Guía de anillo giratorio para grúa: tipos, selección de carga, montaje y mantenimiento

Una grúa le pide a un componente que haga algo que ninguna otra parte de la máquina hace: sostiene todas las piezas superiores (pluma, contrapeso, carga del polipasto y todo) y la gira 360 grados mientras la carga oscila, se sacude y se desplaza. Ese componente es el anillo giratorio de la grúa, también llamado anillo giratorio, cojinete de la plataforma giratoria o engranaje giratorio, dependiendo del taller en el que haya aprendido el oficio. Hágalo bien y nadie lo mencionará durante una década. Si se hace mal, la máquina dejará de funcionar.

Nos ganamos la vida fabricando coronas giratorias y las grúas se encuentran entre los clientes más exigentes a los que atendemos. Lo que sigue es cómo explicamos un anillo de giro de grúa a ingenieros y compradores que especifican un reemplazo, verifican un diseño o simplemente intentan entender por qué el anillo de su máquina se queja después de cuatro años en lugar de diez.

Lo que realmente hace un anillo de giro de grúa

Debajo de la superficie, el anillo giratorio de una grúa es un rodamiento de gran diámetro con un engranaje cortado en una de sus pistas. Está atornillado entre el tren de aterrizaje (o el pedestal, la torre o el marco de la base) y la estructura superior giratoria. Tres trabajos ocurren a la vez dentro de ese único anillo:

• Lleva la carga axial de la obra superior más la carga del gancho, transmitida a través del canal.
• Soporta las cargas radiales generadas por el foque, el viento y cualquier tirón lateral.
• Resiste el momento de inclinación creado por una carga que cuelga en un radio, que intenta levantar un lado del anillo y comprimir el otro.

Al mismo tiempo, los dientes del engranaje convierten el par del motor de giro en rotación. Por lo tanto, el anillo es al mismo tiempo un rodamiento y un elemento de salida de la caja de cambios, razón por la cual sus modos de fallo son tan variados. Para un repaso más amplio sobre el comportamiento en grúas y excavadoras, nuestros ingenieros mantienen una explicación más extensa sobre cómo funcionan los rodamientos giratorios en grúas y excavadoras .

El estado de funcionamiento es inusual. Las grúas giran lentamente y giran hacia adelante y hacia atrás en lugar de dar vueltas. Una pista de rodadura que nunca completa una revolución completa no puede formar una película hidrodinámica adecuada, por lo que funciona con lubricación límite durante la mayor parte de su vida. El desgaste se concentra en dos zonas: en la parte trasera del cuerpo, frente al foque, y directamente debajo del foque. Cualquiera que haya inspeccionado un anillo de grúa usado ha visto esos dos parches de pista de rodadura pulida y oscurecida.

Hacer coincidir la configuración del anillo con el deber

Cuatro configuraciones cubren la mayoría de las aplicaciones de grúas. La elección depende de la relación entre el momento de inclinación y la carga axial, los requisitos de rigidez y la altura de montaje que la máquina puede ahorrar.

Cuando el momento de inclinación es grande y la máquina trabaja continuamente, el diseño de rodillos de tres filas suele ser la respuesta honesta, porque las trayectorias de carga están separadas y cada fila puede dimensionarse para su propio trabajo. Nuestro Rodamiento giratorio de rodillos de tres hileras, serie 13 Recomendada para grandes momentos de inclinación y servicio continuo de grúa, la Serie 13 separa las trayectorias de carga axial y radial en tres filas de rodillos. Ver producto → es la configuración que recomendamos con más frecuencia para esa clase de trabajo.

Leer el caso de carga antes de elegir cualquier cosa

Cada selección de anillos de grúa comienza con números, no con una página de catálogo. El conjunto mínimo que solicitamos es:

1. Carga axial, carga radial y momento de vuelco en cada radio de trabajo, incluida la peor combinación que legalmente puede alcanzar la máquina.
2. Requisitos de clasificación estática y dinámica, con el factor de seguridad que exige la aplicación: los trabajos en alta mar y de elevación de personal se ubican en el extremo conservador.
3. Par de giro y carga tangencial de los dientes en el piñón, además de la relación de transmisión y el juego requeridos.
4. Ciclo de trabajo: ciclos por hora, horas por año, vida útil prevista y porcentaje de tiempo dedicado a sostener una carga en lugar de girarla.
5. Círculo de pernos, número de orificios, calidad de los pernos y resistencia y planitud de las estructuras a las que se atornillará el anillo.

Dos de ellos suelen subestimarse. El primero es la capacidad de los pernos: un anillo es tan fuerte como la junta que lo sostiene, y un patrón de pernos marginal convierte un rodamiento con la clasificación correcta en uno agrietado. El segundo es la rigidez de la estructura. Una brida que se desvía bajo carga sacudirá el anillo, y un anillo oscilante desgasta su pista de rodadura mucho más rápido de lo que predice la vida útil del catálogo. Si está pesando diseños de rodillo contra bola, nuestra nota sobre Rodamiento giratorio de una hilera de rodillos transversales para aplicaciones de carga elevada Este diseño de rodillos cruzados de una sola fila está posicionado para maquinaria de alta precisión y carga elevada, lo que admite acceso de instalación y mantenimiento horizontal o vertical en entornos exigentes. Ver producto → Cubre en detalle el lado transversal de ese argumento.

Detalles de montaje que deciden la vida útil

Hemos visto anillos correctamente especificados que fallan antes de tiempo y casi siempre la causa se encuentra en el soporte.

• Planitud y acabado. Ambas caras de montaje necesitan mecanizarse según la tolerancia de planitud que indica el proveedor del rodamiento, no una tolerancia que "parece estar bien". Una inmersión debajo del orificio de un perno es suficiente para iniciar una grieta por fatiga.
• Precarga del perno. Los pernos se deben apretar al valor especificado en la secuencia transversal correcta con equipo calibrado. Los pernos con poco torque permiten que el anillo se levante; los pernos demasiado apretados ceden y hacen lo mismo de manera más silenciosa.
• Malla de engranajes. Verifique la alineación del piñón y el juego en varias posiciones alrededor del anillo, porque un anillo nunca es perfectamente redondo. Demasiado apretado y los dientes se raspan; demasiado flojos y martillan.

Las focas también merecen una mención. Un anillo que pierde su sello en un sitio polvoriento o en un muelle de agua salada perderá su grasa y luego su pista de rodadura, mucho antes de que se agote su capacidad.

Engrase, control de desgaste y prueba de balanceo

El mantenimiento de una corona de giro de grúa no es complicado, pero no perdona el descuido. La grasa es el componente más barato de la máquina y el que se omite con mayor frecuencia.

Engrase según un horario y engrase mientras gira. Bombear grasa dentro de un anillo estacionario llena una cavidad y deja el resto seco; Gire las piezas superiores una revolución completa mientras engrasa para que toda la pista de rodadura y los dientes del engranaje reciban material fresco. Luego mira lo que sale. El análisis de grasa es la advertencia más temprana disponible: tome muestras del drenaje o del borde del canal y busque partículas metálicas, cambios de color, endurecimiento o contaminación del agua. Un recuento de partículas en aumento significa que el desgaste se está acelerando y usted tiene meses, no días, para planificar.

La prueba de balanceo es la medición de campo en la que más confiamos. Con el brazo en una posición fija y la máquina nivelada, mida el movimiento circunferencial en el anillo bajo un empuje controlado, regístrelo y compárelo con la última lectura. Una tendencia vale mucho más que un solo número. El juego que crece constantemente indica desgaste de los dientes o de las pistas de rodadura; un salto repentino sugiere algo peor.

La incómoda lección de las investigaciones de accidentes es que los anillos de la grúa han fallado con cargas en los ganchos muy por debajo de la carga de trabajo segura nominal de la máquina. El rodamiento no sabe lo que dice la tabla de carga. Sólo sabe lo que se le pidió que llevara y en qué condiciones se encontraba cuando se le pidió.

Reparar, cambiar o reemplazar

No todos los anillos desgastados necesitan ser desguazados. Cuando la pista de rodadura está en buen estado y sólo los dientes del engranaje están desgastados, volver a cortar el engranaje suele ser económico, siempre que la sección de diente restante todavía soporte la carga tangencial. Lo que no se puede recuperar es un anillo con grietas que se propagan desde el orificio de un perno o un desconchado que ha comenzado a extenderse; esos se desechan sin importar el costo. La decisión generalmente se reduce a cuánta vida le queda a la pista de rodadura, cuánta vida útil aún necesita la máquina y cuánto tiempo puede estar la grúa fuera de servicio. Preferiríamos decirle a un cliente que cambie un anillo de sonido que vender uno nuevo que no es necesario.

Donde encajamos

Jiangsu Manchen Transmission Technology ha estado diseñando y fabricando coronas giratorias desde 2019, desde una planta en Jiangyin con mecanizado, tratamiento térmico e inspección bajo un mismo techo. Nuestros antecedentes son el mismo problema que describe este artículo: hacer coincidir un anillo con un caso de carga y luego asegurarnos de que el anillo que sale de fábrica sea el anillo que se calculó. Nuestra gama estándar cubre Cojinetes giratorios de una hilera de bolas, de rodillos transversales, de dos hileras y de tres hileras en los tamaños que exige el trabajo de la grúa.

Para las grúas de servicio mediano donde la rigidez es más importante que la capacidad bruta, el diseño de cuatro puntos de contacto de doble fila e igual diámetro suele ser el término medio práctico: Rodamiento giratorio de contacto de cuatro puntos y diámetro igual de dos hileras Para grúas de servicio mediano donde la rigidez es importante, este diseño de contacto de cuatro puntos de doble fila soporta cargas axiales, radiales y de inclinación con alta rigidez y una instalación compacta. Ver producto → .

Si está especificando un anillo giratorio de grúa, reemplazando uno o tratando de descubrir por qué el actual hace ruido, envíenos el caso de carga y una fotografía de las caras de montaje. Por lo general, esto es suficiente para saber si el problema es el rodamiento y, muy a menudo, no lo es.