Estiramiento constructivo y tensión del cable de izado

Se examinan varios aspectos de la tensión, el estiramiento y la medición del cable de elevación.

por Mike Barnes y Martin Rhiner

A lo largo de los años, los profesionales de la industria a veces han optado por evitar por completo la rutina básica de mantenimiento de la compensación de la carga del cable. Esto sucede por muchas razones: el costo prohibitivo de tener un equipo profesional que realice correctamente esta tarea tediosa y exigente; el tiempo que requiere para ajustar primero cada cuerda inicialmente, combinado con la cantidad de tiempo que requiere para asegurarse de que todas las cuerdas mantengan un cierto grado de igualación entre sí; la falta de precisión inherente a todos los dispositivos de medición de tensión disponibles; y la falta de comprensión de cómo otros componentes de la instalación y los factores básicos relacionados pueden afectar los resultados del proceso de ecualización y, de hecho, hacer que incluso la ecualización de la carga sea imposible.

De hecho, uno de los factores básicos que con frecuencia se pasa por alto en la compensación de carga es el estiramiento constructivo de los cables. En pocas palabras, el estiramiento constructivo es la reacción natural de cualquier conjunto de alambres y torones construidos helicoidalmente en un cable de elevación cada vez que se aplica una carga. La carga crea una reacción constrictiva que comprime el núcleo del cable (acercando todos los elementos del cable y reduciendo el diámetro), lo que, a su vez, conduce a un alargamiento del cable del polipasto (alargamiento).

Aunque se puede derivar matemáticamente un rango básico de estiramiento constructivo (calculado como un porcentaje de estiramiento por cantidad de longitud de cuerda), la cantidad precisa de estiramiento que uno puede esperar encontrar en una cuerda determinada y el tiempo que tomará estabilizarse por completo la longitud final de la cuerda puede ser difícil (si no imposible) de predecir. Esto se puede atribuir a la variedad de cuerdas producidas ya muchos otros factores, que incluyen: el tipo de núcleo utilizado; diseño de cuerdas; longitud del tendido; grado (s) de acero utilizado; y la cantidad de preforma presente en la cuerda. Otros factores que afectan el estiramiento de la construcción incluyen: tipo de instalación, longitud del cable, aceleración / desaceleración, perfil de la ranura, factores de carga en referencia a la carga mínima de rotura (MBL), torsión de los cables durante la instalación y si los cables se tensaron por igual en el momento de la instalación.

Sin embargo, es fundamental que no exista un estándar aceptado en toda la industria que exija exactamente cómo se deben colgar las cuerdas. Aunque existen pautas en cuanto a los estándares de seguridad y lo que constituye resultados aceptables, la técnica real está abierta a interpretación. Todo el proceso de instalación / reencadenamiento a menudo se basa en la conveniencia, la conveniencia y la rentabilidad, tanto como la lógica y las mejores prácticas. Esto significa que cuando los cables de izado llegan al sitio, rara vez se cuelgan como un grupo simultáneamente.

Esta desigualdad significa que no a todas las cuerdas se les permite la misma cantidad de tiempo y carga para estirarse naturalmente como grupo para compensar el estiramiento de la construcción. Por ejemplo, si un equipo tuviera que colgar tres cuerdas, luego instalar las cuerdas restantes otro día, a pesar de sus mejores esfuerzos para tomar las cuerdas para que todas tuvieran la misma longitud, encontrarían diferencias en la longitud y la tensión de la cuerda incluso después de un tiempo. muy poco tiempo. Esta diferencia puede contribuir a una reducción en el rendimiento del sistema, un desgaste acelerado del cable y la eventual degradación de la propia polea.

Brugg Wire Rope, LLC recomienda que un instalador suspenda tanto el automóvil como las cuerdas, dando tiempo para alcanzar y distribuir equitativamente el tramo de construcción, luego igualar todas las cuerdas con precisión, con la provisión de que una persona de mantenimiento igualará con precisión las cuerdas nuevamente tres a seis meses después. Esto no solo dará como resultado un aumento en el rendimiento del sistema (al reducir el estiramiento de la construcción como un factor a considerar en la desigualdad de tensión del cable), sino que también permitirá que cada juego de cables de izado alcance su máxima esperanza de vida. Además, tales medidas reducirán el desgaste de la polea, la calidad de conducción mejorará notablemente y debería ser evidente una reducción drástica en los costos generales de mantenimiento y los incidentes de averías.

Dispositivos de medición de tensión de cuerdas

La forma más confiable, simple y eficiente de medir la tensión del cable sería usar una herramienta que mida las cargas del cable (la cantidad de presión sobre un cable) directamente. Desafortunadamente, la mayoría de los dispositivos de medición de tensión miden las cargas de una manera bastante tortuosa. Primero, se aplica una cierta cantidad de fuerza (presión) para desviar una cuerda anfitriona a cierta distancia, luego se mide esa cantidad de desviación. Utilizando tanto la cantidad de presión aplicada como la cantidad de deflexión medida, el dispositivo calcula la cantidad de carga presente en la cuerda. Siempre que el usuario aplique el dispositivo correctamente, los datos de entrada derivados sean precisos y las fórmulas utilizadas en el proceso se implementen correctamente, se podrían recopilar datos para utilizarlos como base de comparación.

Un medidor para medir la tensión de la cuerda es diferente y más simple que uno que tensaría las propias cuerdas. Cuando están involucrados varios cables de izado, cualquier grado de error en el proceso de medición se agrava en el resultado final. Incluso si se trata de mediciones precisas, el simple hecho de poder determinar las cargas no es garantía de poder utilizar tales mediciones para lograr la ecualización. Por lo tanto, los dispositivos de medición de carga se pueden considerar como indicadores pasivos que revelan las tensiones de la cuerda sin hacer nada por la ecualización.

Hasta hace poco, todos los métodos de compensación de carga disponibles utilizaban un dispositivo de medición de tensión de la misma manera (Figura 1). A menudo, se involucrarían hasta dos técnicos para ajustar las tuercas del grillete, luego medir las tensiones de la cuerda (a menudo en más de un lugar, especialmente en arreglos 2: 1 como en la Figura 4), luego comunicar sus hallazgos para que las tuercas puedan reajustarse nuevamente. . Además del tiempo que llevó el procedimiento, sus dificultades se vieron agravadas por la falta de precisión de los propios dispositivos de medición. Es posible que la medición final tenga hasta un 16% de descuento.

Algunos fabricantes se inclinaban a culpar al usuario por cualquier falla en lograr la compensación con su dispositivo tensor. Esto es posible, especialmente porque el proceso de compensación, cuando se realiza correctamente, es tedioso, laborioso y complejo. Esto podría haber llevado a los profesionales de mantenimiento a evitar el proceso por completo o, debido a la inexactitud del instrumento de medición en sí, los hizo estar dispuestos a aceptar algo que no fuera una verdadera ecualización de la carga del cable.

Por qué los dispositivos de medición de tensión son inexactos

Los dispositivos de medición de tensión disponibles, sin importar si usan resortes, alambres o un chip de computadora, funcionan aplicando una cantidad conocida de fuerza para desviar una cuerda. La cantidad de tensión se calcula luego de ingresar detalles básicos como la cantidad de deflexión, el diámetro de la cuerda y el tipo de cuerda. Aunque la forma del dispositivo puede cambiar y evolucionar (desde dispositivos de plástico hasta pantallas de portátiles), el principio esencial sigue siendo el mismo.

Desafortunadamente, este proceso se basa en algunas suposiciones. Debido a preocupaciones prácticas, estos dispositivos no pueden ofrecer al usuario el grado de sensibilidad necesario para medir con precisión los diámetros de los cables, ni alertan al usuario si se ha tomado una medición en los picos o valles de un cable. Esto crea un grado de error en sí mismo. Estos dispositivos solo pueden proporcionar medidas dentro de un cierto rango de precisión (o, por así decirlo, imprecisión), y todas las medidas se toman perpendiculares al eje de la cuerda. Esto significa que la entrada de medidas no está en línea con la carga real en sí, son perpendiculares a la dirección de la carga.

Además, tales dispositivos no pueden tener en cuenta las muchas secciones transversales diferentes de cables de elevación que existen. Aunque limitan la precisión, algunos dispositivos utilizan un factor simple y arbitrario en sus cálculos para permitirles crear rápidamente lecturas que se pueden aplicar a cables con núcleo de fibra o acero para aumentar la utilidad. Los dispositivos de medición aún no pueden tener en cuenta la presencia de desgaste del cable en sus lecturas de diámetro, ni pueden tener en cuenta con precisión el impacto de la lubricación del cable. La lubricación de la cuerda no es un factor insignificante; afecta la cantidad de fricción dentro de los alambres del cable, lo que afecta la precisión general de la medición de deflexión.

El método de deflexión (inducir un doblez en la cuerda) afecta la precisión de los resultados. Incluso hay un grado de variación aparente, dependiendo de dónde se tome la medición. Por ejemplo, debido a la fricción impartida entre varios elementos de un sistema, las tensiones pueden variar ligeramente entre el automóvil y los grilletes, o entre el automóvil y la polea motriz principal.

En teoría, un sistema de ascensor es una disposición equilibrada en la que una fuerza es perfectamente contrarrestada por otra. En realidad, sin embargo, el movimiento de los cables elevadores se ve inhibido por los numerosos componentes con los que interactúan. Dado que la mayoría de los dispositivos utilizados para medir las tensiones de los cables indican que solo es necesario medir las tensiones en un área de un sistema para adquirir una idea satisfactoria de las tensiones de los cables (que luego se utiliza para afinar el cable a lo largo de toda la instalación), se puede ver que esto El método indirecto de medición no es, en esencia, una escala real para la medición precisa de tensiones. En cambio, no es más que una muestra de los datos obtenidos que, en el mejor de los casos, solo pueden usarse para formular una buena estimación de las tensiones.

Algunos argumentan que no se puede lograr una ecualización perfecta. De hecho, las juntas directivas nacionales e internacionales todavía están trabajando en la definición de "tensión igual", e incluso después de que esto se complete, las decisiones de dichos órganos se limitarán en gran medida a cómo el asunto afecta la seguridad. Incluso si los expertos pueden encontrar un rango de tensión de cuerda desigual que califiquen como aceptable, será difícil verificar si uno se encuentra dentro de este rango debido a las fallas en la herramienta de medición en sí.

Ventajas de RLE

La ecualización de la carga de los cables ofrece muchas ventajas en términos de comodidad durante el viaje, rendimiento del sistema, vida útil de los cables y desgaste de poleas y componentes. El ecualizador de carga de los cables (RLE) de Brugg es un dispositivo hidráulico que evita mediciones erróneas y manipulación manual de los cables para lograr ecualizaciones de carga precisas y prácticamente automáticas (Figura 2; ELEVATOR WORLD, enero de 2009). Mediante el uso de un fluido hidráulico bombeado a través de un sistema interconectado de mangueras y cilindros, todos los cilindros se pueden presurizar al mismo tiempo, lo que tensa todos los cables en los grilletes simultáneamente. Esto permite que una sola persona logre rápidamente la ecualización de la carga de los cables.

En pocas palabras, cuando se introduce un fluido en un sistema cerrado, cualquier presión o peso cuando se aplique a un segmento de un sistema se distribuirá por igual a todas las partes de ese sistema. Dado que los cilindros del RLE están unidos a las terminaciones de los cables (Figura 4, áreas 1 y 6), la fuerza de tracción proporcionada por los cilindros iguala las tensiones de todos los cables al mismo tiempo. Esta fuerza se ejerce directamente y en línea con el eje de la carga transportada.

Mantener la ecualización requiere vigilancia, una buena técnica de mantenimiento y, sobre todo, la misma profundidad de ranura dentro de la propia polea motriz. Incluso las variaciones pequeñas de la ranura de la polea crearán inevitablemente diferentes diámetros de paso de cable, lo que puede conducir rápidamente a discrepancias en las distancias de recorrido del cable. Esto puede volver a crear tensiones desiguales en la cuerda, lo que reduce la vida útil de la cuerda. Una forma sencilla de medir con precisión la profundidad de la ranura dentro de la propia polea es utilizando el Comparador de profundidad de ranura Brugg (GDC). Si se detectan variaciones en la profundidad de la ranura, la única forma eficaz de mantener la compensación del cable puede ser volver a mecanizar o reemplazar la polea. Ninguna de estas opciones es rentable ni en el tiempo. Para estimar cuánto durará una cuerda, el Brugg Rope Life Predictor es un programa en línea que se puede utilizar junto con el RLE para obtener estimaciones precisas.