Comprender los problemas de los medios de suspensión

En esta plataforma de lectores, un veterano de la industria comparte ideas para abordar un desafío en toda la industria.

Durante las últimas dos décadas, se ha gastado mucho dinero en el reemplazo de cables de ascensor, pero la mitad o más de ese gasto podría haberse retrasado. Las nuevas herramientas y software pueden ayudar a identificar y gestionar problemas de desgaste excesivo y desigual de las ranuras de las poleas, así como la falla temprana de los medios de suspensión del elevador. Hay remedios / ajustes que extenderán el servicio de cuerdas / poleas ya comprometidas.

Ahora me cuesta creerlo, pero hace poco más de 16 años, estaba empezando como director general de un fabricante de cables de ascensor. Eran tiempos difíciles: tiempos que exigían que aprendiera todo lo que pudiera de la literatura, de las conversaciones con expertos y de lo que veía en el lugar. Rápidamente me familiaricé con la amplia gama de problemas que enfrentan los cables de acero en los ascensores todos los días. Desde entonces, he aprendido aún más y he comenzado a descubrir cómo desglosar varios problemas complicados en términos simples y acciones concretas y dirigidas. Aquí, trato de evitar repetir escritos técnicos sobre cables de acero que ya han aparecido en las páginas de ELEVATOR WORLD.

Los diseños de MRL presentan un desafío especial cuando se trata de observar el cable en la máquina motriz.

Para que mi comentario llegue al mayor número de lectores, es mejor centrarse en solo tres áreas principales de discusión. Primero, lo más importante al instalar cables de ascensor (descrito a continuación); en segundo lugar, el hecho universalmente aceptado de que la carga diferencial (generalmente considerada como compensación) de los cables (u otros medios de suspensión) es fundamental; y tercero, que el diseño y / o el estado actual de la instalación del ascensor impacta profundamente en la fatiga, el desgaste y la progresión de fallas de los cables del ascensor. Este último punto es importante y un gran problema, porque la combinación de variables tiene un gran impacto en el rendimiento del cable y las poleas motrices.

Lo principal al instalar cables de ascensor

Mis disculpas a los amigos y a las muchas personas que he conocido que instalan cables de ascensor: este primer punto importante no pretende ser crítico con ustedes. Casi todo el mundo ha oído hablar de la gran presión competitiva para instalar ascensores rápidamente y luego hacer lo mismo con los procesos de mantenimiento. Eso es negocio.

Para los cables de ascensor redondos, su estructura diseñada y fabricada debe conservarse durante su manipulación e instalación. Casi todos los fabricantes de cuerdas entienden esto y han agregado una línea de orientación de producción / cierre (son posibles muchos colores, pero el blanco y el amarillo son comunes en la actualidad) pintada longitudinalmente a lo largo de la cuerda. Más o menos durante la última década, muchas instalaciones de ascensores más exigentes utilizan cables 2: 1, envolturas dobles, algunas poleas desviadoras interesantes (como arreglos colgantes), junto con poleas motrices más pequeñas y perfiles agresivos de polea / ranura. Se han escrito artículos completos sobre estas instalaciones.

Tirar de cuerdas en instalaciones como estas es muy exigente para las cuerdas y muy exigente (y desorientador) para las personas que las instalan. La dificultad del proceso casi garantiza que muchas instalaciones no sean buenas, nada buenas con respecto a la orientación de cada cuerda antes de que los extremos estén grilletes (fijados en ambos extremos). No seguir la pista de la línea pintada durante la instalación en una sola cuerda de un conjunto simplemente significa que esa cuerda será el factor definitorio de la instalación de esa cuerda.

El impacto en la vida útil del cable (desde la fatiga hasta la falla estimada) es grande. Reducir la vida útil del cable en un 50-75% está en línea con las pruebas y estimaciones sobre este tema. Para un sistema con una vida útil calculada del cable de solo unos cinco años (tampoco es inusual en estos días), una reducción del 75% en la vida útil esperada del cable sugiere una vida corta de un año, tres meses. Estamos viendo este tipo de resultado muchas veces en muchos lugares y sabemos que otros en la industria también lo están viendo.

Cuando un cable de ascensor se tuerce fuera de su estado de fabricación (intención de diseño), se fija en ambos extremos, y el ascensor pasa entre los dos extremos fijos, ese cable se compromete rápida e irrevocablemente. Una simple prueba de diagnóstico puede verificar la torsión del cable inducida por la instalación. Vaya a la máquina motriz y observe las cuerdas mientras el automóvil se conduce desde el piso inferior al piso superior, luego nuevamente desde el piso superior al piso inferior. La cuerda instalada debe haber sido fabricada originalmente con una línea pintada o rociada.

Observe la línea mientras viaja el ascensor. Una buena forma de hacerlo es grabar un video. Dependiendo del diseño / construcción de su cuerda, no debe haber más de una a tres vueltas de la cuerda por cada 100 pies de recorrido de la cuerda. Cada cable instalado debe revisarse. Si puede ver más giros que este, tiene un poco de trabajo por hacer. Esta tarea no es especialmente fácil, pero puede y debe hacerse.

Debes girar el grillete de cada cuerda que esté torcida en la dirección opuesta a la torsión. Haz lo mejor que puedas para neutralizar el giro. Si no lo hace, le garantizamos que regresará más temprano que tarde para reemplazar un juego de cuerdas. Los sistemas sin cuarto de máquinas (MRL) presentan un desafío especial cuando se trata de observar el cable en la máquina motriz. Es posible que tenga que montar una cámara (considere una GoPro) para que pueda buscar cualquier torsión de forma remota.

Palabras finales sobre esto: no compre cables de ascensor que no tengan una línea pintada. Asegúrese de que la orientación de la cuerda se controle durante la instalación usando esa línea, y que esa línea se use para una revisión y ajuste final tan pronto como sea posible después de la instalación. Si el equipo de instalación o el equipo de servicio que le sigue no hace esto casi de inmediato, la línea de referencia de la cuerda puede frotarse, mancharse y desgastarse. Entonces, no hay forma de ver y corregir este problema. Es probable que un juego de cables y la polea motriz sufran daños irreparables.

La corrección de esta falla por sí sola ofrece una gran oportunidad de ahorro para nuestra industria. Es hora de que las empresas de instalación y servicios aprovechen esta oportunidad relativamente fácil. Además, es hora de dejar de pensar que su fabricante de cables para ascensores es the source de tu problema Básicamente, todos ofrecen diseños similares y todos juntan las cuerdas prácticamente de la misma manera.

La industria de los ascensores ha desperdiciado mucho tiempo y dinero persiguiendo la falsa noción de que los grandes problemas con los cables de los ascensores están necesariamente relacionados con los cables.

La industria de los ascensores ha desperdiciado mucho tiempo y dinero persiguiendo la falsa noción de que los grandes problemas con los cables de los ascensores están necesariamente relacionados con los cables. Algunas de las ideas han sido que las cuerdas simplemente no se fabrican tan bien como solían ser; que tal vez están fallando porque se ha utilizado acero reciclado o de menor calidad en los cables o que tal vez no estamos lubricando adecuadamente los cables de los elevadores.

Lo siento, pero todas estas ideas están equivocadas. El problema de la torsión en la instalación es la falla principal. Los dos elementos restantes que se analizarán en esta columna señalarán el camino para tratar las instalaciones de ascensores tal como están diseñadas y / o también el estado en el que se encuentran (después de que los problemas con la instalación crean otros problemas).

Carga “Equilibrada” de Cuerdas

Se ha hablado de esto durante años. Según lo que sabíamos hasta ahora, se le ha llamado ecualización. No he encontrado a nadie que no crea que este tema sea importante para las cuerdas. Una vez más, el desafío ha sido el problema del tiempo para manejar la tarea, envuelto con el hecho de que prácticamente todos los métodos de igualación utilizados en el campo no solo eran difíciles de hacer, sino que cada uno ofrecía solo oportunidades inadecuadas de éxito.

Nuevamente, con los ascensores de hoy que incorporan poleas motrices 2: 1, de doble envoltura, colgantes y de menor diámetro con ranuras agresivas, no puede configurar e intentar igualar (equilibrar) las cuerdas con solo sus manos (tirando y juzgando subjetivamente). Incluso tratar de ajustar las tensiones con una sola herramienta (como una escala de pez o una llave dinamométrica arreglada) ahora es claramente una tarea tonta. El problema de ajustar una cuerda a la vez es que, mientras lo hace, también impacta la carga en las otras cuerdas. Se desconoce su impacto. Pasas a la siguiente cuerda, la ajustas y sucede lo mismo. Es un proceso circular; una gran pérdida de tiempo valioso. Los sistemas de herramientas que resuelven este problema han estado disponibles durante años.

En mis primeros años de tener que responder a problemas tempranos de fallas de cables, me di cuenta de que se necesitaban herramientas efectivas pero que no estaban disponibles en ese momento. Hacer ajustes en cuerdas individuales con algo como una balanza tensora puede haber funcionado en el pasado, cuando los sistemas de ascensores eran menos exigentes y más tolerantes. Me he encontrado con personas que todavía creen firmemente que pueden ajustar las cuerdas de manera efectiva de esta manera. No se puede. Es probable que nunca pudieras hacerlo, pero nos salimos con la tuya en ese momento, porque los sistemas eran muy indulgentes. Estoy completamente convencido de esto. Sigue leyendo.

Comenzamos a desarrollar nuestras habilidades utilizando sistemas de herramientas en los que se pueden ver los efectos completos y relativos de las cargas en las cuerdas. Realmente no sabíamos nada sobre el hecho de que las cargas en las cuerdas individuales cambian drásticamente a medida que el ascensor sube y baja. Aquellos que se tomaron el tiempo comenzaron a notar que cada vez que se realizaban ajustes de "compensación" en las cuerdas, medirlos nuevamente podía producir resultados completamente diferentes. No importa si tomó su medida en el mismo lugar (medir exactamente en el mismo lugar en la cuerda es imposible, y se confunde con la física del acero y los cables), obtendrá valores diferentes cada vez que mida. Y los diferentes valores son aún más dramáticos cuando elige tomar medidas en otro lugar del hueco del ascensor. Esto podría llevar a una explicación larga con detalles sobre varios aspectos de por qué; sin embargo, lo mantendré breve.

En pocas palabras, la carga en cuerdas individuales (o correas) cambia dinámicamente. Esto se debe a los ángulos creados por los puntos de enganche fijos y los medios de suspensión con su carga a medida que se acerca a la polea motriz en un punto fijo establecido. Si bien el grado de los ángulos sigue siendo el mismo, a medida que la cabina del ascensor se acerca a los extremos, ambas cargas de cabina / contrapeso (CWT) aumentan y disminuyen drásticamente entre sí. Además, esas cargas aumentan con pequeños giros o vueltas a medida que la carga se acerca al punto de enganche. Este es el factor clave en esta dinámica.

También existe el efecto agregado de los sistemas de compensación (lo haya o no, tanto la carga relativa como la posicional impactan de diferentes maneras, pero de todas formas la están impactando). También debemos tener en cuenta que es posible que no se haya realizado ningún intento de realizar una igualación de las cuerdas; estaba mal hecho; o, posiblemente, hecho completamente mal.

Luego, también están los efectos de un sistema que tiene ranuras de polea desgastadas (o cojinetes, o cables de diámetro reducido porque están desgastados). Esto cambia la dinámica de carga relativa en los propios medios de suspensión. Es complicado y dinámico.

Durante años, realmente no teníamos idea de a qué nos enfrentábamos. Al escribir esto, puedo entender por qué habría muchos malentendidos y frustración con respecto a la ecualización. Viví una época en la que solo se culpaba a la cuerda y se culpaba a todos los fabricantes, en un momento u otro. Durante un tiempo, cada uno tuvo que sufrir como chivo expiatorio.

Puede comprender lo fácil que fue quedarse atascado en discusiones e ideas. Yo lo viví. Tal vez por eso perdí mucho cabello y lo que queda se volvió gris. Lo más brevemente posible, explicaré lo que sucedió y cómo llegamos a comprender el desafío de la carga relativa y diferencial.

Tenga en cuenta que estoy cambiando la terminología que describe este problema. La ecualización de las cargas en las cuerdas, si lo hace en el lugar lógico (normalmente con la cabina del ascensor estacionada en su punto de acceso común, normalmente el vestíbulo), la ecualización sigue siendo una función de instalación y mantenimiento que vale la pena. Sabemos que hacer esto es una buena estrategia y mucho mejor que no hacer nada. No hacer nada garantiza solo que podría obtener el peor de todos los resultados posibles: reducción de la vida útil del cable y otra variable de confusión que afecta a todo el sistema, las ranuras de las poleas desgastadas.

El primer paso para abordar este problema fue posible solo cuando finalmente pudimos medir realmente las cargas relativas en cuerdas individuales. Con esta información, uno puede completar efectivamente el desafío de igualar un juego de cuerdas (en una instalación nueva y en una que sabemos que no se ha visto comprometida). Vea las Figuras 1, 3 y 4.

Este sistema fue diseñado teniendo en cuenta la precisión de medición de carga específica, y fue probado, comprobado y validado. Con capacitación, utilizando los sensores de cuerda / cinturón adecuados y siguiendo los procesos correctos, este equipo / sistema es confiable, repetible e internamente consistente. En la actualidad hay cerca de 1,000 usuarios del sistema Henning Mobile Weight Watcher en todo el mundo.

Aquellos que se tomaron el tiempo comenzaron a notar que cada vez que se realizaban ajustes de "compensación" en las cuerdas, medirlos nuevamente podía producir resultados completamente diferentes.

Algunos ingenieros inteligentes, que también entienden los ascensores y cómo funcionan, lograron el siguiente gran paso hacia la comprensión de los problemas de medios de suspensión y la medida completa de los desafíos que los acompañan. Un programa de software de medición continua comenzó como una opción para su unidad de medición de control. Esta opción se ha convertido en una característica estándar, junto con otra pieza de software anteriormente opcional para medir el equilibrio de carga del elevador (pesaje CWT y cabina, ingresando la capacidad del elevador). Todo este equipo está basado en algoritmos y enfocado en software. Los informes de medición se producen fácilmente.

Los siguientes dos ejemplos de informes muestran la información y los datos que podemos producir. El gráfico que muestra un informe de medición continuo es especialmente informativo y útil, tan útil que es parte integral de nuestro nivel actual de comprensión de los ascensores y sus medios de suspensión. Discutiremos esto un poco más en la tercera y última parte de esta columna. La conclusión de esta discusión es que algunos ascensores realmente necesitan ser ajustados o tener un ajuste optimizado de la carga aplicada a cada cuerda o cinturón respectivo.

Diseño original y estado actual de la instalación de ascensores

En mi tiempo lidiando con desafíos de cuerdas y medios de suspensión, esta es el área de comprensión que era más necesaria, menos comprendida y, a menudo, ignorada o negada. Debido a que hemos recopilado y estudiado datos sobre el equilibrio (y la transferencia) de carga de ascensores, conocemos los hechos y principios importantes.

Un primer principio general aquí es que existen sistemas de ascensores en todo el mundo que fueron diseñados con otras necesidades en mente; esas necesidades no tuvieron en cuenta el impacto que tendrían en los medios de suspensión del ascensor. Para los ascensores de alta velocidad, de altura media a alta con cuerdas redondas, podemos ver que se consideró el tema de la carga. (Ahora comúnmente tenemos sistemas de cuerdas 2: 1).

Quizás se consideró el impacto de las poleas motrices de menor diámetro (que requieren perfiles de ranura agresivos para la tracción), pero no los efectos aguas abajo de tales cambios. Todos los sistemas cumplieron con el requisito del código de que la relación de transmisión / polea-diámetro a cable-diámetro no debía ser menor que D: d de 40: 1.

Los ingenieros que diseñan estos sistemas probablemente sabían que sus diseños afectarían seriamente la vida útil del cable. Vemos muchos sistemas 40: 1 en funcionamiento ahora. Esos ascensores son especialmente buenos para ejecutar la fatiga de flexión de los cables de acero. Queda poco espacio para cometer un error.

También vemos que los diseños de MRL continúan siendo un punto de inflexión para algunos en la industria, con sistemas de suspensión que son tan malos como pueden ser. El perfil de carga de los sistemas MRL (con sus curvas y giros adicionales para las máquinas instaladas en el hueco del ascensor o en la parte superior de los automóviles) es marcadamente diferente a los diferenciales de intercambio de carga que hemos visto en instalaciones de gran altura (a veces dramáticas).

La historia corta es que la vida útil esperada del cable para este tipo de sistemas se ha calculado y se ha demostrado repetidamente que está en el rango de cinco a siete años. Ese es el mejor de los casos, incluso si todo se hace correctamente y bien. También he visto sistemas en los que la vida útil calculada es de solo tres años y, en un caso, de tan solo 18 meses. Si algo no se hace bien (o bien) con estas instalaciones "exigentes", como en el primer punto de esta columna, la esperanza de vida real del cable puede ser de un año o incluso menos.

Viví una época en la que solo se culpaba a la cuerda y se culpaba a todos y cada uno de los fabricantes, en un momento u otro. durante un tiempo, cada uno tuvo que sufrir como chivo expiatorio.

Nuevamente, no debe trabajar en los aspectos técnicos, pero debe conocer los detalles de la instalación de su ascensor si realmente desea comprender cuán eficientes y exitosos pueden ser y serán sus medios de suspensión. Cuando tomamos algunas medidas y encontramos que el pronóstico es malo, debemos al menos tener cuidado (si no perfecto) durante la instalación.

Se deben considerar algunos otros remedios. Estos incluyen conocer el perfil de carga y usar esa información para ajustar las cuerdas / correas (en lugar de una simple ecualización). También hay opciones para utilizar diseños de cuerdas más resistentes. Muchos de los ascensores nuevos y más exigentes pueden beneficiarse enormemente de un juego de cables MCX-9. La experiencia ha demostrado que este diseño de cuerda es bueno para al menos duplicar, y potencialmente triplicar, el rendimiento de una cuerda básica con núcleo de sisal 8X19.

Primero y siempre, asegúrese de que su cable de izado se manipule con cuidado y se instale correctamente. Es cierto que lograr una vida útil de la cuerda de tres años en un ascensor al que habría llegado solo un año antes no suena tan bien. Pero, 10-15 años de vida productiva con cuerdas, en lugar de obtener solo cinco antes, pueden hacer que se sienta mucho mejor. El propietario estará de acuerdo.

Un remedio más para tener que reemplazar los cables con demasiada frecuencia es un sistema de ajuste hidráulico permanente, dinámico y constante instalado sobre los cables. En principio, esta idea existe desde hace mucho tiempo. Un viejo amigo y colega, Mike Barnes de Las Vegas, diseñó y todavía construye una herramienta móvil para la compensación hidráulica de cables. Si está dispuesto y puede hacer un trabajo adicional y algunos cálculos, también puede usar este sistema para ajustar una instalación. Para hacer eso, necesita un perfil de medición continuo.

Henning ha diseñado un sistema que, en principio, puede disminuir la mayoría (y eliminar algunos) impactos negativos que los sistemas de ascensores exigentes pueden tener en la cuerda. Las figuras 6 y 7 muestran el principio de diseño de este nuevo componente de ascensor y una imagen de uno instalado recientemente en Atlanta.

Espero haber dejado a los lectores de EW no solo con ideas, sino también con soluciones para un desafío en toda la industria. Espero que estas ideas y opciones parezcan ahora más sensatas que seguir haciendo lo que siempre hemos hecho (como cambiar de proveedor de cuerdas).