdo con la reivindicación 1.
La grúa realizada según la invención puede funcionar en forma tolerable en una zona ampliada de cargas límite, en la que se vigila la velocidad del movimiento de la carga y se mantiene dentro de unos límites, que tienen en cuenta el coeficiente de carga de elevación correspondiente para cada velocidad. De este modo, la invención hace posible el movimiento de mayores cargas punta que las que son posibles teniendo en cuenta la curva habitual de la carga límite.
Básicamente es posible, según la presente invención, determinar para cada aceleración y retardo reducidos una curva de la carga límite ampliada en la forma correspondiente, que amplíe las cargas de elevación tolerables. Sin embargo, dado que esto lleva consigo un gran trabajo de cálculo, es conveniente definir velocidades predeterminadas de elevación, así como aceleraciones y retardos prefijados, que sean tenidos en cuenta por las curvas ampliadas de la carga límite.
La invención se basa en que se aprovecha completamente la fuerza de elevación existente en la grúa y se vigilan exactamente los parámetros que determinan la fuerza tolerable de elevación, por medio de dispositivos especiales de mando y de vigilancia, de manera que no se puedan sobrepasar las curvas ampliadas de la carga límite ni siquiera en el caso de un manejo inadecuado.
De acuerdo con la invención, para ello está previsto un interruptor, mediante cuyo accionamiento se puede conmutar el funcionamiento de la grúa a la curva ampliada de la carga límite. Para indicarle al conductor de la grúa que está entrando en la curva de la carga límite, que solo puede ser puenteada mediante el accionamiento del interruptor, se puede emitir una señal poco antes de alcanzarse la curva de la carga límite. Este interruptor puede ser activado manualmente o también automática-mente por medio de un circuito eléctrico especial, si se sobrepasa la zona de carga límite LM1 en dirección hacia la zona de carga límite LM2 y al revés.
Las grúas giratorias de torre se pueden conmutar frecuentemente en forma automática entre un funcionamiento con dos ramales de cable y un funcionamiento con cuatro ramales de cable. Según una forma preferida de realización, por lo tanto, está previsto que para el funcionamiento con dos ramales y para el funcionamiento con cuatro ramales de cable estén definidas zonas especiales de carga límite ampliadas, que estén determinadas para el respectivo tipo de grúa, de modo que así se consiga una simplificación del mando, puesto que las zonas de carga límite no tienen que ser calculadas en especial para cada velocidad.
La zona ampliada de carga límite puede estar limitada por medio de curvas de carga constante, tanto para el funcionamiento con dos ramales de cable, como también para el funcionamiento con cuatro ramales de cable.
Con estas curvas de carga constante en la zona de la punta del brazo de la grúa, las grúas convencionales, que por lo general están equipadas con un dispositivo mecánico sencillo de seguridad contra sobrecargas y en las que la sujeción casi siempre articulada del brazo de la grúa en la torre de la grúa o en la plataforma giratoria se encuentra a una cierta distancia del eje de giro de la grúa, se pueden elevar con una fuerza especial las cargas de elevación en la zona delantera del brazo de la grúa (sin tener que reforzar ningún componente de la grúa y generalmente sin necesidad de balasto adicional para mantener la estabilidad exigida).
La carga constante que limita la zona ampliada de la carga límite para funcionamiento con dos ramales de cable corresponde convenientemente a la carga máxima posible de elevación en la punta del brazo de la grúa para una velocidad reducida prefijada para los movimientos de elevación o de bajada de la carga.
La zona ampliada de la carga límite para la carga constante, que limita el funcionamiento con cuatro ramales de cable, puede corresponder a la carga doble de elevación, que es posible en la punta del brazo de la grúa en funcionamiento con dos ramales de cable.
Como complemento para la zona ampliada de la carga límite a lo largo de una curva de carga constante se pueden situar también varias curvas de carga constante en la zona ampliada de la carga límite, las cuales pueden ser limitadas a un determinado campo de alcance del brazo de la grúa por medio de una vigilancia de la posición del carrillo. De este modo resultan limitaciones en forma escalonada de la curva de la carga (véase la figura 3).
En otra variante de la invención está prevista la creación de una zona adicional todavía más ampliada de la carga límite, colocando un contrapeso desplazable adicional en el contrabrazo. Este contrapeso puede ser desplazado respectivamente para el equilibrado correspondiente del brazo de la grúa y del par de carga y es especialmente conveniente en el caso de brazos basculantes.
A continuación se explican más detalladamente ejemplos de realización de la invención por medio de los dibujos adjuntos, en los que se muestran:
- –
- en la figura 1 un diagrama con una curva habitual y una curva ampliada de la carga límite para una grúa giratoria de torre;
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- en la figura 2 un diagrama correspondiente al de la figura 1, en el que la zona ampliada de la carga límite está limitada por medio de curvas de carga constante para el funcionamiento con dos ramales de cable así como también para el funcionamiento con cuatro ramales de cable;
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- en la figura 3 un diagrama correspondiente al de la figura 1, en el que el funcionamiento ampliado de la carga límite está formado por varias limitaciones escalonadas de la curva de la carga; y
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- en la figura 4 un diagrama, que muestra una zona de la carga límite todavía más ampliada adicionalmente, a causa de un contrapeso adicional desplazable.
Por la figura 1 se puede ver un diagrama, en el que en la ordenada está indicada la carga de elevación (t) y en la abscisa está indicado el alcance tolerable (m) de la carga de elevación. La curva habitual de la carga límite consta de la zona constante 10 y de la zona variable de la carga, que está representada por la curva 11. Adicionalmente está definida una zona ampliada de carga límite, que está limitada por la curva ampliada 12 de la carga límite. Esta zona ampliada de la carga límite se debe a que en esta zona la carga útil puede ser elevada y bajada con una velocidad reducida en comparación con la curva 11 de la carga límite, teniendo en cuenta los coeficientes de la carga de elevación. Para poder trabajar con la grúa en la zona de la carga límite, entre la curva 11 de la carga límite y la curva ampliada 12 de la carga límite, por medio de los sensores existentes se vigila la carga útil que se desea elevar y el par transmitido por dicha carga a la torre a través del brazo de la grúa, y a partir de los correspondientes parámetros, el ordenador electrónico del mando de la grúa calcula las velocidades máximas tolerables, con las que se puede elevar y bajar la carga útil, para mantenerse en la zona tolerada de carga, teniendo en cuenta los coeficientes de la carga de elevación.
De acuerdo con los valores reducidos calculados, el número máximo posible de revoluciones del mecanismo de elevación queda limitado a un valor, con el que no se pueden sobrepasar las velocidades máximas tolerables.
Si la grúa funciona en la zona ampliada de la carga límite, es conveniente que también el carrillo se desplace con velocidad reducida, para evitar grandes aceleraciones.
Lo mismo debe decirse también para el mecanismo de giro. En la zona ampliada de la carga límite, el mecanismo de giro para la torre o para el carro superior, en el que se apoya el brazo de la grúa, reduce su velocidad, de modo que el giro del brazo de la grúa solo es posible también con una velocidad de giro reducida en la forma correspondiente.
Finalmente se pueden producir también cargas adicionales a causa de las fuerzas del viento. Por lo tanto, está prevista convenientemente una medición de las velocidades del viento, que descarta cualquier trabajo en la zona límite ampliada, si las velocidades del viento alcanzan un valor peligroso.
Las grúas que trabajan en la zona límite ampliada entre las curvas 11 y 12 de la carga límite tienen convenientemente mecanismos de elevación y accionamientos para el desplazamiento del carrillo, que pueden ser accionados por medio de convertidores de frecuencia, porque los accionamientos de esta clase trabajan en lo esencial sin impulsos y con vibraciones reducidas, en comparación con los accionamientos de inducido en cortocircuito. De este modo se pueden reducir esencialmente las cargas ocasionadas por las aceleraciones de la masa sobre la construcción o estructura de acero.
Dado que el conductor de la grúa tiene que puentear la curva habitual 11 de la carga límite mediante el accionamiento de un interruptor, si desea trabajar con la grúa en la zona ampliada de la carga límite, está prevista una curva de prealarma 13, de manera que al entrar en dicha curva se emite una señal de prealarma, que le indica al conductor de la grúa que está entrando en la zona de la carga límite y que tiene que accionar un interruptor si desea atravesar dicha zona.
Por la figura 2 se pueden ver curvas ampliadas de la carga límite especialmente definidas para funcionamiento con dos ramales de cable y para funcionamiento con cuatro ramales de cable.
Según la figura 2, la zona ampliada de la carga límite para el funcionamiento con dos ramales de cable está definida por medio de los puntos 1.1, 2 y 1. Si el conductor de la grúa ha desplazado la carga útil tolerable, aumentada en la zona ampliada de la carga límite, desde el punto 2 hasta el punto 1.1, se alcanza en este último punto la curva normal de la carga límite y por lo tanto se entra en la zona, en la que no existen limitaciones al elevar y desplazar la carga.
Si existe una carga, que se encuentra en la zona delantera punta 1, 1.1, 2 después de recorrida la curva habitual LM de la carga límite, se realiza automática-mente la conmutación a la velocidad más pequeña prefijada de elevación y de bajada.
5 Así pues, tan pronto como la carga útil se encuentra en la zona 1, 1.1 y 2, gracias a la conmutación del mando de la grúa queda asegurado el que la carga solo se pueda mover con la velocidad tolerable prefijada de elevación y de bajada, de manera que queda permitida la carga útil más alta.
Si se realiza la conmutación de la grúa de funcionamiento con dos ramales de
10 cable a funcionamiento con cuatro ramales de cable, rige entonces la zona ampliada de la carga límite entre los puntos 1, 1.3, 2.2 y 2. En este caso hay que tener en cuenta que, después de la conmutación (automática) del funcionamiento con dos ramales de cable a funcionamiento con cuatro ramales de cable con el mismo cable de accionamiento, se puede elevar el doble de carga. Sin embargo, dado que, a causa
15 de la mitad de la velocidad de elevación con la misma velocidad de enrollado del cable, queda reducida la velocidad de elevación, se aumenta la zona ampliada de la carga límite, limitada por la parte de curva 1.3, 2.2 de la carga constante. La ampliación de la zona de la carga límite para el funcionamiento con cuatro ramales de cable, se realiza de manera que se reduce en la forma correspondiente el coeficiente
20 que debe ser tenido en cuenta de la carga de elevación y resulta posible un funcionamiento de la grúa en una zona ampliada de la carga límite, puesto que la velocidad de elevación queda reducida a la mitad por medio de la operación de conmutación.
Si se sale de la zona ampliada 1, 2, 1.3, 2.2 de la carga límite, traspasando la curva LM1 de la carga límite, se consigue un funcionamiento de la grúa que 25 no está sometido a ninguna limitación.
Según la figura 4 está definida una zona adicional ampliada de la carga límite entre las curvas 11 y 14, que se consigue desplazando un contrapeso adicional 15 sobre el contrabrazo 16 de la grúa, desde su posición 1 próxima a la torre hasta su posición 2 más alejada de la torre, representada con trazos intermitentes. El despla
30 zamiento tiene lugar, en especial en el caso de un brazo basculable de la grúa, para realizar la compensación adicional del par de carga.
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Claims (7)
- REIVINDICACIONES1.-Grúa giratoria de torre, con un dispositivo de vigilancia para controlar la carga máxima de elevación, con el que se pone fuera de servicio la grúa cuando la carga de elevación alcanza o sobrepasa la carga límite resultante en cada caso de la curva de carga límite, caracterizada porque en por lo menos un módulo de memoria se introduce una curva ampliada de carga límite y el dispositivo de vigilancia pone fuera de servicio la grúa únicamente cuando la carga de elevación alcanza o sobrepasa la curva ampliada de la carga límite, y porque está previsto un dispositivo de mando, que, en la zona situada entre la curva de la carga límite y la curva ampliada de la carga límite, permite solo un funcionamiento limitado de la grúa, con el que el movimiento de la carga solo es posible todavía con velocidad reducida prefijada o bien con aceleración/retardo reducido, y porque mediante cuyo accionamiento se puede conmutar el funcionamiento de la grúa a la curva ampliada de la carga límite.
- 2.-Grúa según las reivindicaciones 1, caracterizada porque por medio de las posibilidades para la conmutación a una curva ampliada de la carga de elevación, en especial por medio de una curva constante de la carga de elevación en la zona delantera del brazo de la grúa, se pueden aprovechar mejor las reservas de resistencia de la estructura de acero de la grúa, además de la ganancia que se consigue con un coeficiente reducido de la carga de elevación.
- 3.-Grúa según una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizada porque se pueden establecer una o varias limitaciones configuradas de forma escalonada de la curva de la carga en la zona más elevada de la carga de elevación, por medio de interruptores de la carga constante para diferentes cargas de elevación y por medio de un dispositivo de medición para la posición del carrillo.
- 4.-Grúa según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque para el funcionamiento con dos ramales de cable o con cuatro ramales de cable están definidas zonas ampliadas especiales de la carga límite.
- 5.-Grúa según la reivindicación 4, caracterizada porque las zonas ampliadas de la carga límite para el funcionamiento con dos ramales de cable o con cuatro ramales de cable están limitadas por medio de curvas de carga constante.
- 6.-Grúa según la reivindicación 5, caracterizada porque la carga constante que limita el funcionamiento ampliado con carga límite para funcionamiento con dos ramales de cable corresponde a la carga máxima posible de elevación en la punta del brazo de la grúa para una velocidad reducida prefijada para el movimiento de elevación o de bajada de la carga.
- 7.-Grúa según la reivindicación 5, caracterizada porque la carga constante que limita el funcionamiento ampliado de la carga límite para el funcionamiento con cuatro ramales de cable corresponde aproximadamente a la carga doble de elevación, que soporta la grúa en la punta del brazo en funcionamiento con dos ramales de ca5 ble. 8.-Grúa según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque está previsto un contrapeso desplazable adicionalmente en el contrabrazo de la grúa en dependencia del par de carga. Siguen cuatro hojas de dibujos.
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