Diseño y análisis de puntos de articulación para cilindros telescópicos en grúas tipo caja

¿Quiere que el cilindro telescópico de su grúa dure más? Tiene que pensar en puntos de articulación. El diseño adecuado puede ayudar a que su grúa funcione mejor y ahorrarle dinero en reparaciones.
Veamos cómo hacer que el cilindro telescópico de su grúa funcione mejor. Utilizaremos palabras sencillas y compartiremos consejos útiles.

Por qué es importante el diseño de las bisagras de cilindro telescópico

Las grúas necesitan cilindros telescópicos resistentes para levantar cargas pesadas. Pero estos cilindros suelen romperse demasiado pronto. ¿Por qué? La razón principal es fuerza radial. Esto ocurre cuando el brazo de la grúa se dobla bajo el peso y empuja el cilindro desde el lateral.
La mayoría de los fabricantes de grúas utilizan estructuras de soporte inversas. Es decir:

• El vástago del pistón permanece fijo al brazo de la base
• El tubo cilíndrico se mueve con el segundo brazo
• Esto hace que el cilindro sea más estable
  Pero sigue habiendo un problema: cuando el brazo se dobla, puede empujar el cilindro y causar daños.

La solución del agujero oval largo

Los diseñadores de grúas inteligentes utilizan un agujero oval largo en el punto de articulación. Este ingenioso diseño:

• Permite que el cilindro suba y baje sin tensión
• Ayuda a que el cilindro dure mucho más
• Evita daños por fuerzas laterales
  El largo orificio ovalado funciona con un soporte de rodillos en el extremo del cilindro. Juntos, garantizan que el cilindro sólo sienta fuerzas de tracción y empuje, y no fuerzas laterales perjudiciales.

Cómo calcular el diseño adecuado

Para elegir el mejor punto de articulación, hay que saber cuánto se doblará el brazo. Esto es lo que ocurre:

1. El brazo de la grúa se dobla al levantar cargas pesadas
2. Esta flexión empuja el cilindro
3. Tenemos que calcular esta curvatura para hacer el agujero ovalado del tamaño adecuado

Cálculo de la desviación total del brazo

La desviación total (flexión) tiene dos partes:

• Flexión por la carga (f_wy)
• Flexión por separación entre secciones de brazos (f_jy)
  Así que..: Desviación total = f_wy + f_jy

Ejemplo real: Grúa tipo caja de 5 toneladas

Veamos un ejemplo real:

• Deflexión de flexión (f_wy): 359,48 mm
• Desviación de la junta (f_jy): 94,67 mm
• Desviación total del brazo: 454,15 mm
  Esto significa que la punta del brazo desciende casi medio metro cuando está completamente cargado.

Cómo afecta al punto de articulación

Utilizando estas cifras, los ingenieros calcularon que el punto de articulación necesita un orificio oval largo de unos 64 mm para evitar fuerzas laterales perjudiciales en el cilindro.

Consideraciones importantes sobre el diseño

Al diseñar su grúa móvil puntos de articulación del cilindro telescópico:

1. Hacer el agujero ovalado del tamaño adecuado
   • Demasiado corto: no permite suficiente movimiento
   • Demasiado largo: Podría debilitar la estructura
2. Añadir soportes de rodillos
   • Ponlas en la culata para equilibrar el peso
   • Así se evitan los problemas de flexión en tres puntos
3. Considerar todos los casos de carga
   • Calcular la deformación para las cargas más desfavorables
   • Incluya tanto la flexión del brazo como las separaciones de las articulaciones
4. Piense en la estabilidad del cilindro
   • El diseño de soporte invertido contribuye a la estabilidad
   • La relación longitud/diámetro del cilindro es importante

Consejos de diseño para mejorar el rendimiento

¿Quieres que tu camión grúa para trabajar mejor? Sigue estos consejos:

• Diseñar el brazo base con ligera curva ascendente para contrarrestar la desviación del peso propio
• Utilizar bloques deslizantes más gruesos al final de cada sección del brazo
• Ajuste la distancia correcta entre las secciones del brazo (normalmente 1-3 mm)
• Colocar la bisagra del cilindro cerca de la sección donde se produce el movimiento relativo
• Calcule cuidadosamente la desviación utilizando las fórmulas que figuran en los cuadros

Tabla de diseño práctico de los puntos de articulación

Reflexiones finales

El diseño del punto de articulación correcto hace que el cilindro telescópico de su grúa dure mucho más. Utilizando un agujero oval largo y el derecho estructura de apoyoDe este modo, puede estar seguro de que su cilindro sólo siente las fuerzas para las que ha sido construido.
Para los operadores y diseñadores de grúas, esto significa:

• Menos tiempo de inactividad por reparaciones
• Menores costes de mantenimiento
• Mejor rendimiento de la grúa
• Operaciones de elevación más seguras
  A la hora de diseñar o comprar su próximo vehículo de manutenciónPreste especial atención a cómo se conecta el cilindro telescópico al brazo. El diseño correcto le ahorrará dinero y mantendrá su grúa funcionando bien durante años.
  Recuerda: el objetivo es que el cilindro empuje y tire, ¡no que se doble!