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CURSO GENERAL DE PUENTES GRUAS

17 de Marzo del 2006.

Sergio Mendoza Sandoval SPH Crane & Hoist, Inc.

Company Founders

Alonzo Pawling

Henry Harnischfeger

Pawling & Harnischfeger Machine and Pattern Shop

I.- Conceptos básicos: A continuación veremos los conceptos básicos de una puentes grúa.

1.- Definición. 2.- Tipos de puentes grúas. 3.- Componentes.

4.- Clasificación de puentes grúas.

1.- Definición: Los puentes grúas, son máquinas operadas eléctricamente para levantar, bajar y transportar una carga. Consiste de un puente motriz cargando un mecanismo de carro transversal en el cual a su vez se aloja un mecanismo de gancho móvil (malacate o polipasto) y viajando en una estructura de trabe carril. Puentes: Es la parte de las grúas viajeras consistente de vigas, cabezales, amarres, pasillos, ruedas y mecanismos motrices, las cuales conducen el carro y viaja en una dirección paralela a la trabe del carril. Carro: Es la parte de los puentes grúas consistente de vigas, cabezales, amarres, ruedas y mecanismos motrices, el cual aloja el mecanismo del gancho y viaja en forma perpendicular a la trabe carril, este se conoce también como movimiento transversal. Malacate o Polipasto: Esta parte de los puentes grúas es la que se encarga de izar (levantar) y bajar una carga.

2. Tipos de Puentes Grúas. Bipuente Apoyada.

Monopuente Apoyada

JIB CRANE: 1.- De Pared. 2.- De Pedestal

Monopuente Apoyada.

Grúa de Portal.

Con Carro Giratorio.

3.- Componentes de Puentes Grúa C3 C2

SOUTH

G2

G1

NORTH

C4

C1

Componentes de Carro y Gancho.

4.- CLASIFICACION DE PUENTES GRUA. La clasificación de servicios de Puentes grúas fue establecida de forma tal que la grúa correcta pudiera ser seleccionada para la aplicación correcta. Si la grúa es raramente usada, posiblemente una grúa de servicio pesado no será necesaria. Ha diferencia si la grúa esta en uso constante en condiciones severas, una grúa con clase de servicio A1 estaría con toda seguridad descompuesta o en reparación que operando adecuadamente. La información especifica sobre clasificación de grúas esta dada ha continuación Recuerda que todas las clasificaciones son afectadas por las condiciones de operación. Para el propósito de las siguientes definiciones asumimos que la grúa estará operando en temperaturas y ambientes normales (0° a 100° F) y condiciones atmosféricas normales (libre de polvo excesivo suciedad, y humos corrosivos).

Clasificación A1 (Servicio Standby) Cubre las grúas usadas en instalaciones donde el manejo preciso de maquinaría valiosa a velocidades lentas es requerido: casas de máquina cuartos de turbinas cuartos de motores estaciones de transformadores, etc. Grúas en esta clase tienen períodos ociosos entre levantamientos. La capacidad de carga puede ser manejada para la instalación inicial de maquinaría y para servicio no frecuente.

Clasificación A2 (Uso no Frecuente) Cubre las grúas usas en instalaciones donde las cargas son relativamente ligeras, las velocidades son lentas y un bajo grado de precisión de control es requerido: pequeños talleres de mantenimiento, cuartos de bombas, laboratorios de pruebas y operaciones similares. Las cargas pueden varias desde vacío hasta carga plena. Grúas en esta clase son usadas para pocos levantamientos por día o por mes. Clasificación B (Servicio Ligero) Cubre las grúas usadas en instalaciones donde requerimientos de servicio ligeros y la velocidad es lenta: talleres de reparación, operaciones de ensamble ligeras, almacenamiento ligero, etc. Las cargas pueden variar desde vacío hasta carga plena nominal con un promedio de carga del 50% de la capacidad, de 2 a 5 levantamientos por hora de 15 pies de promedio. No más del 50% de los izajes deben de ser de la capacidad nominal de la grúa. Clasificación C (Servicio Moderado) Describe las grúas que pueden manejar cargas promedio del 50% de la capacidad nominal de la grúa, con 5 a 10 levantamientos por hora, con 15 pies de promedio de izaje. No más del 50% de los levantamientos deben de ser de la capacidad nominal de la grúa. Talleres de Máquinas, Fabricas de Proceso de Papel, e instalaciones similares con requerimientos de servicio moderado utiliza este tipo de grúa.

Clasificación D (Servicio Pesado) Cubre grúas usadas en medio ambientes de producción con servicio pesado: Talleres de Máquina Pesada, Plantas de Fabricación, Almacenes de Acero, Fundiciones, en operaciones estándar con electroimanes, almejas etc. Cargas cercanas al 50% de la capacidad nominal estarán manejadas constantemente durante los periodos de trabajo. Velocidades elevadas son deseables para este tipo de servicio con 10 a 20 levantamientos por hora y a 15 pies en promedio, con el 65% de los levantamientos en o debajo de la capacidad nominal de la grúa. Clasificación E (Ciclo de Servicio Severo) Describe una grúa de servicio pesado capaz de manejar la carga nominal continuamente y a alta velocidad. Esta clase de grúa es vista típicamente en Fábricas de Producción o Manufactura pesada: Plantas Cementeras, Plantas Madereras, Plantas de Fertilizantes, etc. Grúas de esta clasificación manejaran 20 o más izajes por hora en la capacidad nominal de la grúa. Clasificación F (De acuerdo a especificaciones Steel Mill AISE) Estas grúas están definidas en el estándar AISE No. 6 para grúas eléctricas viajeras apoyadas para servicio de acero tipo molino.

II. Tema Parte Eléctrica • 1. Tipos de Controles. 1.1.- Full Magnetic. a.- Seguridad. b.- Definición. c.- Componentes. d.- Condiciones de paro. e.- Motores de C.A. f.- Problemas y sintomas (probando un motor). g.- Circuitos de control y fza.

a.-Seguridad • Objetivo: – Al finalizar esta sección, el estudiante debe saber y entender las precauciones de seguridad como ellas aplican a grúas y su operación. • Referencias: – Condiciones de Paro OSHA 1910.179 – ANSI/ASME B30…… • Contenido – Alertas – Precauciones de Seguridad – Etiquetas – Condiciones de Paro

Alertas Peligro Indica la presencia de riesgo el cual no es permitido, y resultará la muerte, lesiones serias o daño en propiedad.

Esta palabra esta limitada a las mas extremas condiciones. *

Alertas Advertencia Indica la presencia de riesgo potencial situación que no esta permitida puede resultar la muerte, lesiones serias, o daños en propiedad. *

Alertas Cuidado Indica la presencia de riesgo potencial situación la cual si no esta permitida puede resultar en moderada o lesión menor, o daño en propiedad.

Alertas • Atención – Usada para notificar al personal de instalación, operación o mantenimiento información, la cual es importante pero no refiere riesgo. *

Precauciones de Seguridad • Informar a todos los empleados trabajando dentro o alrededor del área que la grúa está en mantenimiento. • Observe seguros/procedimientos de etiquetado. • Use plataformas, escalones o escaleras donde estén disponibles. • Use equipo de protección personal siempre que esté dentro de la planta. • Tenga cuidado con ropa floja, rasgada la cual puede ser atorada en máquinas en movimiento. • Asegúrese que las partes flojas y herramientas no caigan. *

Precauciones de Seguridad • Desconecte los conductores de la trabe carril si es posible. • Reemplace todas las guardas y dispositivos de seguridad removidos durante el mantenimiento. • Informe a todo el personal afectado cuando sea hecho. • Quite las etiquetas de emergencia solamente cuando la grúa es restaurada a condiciones de operación seguras. • Su planta puede tener requerimientos adicionales *

Etiquetas • • • •

Temporal implica advertencia a todos Necesaria la seguridad y salud Usualmente usado con un dispositivo de cierre Las etiquetas solamente pueden ser quitadas por la persona que las instala • La señal de palabra y el mensaje principal debe ser entendible por todos los empleados quienes puedan ser expuestos a un riesgo identificado. *

Full Magnetic •

b.-

DEFINICION:

– Los controles de aceleración totalmente magnéticos de corriente alterna, se usan los en una gran variedad de aplicaciones. Principalmente, estos se diseñaron para la instalación en voltajes de ca, para puentes grúas de uso pesado sobre dónde se requiere un manejo de cargas preciso. Hay dos tipos básicos de controles magnéticos ac, control para el movimiento transversal, y control para el movimiento del gancho. – Básicamente, el control de velocidad es cumplido variando la cantidad de resistencia en el circuito secundario de motor. – En los sistemas de control del gancho, se adiciona un freno de carga eléctrico (magnetorque). El control de la dirección del gancho es cumplida al invertir la rotación del motor por medio de los contactores.

Full Magnetic •

c.- COMPONENTES: – – – – – – – –

Los principales componentes son los siguientes: Resistencias. Magnetorque. Contactores. Motor. Freno. Interruptor maestro (controlador). Interruptores de limite, absolutamente necesario en ganchos.

d.- Condiciones de Paro – Desgaste de frenos o falla – Problemas Estructurales – Cable de Acero Dañado o Desgastado

– Uñas y trinquetes dañados o desgastados – Falla de Hidráulicos o Desgaste * – Falla de Interruptores

Condiciones de Paro – Falta o falla de equipo de protección contra fuego – Mal funcionamiento de los controles del operador – Falla de aparejos y ganchos, dañados o desgastados – Falla de Dispositivos de Seguridad – Fallan o faltan dispositivos de advertencia

e.- Motores CA • Resúmen de la Sección – Construcción del Motor • Motores Jaula de Ardilla • Motores Rotor Devanado – Análisis del Motor • Condiciones de un Motor de Rotor Devanado (Problemas y Sintomas) • Pruebas y Detección de Fallas

Full Magnetic • •

Motores CA – Construcción del Motor – Operación del Motor – Análisis del Motor Circuitos de Control de Motor CA – Una Velocidad, Control Unidireccional – Una Velocidad, Control Bi-direccional – Doble Velocidad, Control Unidireccional – Doble Velocidad, Control Bi-direccional – Multi-Velocidad, Control Unidireccional – Multi-Velocidad, Control Bi-direccional *

Típico Motor Jaula de Ardilla

Placa de datos (no mostrada)

1. Alojamiento del Estator 2.Bobina del Estator 3. Rotor

4. Rodamiento

5. Tapa *

Típico Motor de Rotor Devanado Anillo Deslizante *

Grasera y tubo (en la tapa)

Placa de datos (no mostrada)

Barrenos de drene

f.- Problemas y Síntomas • A. El Primario es en Una Fase

Síntoma: El motor gruñe o humea, el motor no corre, se calienta, velocidad lenta o par bajo, los frenos pueden no estar liberados. *

Problemas y Síntomas • B.

El rotor está a Una Fase

Sintoma: Ligero gruñeo del motor , no puede alcanzar velocidad completa, Par pobre, operación lenta, puede sobrecalentarse suena como una caja de engranes ruidosa. *

Problemas y Síntomas • C. Conexiones Invertidas

Sintoma: No puede alcanzar velocidad completa, el amperaje en el primario es muy alto. Presenta sobrecargas o el motor humea. *

Problemas y Síntomas • D. No Conectado Adecuadamente

Sintoma: No puede levantar una carga completa, amperes muy altos en el primario y desbalanceado, alcanza sobrecargas o el motor humea. *

Problemas & Síntomas • E. Resistencia en el Secundario Alta

Síntomas: Engranaje ruidoso en baja o velocidad media, operación con gruñeo par bajo, oscilaciones evidentes en el motor. *

Probando Motor • Prueba de Corriente – Quite los fusibles del freno y corra la grúa contra los topes finales. – Coloque el controlador en el primer punto.

*

Probando Motor • Prueba de Corriente – Usando un amperímetro, lea tres entradas terminales „T‟ , ellas deben de estar dentro del 2% entre sí. – Usando un amperímetro, lea las tres terminales del rotor „M‟ , ellas deben de estar dentro del 2% entre sí. *

Probando Motor • Prueba de Voltaje – Abra el circuito del rotor. – Lea la fase de entrada a la otra fase y entre terminales del voltaje del rotor. La lectura debe de estar balanceada y de acuerdo con la placa de voltaje. *

Probando Motor

• Prueba de Resistencia

– Abra los alambres de entrada del estator – Abra los alambres del rotor

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Probando Motor • Prueba de Resistencia – Usando un multímetro coloque la escala apropiada lea el devanado “primario” del estator fase a fase. La lectura debe de ser baja pero no cero ohms. – Entonces lea el devanado “secundario” del del rotor fase a fase. La resistencia debe de ser baja pero no cero ohms. *

Probando Motor • Prueba de Resistencia – La próxima lectura de cada devanado a tierra. La resistencia no debe ser menos de un megaohm a tierra.

* El máximo aceptable de resistencia de una fase de motor a tierra son 100 Mega ohms

g.- Circuitos de Control de Motores CA • Resumen de la Sección – Una velocidad, Control Unidireccional – Una velocidad, Control Bi-direccional – Doble velocidad, Control Unidireccional – Doble velocidad, Control Bi-direccional – Multi-Velocidad, Control Unidireccional – Multi-Velocidad, Control Bi-direccional *

Control de Motor CA

circuito del seccionador desconectar

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motor térmico de sobrecarga jaula de Ardilla

Control Motor CA

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Control Motor CA Circuito del seccionador Contactos direccionales Térmico de sobrecarga

Bobina para arriba

*

Bobina para abajo Botón Transformador de control

Control Motor CA

WLS

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Control Motor CA

*

Control Motor CA Circuitos del seccionador Contactos Direccionales Térmicos de Sobrecarga

Motor J A

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Contactos Alta Vel.

Control Motor CA

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Control Motor CA

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Control Motor CA

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Control Motor CA

Objetivos • Al término de esta sección, el participante debe de tener un entendimiento básico del Sistema de Control Magnético y utilizar los esquemáticos y tarjetas para propósitos de detección de fallas.

Encendido

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Encendido

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II. Tema Parte Eléctrica 1. Tipos de Controles.

1.2.- Static Stepless. a.- Definición.

b.- Componentes. c.- Definición de Componentes. d.- Manutención. e.- Fallas Típicas

a.- Definición y Lógica: GENERAL. The control used on hoist motions is StaticStepless Magnetorque Control. With this control, drive motor torque is controlled by means of fixed resistors and saturable reactors in the motor secondary circuit. To obtain very low speeds with over hauling loads, an electric load brake is coupled to the motor shaft. Crane hoist drives based on these two control elements have for many years given outstanding service and have been largely responsible for the wide acceptance of AC crane drives. El Control Estático sin pasos (Static Stepless) se ha instalado en centenares de grúas de CA. En una gran variedad de instalaciones donde requieren un uso pesado y de gran precisión para el manejo de sus operaciones. El Torque y control de velocidad son cumplidos por medio de los reactores saturables y los frenos de carga eléctricos. Los contactores reversibles controlan la dirección invirtiendo la rotación del motor. Subsecuentemente la introducción de la circuitería estática por medio de módulos. Estos módulos son intercambiables entre los movimientos y pueden usarse con cualquier tamaño de motor de rotor devanado. Los componentes en los módulos son empaquetados en una resina epoxica para reducir la posibilidad de daño por golpes y vibración o las condiciones medioambientales severas. El control estático elimina muchos dispositivos de contacto. La regulación de velocidad muy exacta se logra sin el uso de tacógeneradores.

b.- Componentes:

1.- Motor. 2.- Freno. 3.- Panel de potencia y control reversible. 4.- Master de inducción. 5.- Reactor saturable. 6.- Magnetorque. 7.- SCR

8.- Transformador de Anodos. 7.- Modulos: Magnetic Amplifier R y M, Bias Module, Plugging Control, Frequency Detector, Off Position, Meter Instrument.

Definición de subcomponentes: 1.- Motor. 2.- Freno. 3.- Panel de potencia y control reversible. 4.- Master de inducción. 5.- Reactor saturable. 6.- Magnetorque. 7.- SCR 8.- Transformador de Anodos. 7.- Modulos: Magnetic Amplifier R y M, Bias Module, Plugging Control, Frequency Detector, Off Position, Meter Instrument.

Manutencion del Static Stepless •

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Los módulos de control estático sin pasos se reduce a únicamente mantener apretadas las conexiones de control. El interior de los módulos esta libre de manutención. El control en general y los componentes de potencia no deberían destaparse o desensamblarse para su manutención, esto queda reducido a mantener bien lubricados los puntos que así lo requieran, mantener tornillos de sujeción de mecanismo con el par de torque requerido para cada diametro de tornillos, conexiones eléctricas apretadas y puntos de conexión aislados. Los frenos deberán mantenerse ajustados de acuerdo con la tabla de mantenimiento que corresponda según sea el tipo y tamaño de freno. Los interruptores de limite deben ser inspeccionados en cada mantenimiento, es necesario asegurarse que están abriendo el circuito a la distancia correcta. Pruebas de carga deben realizarse para asegurar que el motor esta siendo correctamente controlado. La corrección de fallas debe realizarse de acuerdo a la tabla anexa:

Corrección de Fallas.

II. Tema Parte Eléctrica 1. Tipos de Controles.

1.3.- Smartorque. a.- Definición y lógica.

b.- Componentes. c.- Fortalezas y debilidades. d.- Manutención. e.- Fallas Típicas

a.- Definición: Smartorque Boletín 424V representa la segunda generación de nuestros controles para puentes grúa de flujo de vector de alto rendimiento. El Smartorque Boletín 424V esta diseñado para un sistema de lazo-cerrado es ideal para los movimientos de gancho sin frenos de carga mecánicos y para las aplicaciones transversal es de muy alto rendimiento. Incorporando una modulación-ancho-pulso (PWM), diseño de vector de flujo, Smartorque Boletín 424V genera un onda de forma optima que le da un torque y control de velocidad impresionante al motor. El inversor ofrece un rango de velocidad de 1000:1—comparado con un 3:1 rango que tiene los motores de la dos-velocidad y un rango de10:1 que tienen los motores de rotor devanado.

b.- Componentes.