Mantenimiento de nuevos diseños de equipos: máquinas de accionamiento eléctrico y frenos

El impacto del MRL en estas dos características clave del ascensor

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Máquinas de conducción eléctrica

La clave de la mayoría de los sistemas sin cuarto de máquinas (MRL) reside en la ubicación de la máquina motriz: el hecho de que no requiera estar en una sala de máquinas es la razón del término "sin cuarto de máquinas". El propósito explícito de los MRL es eliminar el gasto de construir una sala de máquinas en el techo que requiera calefacción y refrigeración, y reducir las líneas de techo que no necesariamente se integran arquitectónicamente y no requieren una estructura de soporte superior, ya que la mayoría de los sistemas se cargan desde el suelo. El resultado final es que la máquina motriz se ubica en el hueco del ascensor. Existen varios esquemas para ubicaciones específicas: algunos están protegidos por patentes, otros simplemente ofrecen un diseño y una funcionalidad novedosos.

En la versión más simple, existe una estructura de soporte (bancada y vigas de la máquina) que se asienta sobre las paredes del recinto del hueco o en cavidades en las paredes cerca de la parte superior del hueco. Otros diseños incluyen el montaje de la máquina de accionamiento sobre los rieles, ya sea en la parte posterior o superior de los rieles guía principales, o tanto en los rieles guía principales como en los de contrapeso. Otros diseños colocan la máquina de accionamiento sobre una viga separadora o una cavidad en la pared, detrás del riel guía principal, pero sin fijarla a él. Otra configuración es la máquina de accionamiento en el área del foso.

Desde una nueva perspectiva de riesgo, su acceso no es tan fácil. La máquina motriz solía estar en una sala de máquinas con un suelo alrededor. Ahora, dependiendo de la configuración, su acceso puede ser muy difícil. Los nuevos riesgos incluyen tener que reemplazar o modificar las máquinas motrices, debido a sus grandes masas, desde la parte superior del vehículo. Si bien estas máquinas motrices son más pequeñas y compactas que las máquinas motrices tradicionales, aún pueden pesar desde 340 kg (750 lb) hasta 1133 kg (2500 lb); y con poca o ninguna carga superior para levantar estas cargas, representa un riesgo nuevo y muy significativo. La contrapartida en las ubicaciones de diseño es la fiabilidad que ofrecen los modernos motores eléctricos de imanes permanentes que impulsan máquinas sin engranajes. Si nunca es necesario reemplazarlos, no se genera el riesgo.

Mantenimiento

Los equipos tradicionales utilizaban máquinas de CC con conmutadores y escobillas, y rodamientos que requerían atención constante. Las máquinas de uso común hoy en día son de CA y requieren poco mantenimiento, salvo limpieza y revisión. Suelen estar equipadas con rodamientos sellados. Es fácil argumentar que la ausencia de mantenimiento significa que funciona o no. Si no funciona, se debe reemplazar. Con poco mantenimiento, salvo limpiar la máquina, existen otros elementos de mantenimiento alrededor de la máquina impulsora.

En los sistemas de ascensores modernos que utilizan un controlador de motor de estado sólido, es necesario detectar la rotación de la máquina para proporcionar un dispositivo de codificación secundario. Estos codificadores suelen estar montados en el extremo del eje del motor o de la máquina y requieren reemplazo, pero no mantenimiento. La mayoría de estos dispositivos son ópticos, están encapsulados y son muy robustos. Cuando no funcionan correctamente, el sistema se apaga, entrando en modo seguro. Su reemplazo se realiza desde el techo de la cabina, con la alimentación desconectada y el sistema de bloqueo activado, lo que lo mantiene en su lugar.

Dados los requisitos de circuitos electrónicos confiables en circuitos operativos críticos, una falla crítica de un componente electrónico rara vez causará movimientos catastróficos. Está diseñado para ser seguro. El diseño eléctrico debe emplear métodos de confiabilidad y verificación para verificar el funcionamiento de los circuitos operativos críticos. El diseño mecánico debe incorporar factores de seguridad para elementos críticos, utilizando materiales específicos verificados por organizaciones certificadas. Si el diseño cumple con el código, el componente no fallará o fallará de forma segura y será reemplazado.

Las ranuras o superficies de tracción de la polea de la máquina motriz deben inspeccionarse para garantizar la ausencia de acumulación de residuos o suciedad. Generalmente, en todos los sistemas MRL actuales, la inspección puede realizarse desde la parte superior de la cabina, con la cabina en la parte superior de su recorrido. En algunos diseños, puede ser necesario utilizar una escalera. Si la cabina debe trasladarse a un lugar donde la falla de un componente podría impedir su movimiento, existe la posibilidad de que el técnico quede atrapado en la parte superior de la cabina, en el espacio confinado. Si algún procedimiento de mantenimiento implica este riesgo, el código exige una vía de salida de ese espacio. Esto suele lograrse mediante una escalera permanentemente disponible en la parte superior de la cabina para salir desde la parte superior de la cabina, bajar por la trampilla de emergencia a la plataforma y salir por la puerta de la cabina y la entrada del hueco del ascensor.

Por ejemplo, si durante el tiempo que la cabina está en su límite superior con el técnico encima, este detecta un problema y está en proceso de mantenimiento o reparación, puede fundirse un fusible, romperse un perno o cualquier otra situación que provoque que la cabina quede inoperativa. En este caso, el técnico no puede salir de la cabina por la puerta superior del hueco del ascensor. Sin embargo, puede salir si logra entrar y salir de forma segura por la puerta. Esta salida es obligatoria según el código.

Al no requerir escobillas ni lubricación en las máquinas motrices, se vuelven tan interesantes como los soportes y rieles de los rieles. Revise las pastillas de freno, las superficies de frenado y las ranuras de las poleas.

Inspección y prueba

Para todos los sistemas MRL disponibles en el mercado, se han proporcionado guías de inspección a NAESA International para su consulta. Las pruebas son las mismas tanto para los sistemas antiguos como para los nuevos sistemas MRL, pero la ubicación de las pruebas es muy diferente. Estas guías detallan la posición del técnico y los pasos necesarios.

Las pruebas requeridas en la máquina motriz son para verificar la tracción, el funcionamiento del freno y del freno de emergencia, y la velocidad. Mientras que estas pruebas se realizaban en una sala de máquinas (generalmente con la máquina motriz a la vista), ahora la máquina está oculta y una pantalla indica la velocidad. Esto no difiere de un porcentaje de máquinas antiguas que se encuentran en ubicaciones remotas. Dado que los técnicos han podido probarlas durante casi un siglo, también es posible probar estos sistemas más nuevos desde un lugar donde haya un dispositivo de visualización que indique la dirección y la velocidad. Recuerde, esto se realiza en el panel de prueba e inspección.

Ya sea que el giro de las poleas sea directamente visible o que los dispositivos de visualización muestren su velocidad, la información está disponible. Al estar disponible, se puede inspeccionar, probar y observar como si fuera visible a simple vista. Las mismas tecnologías que permiten una precisión milimétrica en el funcionamiento automático se utilizan para visualizar el movimiento de la máquina durante una inspección. Dado que los ascensores funcionan cientos de veces al día sin fallos, no es lógico dudar del sistema de visualización durante las pruebas.

Ajuste, reparación y reemplazo

Las máquinas de conducción actuales son altamente confiables, requieren poco mantenimiento y pueden operar cientos de miles de veces. Sin embargo, algunas fallan y requieren reemplazo. El código exige que el reemplazo sea igual al original. Si el motor está listado, el reemplazo debe estarlo.

Debido a la nueva ubicación de las máquinas de accionamiento, es probable que haya mucho menos espacio para realizar un reemplazo que desde el suelo de una sala de máquinas. Esto representa un nuevo riesgo y, en algunos casos, los fabricantes de equipos originales (OEM) han desarrollado herramientas especiales para el desmontaje de la máquina. Los procedimientos y la descripción de cualquier herramienta especial deben incluirse en el Programa de Control de Mantenimiento (PCM).

Es probable que la máquina no se modifique, pero en ocasiones el propietario desea una unidad más rápida, de mayor capacidad y la instalación de más pisos. Estas son modificaciones típicas. El Código es claro sobre los requisitos para las modificaciones de las máquinas de conducción. El Código especifica los tipos de cambios que exigen modificaciones adicionales al sistema. Al momento de redactar este documento, y probablemente en el futuro, la mayoría de los diseños de MRL tienen un ciclo de vida de 15 a 20 años.

Conclusión

La ubicación de la máquina de accionamiento del MRL presenta los desafíos del acceso a los trabajos en su nueva ubicación y la posibilidad de convertir la parte superior de la cabina en una plataforma de trabajo segura. Dado que se requieren medios de bloqueo para aterrizar el ascensor de forma segura y evitar movimientos involuntarios, la parte superior de la cabina es segura. Las tareas se realizaban desde las partes superiores de la cabina tradicionales, como el reemplazo de las poleas deflectoras, la lubricación, el engrase de los cojinetes, el reemplazo de las poleas 2 a 1 en la parte superior de la cabina y la parte superior del contrapeso, etc. Estas tareas se realizaban sin protección de medios de bloqueo. Generalmente, los medios de bloqueo eran herramientas que se llevaban al trabajo. Se requerían menos protecciones para estos procedimientos que las que se requieren actualmente para los MRL. Esta mejora en la seguridad beneficia la seguridad del personal del ascensor en el futuro y debe considerarse un avance positivo. La presencia de otros equipos, además de los antiguos, en la parte superior del hueco no cambia significativamente la dinámica, dada la supuesta fiabilidad esperada de las máquinas de accionamiento. Solo cambian las frecuencias: el personal del ascensor realizará el mantenimiento con mayor frecuencia desde la parte superior de la cabina.

 Otros requisitos para este nuevo espacio de trabajo incluyen un nivel de iluminación equivalente al de una sala de máquinas de 19 fc (200 lux), protección anticaídas (pasamanos) desde el techo de la cabina si este tiene más de 300 mm (12 pulg.) de espacio hasta el recinto del hueco (aunque esto es anterior al Suplemento MRL), requisitos de interruptor de parada de emergencia, requisitos de espacio libre de trabajo y requisitos de salida. El Código consideró los requisitos para una sala de máquinas y los transfirió, siempre que fue posible, a la nueva plataforma de trabajo: el techo de la cabina. Si bien los técnicos trabajaron en el techo de la cabina durante muchos años en penumbra y sin pasamanos, ahora ese entorno se ha transformado por completo en un lugar más seguro para realizar el trabajo necesario.

Sigue siendo un techo de automóvil, con peligros inherentes por movimiento, caída de objetos y numerosos riesgos potenciales de tropiezo; sin embargo, gracias a los cambios en el código MRL, el techo de automóvil ofrece un espacio de trabajo mucho mejor que cualquier sistema anterior. La máquina motriz se ha convertido en un componente de repuesto importante, similar a una polea deflectora. Cuando deje de funcionar, reemplácela.

Los procedimientos de mantenimiento, prueba, inspección, ajuste, reparación y reemplazo deben proporcionarse en el MCP para garantizar que el trabajo realizado por el personal del ascensor no cause condiciones inseguras.

Materiales requeridos por el MCP

• Para todas las máquinas de conducción, procedimientos o métodos de prueba e inspección
• Cualquier máquina de conducción específica del producto; procedimientos o métodos de mantenimiento, reparación, sustitución, ajuste, prueba e inspección
• Programa de requisitos de mantenimiento para máquinas de conducción
• Registros de reemplazos
• Registros de alteraciones

Frenos

La prevención del movimiento incontrolado de los ascensores es fundamental para su seguridad, y los principales dispositivos de protección son los frenos. Son el principal mecanismo de protección cuando el ascensor no está en movimiento, lo que probablemente ocurre durante la mayor parte del tiempo en funcionamiento. El diseño de los frenos ha cambiado con la llegada de los MRL y las máquinas de accionamiento más pequeñas.

Los nuevos sistemas de suspensión permiten poleas de tracción motrices más pequeñas, que deben girar proporcionalmente más rápido para impulsar el elevador a velocidades razonables. Con poleas más pequeñas, los frenos también son más pequeños y compactos. La fuerza de frenado del freno es una relación entre la superficie de las pastillas de freno en contacto con la superficie móvil, el coeficiente de fricción y la fuerza que ejercen las pastillas sobre el componente móvil. Las máquinas más pequeñas tienen superficies de frenado más pequeñas. En las máquinas motrices antiguas, estas superficies eran mucho mayores que las de las unidades MRL. La fuerza de frenado por área cuadrada es mucho mayor en los sistemas MRL y, por lo tanto, puede provocar un desgaste excesivo en menos tiempo que en los equipos antiguos.

En equipos antiguos, el grosor de las pastillas suele ser visible al inspeccionar las zapatas de freno; con los MRL, algunas pastillas no son visibles. Con las nuevas ubicaciones de las máquinas de conducción, la accesibilidad a los frenos se reduce considerablemente en comparación con las máquinas de conducción antiguas, lo que requiere un enfoque diferente para determinar que las pastillas de freno no se hayan desgastado demasiado. Normalmente, se utilizan galgas de espesores para determinar si las pastillas tienen un grosor aceptable. Cada fabricante dispondrá de información sobre los procedimientos de prueba y ajuste. El Código también exige que cierta información figure en una placa montada en cada freno, como el rango de masas totales (vagón con accesorios y su carga) para el que está permitido su uso, el rango de velocidades a las que está configurado para funcionar y criterios como los requisitos de lubricación del riel que son críticos para su rendimiento. El Código también exige que la placa de información del freno sea fácilmente visible.

La falla de los frenos debido al desgaste del material finalmente llevó a la instalación de otro freno; sin embargo, se han ideado diversos métodos para evitar que el desgaste de los frenos se convierta en un problema. Los interruptores de límite de movimiento impedirán que el ascensor vuelva a arrancar si el espesor del material se reduce considerablemente. Sin embargo, el Código no exige esto, por lo que algunos sistemas dependen únicamente del mantenimiento y la inspección visual del espesor de las pastillas para garantizar su correcto funcionamiento.

Con el tiempo, la medida de seguridad para prevenir fallas del freno de la máquina motriz fue proporcionar un freno redundante (freno de emergencia), requerido por la normativa desde el año 2000. El freno de emergencia tiene otras condiciones exigidas por la normativa para minimizar el desgaste de las pastillas. Por ejemplo, no se permite que caiga sobre una superficie de frenado en movimiento, excepto en caso de emergencia, a diferencia del freno de la máquina motriz, que está diseñado para usarse en una superficie de frenado en movimiento (por ejemplo, con una fuerza de frenado reducida durante la nivelación). Por lo tanto, la pastilla del freno de emergencia está diseñada para mantener siempre la fuerza de frenado completa en caso de falla del freno de la máquina motriz.

Mantenimiento

Las máquinas de accionamiento MRL suelen ser muy compactas y la mayoría utilizan un freno de disco integrado en el conjunto de freno. Su mantenimiento es mínimo. Generalmente no requieren lubricación ni limpieza. En algunos diseños, es posible ver partes del disco; sin embargo, al ser una unidad desechable, solo se puede probar su funcionamiento y reemplazarlo si no funciona.

El Código detalla qué componentes del freno requieren mantenimiento, incluyendo las pastillas residuales (pastilla antimagnética), forros y holguras de funcionamiento, pasadores y palancas, resortes, manguitos y bujes guía, discos y tambores y bobinas y émbolos de freno.

La mayoría de estos requisitos se basan en un freno tradicional, cuyos componentes pueden desmontarse y mantenerse. Cada fabricante debe incluir las instrucciones especiales de mantenimiento de los frenos en el MCP.

Inspección y prueba

En todos los ascensores, los frenos deben estar diseñados y probados para soportar una carga y detener el ascensor a plena velocidad con carga completa. Dependiendo de la clase de ascensor, la carga es del 125 % de la carga nominal para pasajeros y hasta el 150 % de la carga nominal para C2, o para cargas muy voluminosas y condiciones de carga especiales, como cuando se introduce una carretilla elevadora para descargar una carga, y solo entonces se mueve la carga.

Dado que los frenos de las unidades MRL se encuentran en el hueco del ascensor, las pruebas e inspecciones generalmente no pueden realizarse observándolos directamente en funcionamiento. Este riesgo no es nuevo; la prueba del freno suele realizarse desde el controlador tras colocar pesos en la cabina en la planta baja y demostrar su capacidad para soportar las cargas requeridas. La diferencia con los sistemas MRL radica en que, dado que la confirmación visual no siempre es posible, esta prueba debe realizarse en un panel de inspección y prueba, donde se muestra la dirección, la velocidad y la proximidad al rellano.

Se deben realizar dos series de pruebas: una para el freno de la máquina motriz y otra para el freno de emergencia.

Ajuste, reparación y reemplazo

Durante la vida útil del ascensor, se realizarán numerosos ajustes y reajustes, dependiendo de la tecnología del freno mecánico. Todos los frenos se desgastan. Están diseñados con un material de fricción que, con el tiempo y el uso, requerirá reemplazo. Algunos diseños requieren ajustes para garantizar su correcto funcionamiento. Es más probable que el único procedimiento que se realice en un freno MRL sea el reemplazo. Sin embargo, pocos elementos requieren ajustes o reparaciones.

El Código exige directamente que cualquier trabajo que pueda afectar la capacidad de retención o de desaceleración se ajuste y verifique mediante un método que verifique su correcto funcionamiento y capacidad de retención. El Código exige ahora que todos los medios de ajuste de los frenos tengan un sello después de probarlos para garantizar que se mantengan los ajustes.

El mismo requisito debe aplicarse al freno de emergencia. El requisito general para los repuestos es que tengan al menos la misma resistencia que el freno de la máquina motriz. Es fundamental garantizar que cualquier trabajo realizado en cualquiera de los frenos se verifique mediante pruebas.

Conclusión

Sin un freno que funcione correctamente, el coche puede circular con las puertas abiertas y acelerar sin control hasta una terminal. Estas condiciones son inaceptables.

La llegada de las unidades MRL no aumenta este riesgo. Sin embargo, dado que la comprobación de las pastillas de freno y el funcionamiento de los frenos se realizaba con mayor facilidad desde una sala de máquinas, fue necesario mejorar la tecnología de frenos para reducir la dependencia del mantenimiento y garantizar que, con las nuevas ubicaciones, la comprobación de las pastillas de freno se realice con la misma facilidad y fiabilidad que desde una sala de máquinas. Los procedimientos adecuados para la prueba, inspección, ajuste, reparación y sustitución deben incluirse en el MCP.

Materiales requeridos por el MCP

• Cualquier procedimiento o método específico del producto para pruebas e inspecciones
• Programa de requisitos de mantenimiento
• Registros de reemplazos
• Registros de alteraciones