Trabajo sobre Grúas Auxiliares

4 Ingeniera Industrial Tema 7: Gras auxiliares. Carga de vehculos

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7.1. CLASIFICACIN Y DESCRIPCIN DE LOS TIPOS DE GRAS . 1

7.1.1. Clasificacin segn catlogo . 1 7.1.2. Clasificacin segn norma UNE 58-501-78 . 2

7.1.2.1. Autopropulsadas 7.1.2.2. Remolcadas

7.2. PRINCIPALES DEFINICIONES . 6

7.2.1. Componentes de las gras . 7 7.2.2. Componentes relativos al movimiento de la gra . 9 7.2.3. Movimientos 10 7.2.4. Velocidad de los movimientos 11 7.2.5. Parmetros relacionados con cotas y geometra 12

7.2.5.1. Parmetros relacionados con la base de la gra 7.2.5.2. Parmetros dimensionales 7.2.5.3. Parmetros de carga

7.2.6. Condiciones de trabajo ... 18

7.3. DETALLES TCNICOS RELATIVOS AL DISEO Y CONSTRUCCIN 19

7.3.1. Bastidor 19 7.3.2. Elementos de accionamiento de los cables . 20 7.3.3. Instalaciones motrices principales . 22 7.3.4. Refrigeracin 28

7.3.4.1. Por aire 7.3.4.2. Por agua

7.4. PRINCIPIO Y FUNCIONAMIENTO . 30

7.4.1. Caractersticas principales . 31 7.4.2. Caractersticas de los cilindros. Potencias demandadas . 33 7.4.3. Caractersticas geomtricas 34 7.4.4. Zona barrida 34 7.4.5. Estabilizacin 35

7.4.5.1. Anlisis de cargas giratorias: Gra + carga 7.4.5.2. Anlisis de cargas totales: Gra + carga + camin

7.4.6. Sistema hidrulico 39

7.5. CARACTERSTICAS PRINCIPALES .. 40

7.5.1. Altura ... 40


7.5.2. Capacidad al alcance respectivo 41 7.5.3. Momento de carrera . 41 7.5.4. Alcance . 42

7.5.4.1. Hidrulico 7.5.4.2. Mecnico

7.5.5. Presin de trabajo .. 42 7.5.6. Caudal de la bomba de aceite . 43 7.5.7. Giro del basculante . 43 7.5.8. Peso . 43 7.5.9. Diagrama de alcance . 44

7.6. DIFERENTES TIPOS DE MONTAJE 45

7.6.1. Segn la posicin de la gra con respecto al vehculo .. 45 7.6.1.1. Montaje tras la cabina 7.6.1.2. Montaje al final del chasis 7.6.1.3. Montaje en medio del chasis 7.6.1.4. Montaje sobre semirremolques

7.6.2. Segn la base donde est montada la gra . 47

7.7. SELECCIN DE UNA GRA . 51

7.7.1. Introduccin 52 7.7.2. Propiedades de un catlogo 53 7.7.3. Consulta de catlogos 55

7.7.3.1. Catlogos gru auto-cargable tipo I 7.7.3.2. Catlogos gru auto-cargable tipo II 7.7.3.3. Catlogos gru auto-cargable tipo III 7.7.3.4. Catlogos gru mvil

7.8. SEGURIDAD EN GRAS AUXILIARES .. 70

7.8.1. Introduccin ... 70 7.8.2. Descripcin general de la mquina 72 7.8.3. Procedimiento ... 73 7.8.4. Mantenimiento y revisiones 74 7.8.5. Inspecciones oficiales 75 7.8.6. Riesgos detectados 76 7.8.7. Sistemas de seguridad 77 7.8.8. Medidas preventivas 78

7.8.8.1. Ante el riesgo de vuelco 7.8.8.2. Ante el riesgo de precipitacin de la carga 7.8.8.3. Ante el riesgo elctrico

7.8.9. Mantenimiento preventivo 86 7.8.9.1. De la mquina 7.8.9.2. De los elementos auxiliares

7.8.10. Proteccin personal 86 7.8.11. Comportamiento humano .... 87

7.8.11.1. Actitudes psico-fsicas 7.8.11.2. Aptitudes ergonmicas


7.9. NORMATIVA Y LEGISLACIN .. 88

7.9.1. Normativa aplicable .. 88 7.9.1.1. Reglamentacin y normas de aplicacin 7.9.1.2. Real Decreto 837/2003 de 27 de Junio

Exposicin de motivos

Derogacin normativa

Entrada en vigor

Instruccin Tcnica Complementaria (ITC) MIE-AEM-4

7.9.1.3. Instrucciones generales 7.9.2. Legislacin de una gra auxiliar . 104

7.9.2.1. Pasos necesarios para legalizar una gra auxiliar Paso 1: Certificado de conformidad del fabricante

Paso 2: Elaboracin del proyecto de reforma

Paso 3: Realizacin de la reforma

Paso 4: Legalizacin de la reforma

Paso 5: Matriculacin del vehculo

7.10. BIBLIOGRAFA . 136

4 Ingeniera Industrial Apartado 7.1

Tema 7: Gras auxiliares. Carga de vehculos

Pgina 1 Clasificacin y descripcin

El tema 7, del que es objeto nuestro trabajo, se centra en las gras auxiliares,

tanto autopropulsadas como remolcadas. Para situarnos en este mbito, en primer lugar

trataremos de clasificar y describir los tipos de gras auxiliares, tanto desde la

perspectiva de la norma UNE, como desde la clasificacin que realizan los catlogos

consultados.

Hemos encontrado muchos tipos de clasificaciones de gras. Cada fabricante

hace su propia clasificacin y por lo tanto, nos centraremos finalmente en la

clasificacin de la norma UNE, pero para que quede constancia de que en realidad en el

mercado laboral a la hora de elegir gra no se rigen por normativas, pondremos primero

como ejemplo esta clasificacin de catlogo:

a) Gras fijas

a.1) Cabrias

a.2) Gra Derrick

a.3) Gra de Edificacin

- De edificacin ligera

- De montaje rpido

- Tipo Faure o Emica

- Gras torre

b) Gras mviles

b.1)Gras de puerto

- Gras Titn

- Gras Prtico

- Gras Kaiser

- Gras Wolf

- Gras Weitz




b.2)Gras autopropulsadas

- Sobre cadenas

- Sobre neumticos

- Sobre camin

- Brazo telescpico

Desde la normativa vigente, la clasificacin est basada en la norma

UNE 58-501-78, que incluye el conjunto de las gras mviles con fuerza motriz dotadas

de ruedas o de orugas, quedando excluidas de esta clasificacin las gras que circulan

sobre carriles.

Clasificacin norma UNE 58-501-78:

Autopropulsadas

Tipo 1. Automotrices y desplazables con giro total.

Tipo 2. Automotrices y desplazables con giro parcial.

Tipo 3. Automotrices y desplazables con pluma no orientable.

Tipo 4. Sobre camin con giro total.

Tipo 5. Sobre camin con giro parcial.

Tipo 6. Sobre camin con pluma no orientable.

Tipo 7. Tipos semimviles de todas las clases antes descritas.

Remolcadas

Tipo 8. Tipos remolcados.

Esta es la clasificacin normada de todos los tipos de gras, pero en realidad

nuestro trabajo versa nicamente sobre las gras auxiliares sobre camiones y

remolcadas. Las gras auxiliares de carga de vehculos son gras cuyo objetivo es

simplificar la maniobra de carga y descarga de vehculos de transporte (camiones en

general) y a diferencia del resto de gras mviles, estas no disponen de una parte

destinada a la traslacin de la gra, sino que se montan sobre dichos vehculos de

transporte.




Conforme a estos criterios expuestos, de todas estas clases de gras solo nos

interesan las clases 4 y 5, y por extensin la 7 como se podr ver a continuacin:

Tipo 1. Automotrices y desplazables con giro total.

Este tipo de gras poseen una superestructura (camin o similar) que les

permite desplazarse y orientarse en cualquier sentido. Son capaces de manejar cargas de

un peso mximo igual al que han sido proyectadas y pueden desplazarse movidas por

sus propios medios con la carga suspendida, estando orientada la pluma en cualquier

direccin.

Tipo 2. Automotrices y desplazables con giro parcial

Son muy similares a las anteriores pero solo pueden orientar la pluma

parcialmente.

Tipo 3. Gras automotrices y desplazables con pluma no orientable

Gras similares a las anteriores pero sin la capacidad de orientar la pluma, por lo

que su orientacin se obtiene moviendo la gra entera por medio de los rganos de

traslacin y direccin.




Tipo 4. Gras sobre camin con giro total

Esta clase de gras van montadas sobre un vehculo de carga. Tienen un bastidor

con puesto de mando separado. El movimiento de la gra puede venir dado por un

motor adicional que de potencia a la bomba o bien mediante un acople al motor del

vehculo. El objetivo de estas gras es como ya hemos dicho la simplificacin de la

tarea de carga descarga del vehculo de transporte. La gra puede ser orientada de

forma total.

Tipo 5. Gras sobre camin con giro parcial

Son gras que tienen el mismo bastidor con puesto de mando separado, con

caractersticas parecidas a las de un camin con motor de camin colocado

separadamente y utilizado principalmente para la traslacin; idntico al anterior. Su

diferencia reside en un giro limitado de la gra.




Tipo 6. Gras sobre camin con pluma no orientable

Estas gras poseen el mismo tipo de bastidor con puesto de mando separado que

las anteriores, pero no estn destinadas al mismo fin, ya que solo se pueden orientar

mediante el movimiento del vehculo, con lo cual no es posible la maniobra de carga o

descarga.

Tipo 7. Gras semimviles de todas las clases antes descritas

Estas incluyen a todas las anteriores, pero les es necesario utilizar gatos para

poder manejar las cargas mximas. Estn limitadas en cuanto a la traslacin de carga.

Nos interesan estas gras en lo que se refieren a las variaciones de las clases 4 y 5.

Tipo 8. Gras remolcadas

Son gras que no son capaces de trasladarse con su propio motor y necesitan ser

remolcadas por medio de alguna forma de propulsin exterior.

En conclusin, nos centraremos en trabajar con las gras sobre camin con giro

total y gras sobre camin con giro parcial adems de gras semimviles de todas las

clases antes descritas.



Pgina 6 Principales definiciones

La presencia de las gras mviles autopropulsadas en las obras, con potencial de

manipulacin de cargas cada vez ms importante, es fundamental. El parque nacional

presenta caractersticas desiguales y, en ciertos casos, poco satisfactorias, por lo cual

resulta imprescindible establecer unas prescripciones mnimas que deban respetar todas

las gras mviles autopropulsadas, concediendo para aquellas que no las cumplan

prudentes plazos de adaptacin. En los pases de la Unin Europea todas las gras para

vehculos deben incorporar el siguiente distintivo.

De acuerdo al Real Decreto 2370/1996 del BOE del 24 de diciembre de 1996 y

en base al cumplimiento de la Directiva 83/189/CEE, los elementos de este tipo de

gras deben cumplir las definiciones descritas a continuacin.




1.- Componentes de las gras:

- Aparejo:

Sistema de poleas y de cables destinado a hacer variar las fuerzas y las

velocidades.

- Contrapeso:

Masa fijada sobre la estructura de la gra para ayudar a equilibrar las acciones

de la carga. Puede estar constituido por uno o varios bloques desmontables y dispone de

las fijaciones necesarias, del contrapeso a la estructura, para evitar desprendimientos.

- Corona de orientacin:

Elementos destinados a transmitir los esfuerzos (momento de carga, fuerzas

horizontales y verticales) de la estructura giratoria a la base de la gra y que es

accionado por el mecanismo de orientacin de la estructura giratoria.

- Dispositivo de puesta en veleta o giro libre:

Sistema que asegura la libre orientacin de la estructura giratoria ante la accin

del viento en la condicin de fuera de servicio. Se puede utilizar, asimismo, para la

autoalineacin vertical de la pluma con la carga, antes de comenzar la maniobra de

izado.

- Pluma:

Componente estructural de la gra capaz de soportar el rgano de aprehensin

cargado, asegurando el alcance y la altura de elevacin solicitados. Los cilindros

hidrulicos de elevacin de la pluma estn provistos de vlvulas de retencin, que eviten

la recogida accidental de los mismos.

- Plumines:

a) Fijo: es una extensin en la extremidad superior de la pluma o cerca de ella

para dotarla de una longitud suplementaria de pluma, compuesto de una o varias

secciones.




b) Abatible: es una extensin en la extremidad superior de la pluma o cerca de

ella para dotarla de una longitud suplementaria de pluma, compuesto de una o varias

secciones, que se articula para permitir su giro en el plano vertical.

- Estabilizadores:

Dispositivos destinados a aumentar y/o asegurar la base de apoyo de una gra en

posicin de trabajo. Las gras vienen provistas de un mecanismo de bloqueo que

permite utilizar la gra mvil sin emplear los estabilizadores.

- Estructura giratoria:

Estructura orientable capaz de soportar la pluma, contrapeso y todos los

mecanismos de accionamiento de la gra.

- Final de carrera de rgano de aprehensin:

Dispositivo de seguridad que impide que el rgano de aprehensin se halle muy

prximo a la cabeza de la pluma o plumn.

- Indicador de momento de carga:

Dispositivo automtico de seguridad que detecta para cada posicin de trabajo la

carga mxima que se puede manipular.

- Limitador de cargas:

Dispositivo automtico de seguridad que detecta para cada posicin de trabajo la

carga mxima que se puede manipular, cortando el movimiento ascendente del

mecanismo de elevacin y aquellos movimientos que supongan aumentar los mximos

momentos de carga prefijados en el correspondiente diagrama de cargas.




2.- Componentes relativos al movimiento de la gra:

- Mecanismos de elevacin:

Mecanismo que sirve para elevar y bajar la carga en la gra y en el que el

esfuerzo es transmitido por un elemento flexible (cable) desde un tambor motor.

- Mecanismos de extensin de la pluma:

Mecanismos que sirven para variar el alcance y la altura de elevacin por

variacin de la longitud de la pluma telescpica.

- Mecanismo de inclinacin de la pluma:

Mecanismo que sirve para variar el alcance y la altura de elevacin por variacin

del ngulo de inclinacin de la pluma.

- rgano de aprehensin:

Dispositivo (gancho, cuchara, electroimn, etc.) que sirve para suspender, coger

o soportar la carga.

- Suplemento de apoyo:

Elementos que son capaces de transmitir al suelo las acciones de la gra.




3.- Movimientos

- Elevacin de la pluma:

Es el movimiento de la pluma cuando gira en un plano vertical

- Elevacin:

Es el movimiento de la carga cuando se traslada permaneciendo fija la pluma.

Tambin puede ser el efectuado por la carga por la elevacin de la pluma o el

movimiento telescpico de la misma.

- Orientacin o giro:

Es el movimiento que realiza la pluma cuando gira alrededor de un eje vertical.

Es frecuente especificar si el giro de la pluma est limitado a un ngulo determinado

que ser precisado (por ejemplo 60, 120, 360) o si por el contrario es ilimitada.

- Traslacin del conjunto:

En gras auxiliares, el movimiento de traslacin lo da el vehculo sobre el que

va montada la gra.




4.-Velocidad de los movimientos

- Velocidad mxima de elevacin y descenso de la carga, Vn:

Velocidad controlada vertical de la carga elevada en rgimen establecido.

- Velocidad de giro, W:

Velocidad angular de la rotacin de la estructura giratoria de una gra en

rgimen establecido. Se determina para el mximo alcance de carga, instalada la gra

sobre un emplazamiento horizontal y con una velocidad del viento, a una altura de 10

metros inferior a 3 metros/segundo.

- Velocidad de traslacin, Vk:

Velocidad de desplazamiento de la gra en el rgimen establecido. Se determina

con el aparato en carga y desplazndose sobre una va o una superficie horizontal, y con

una velocidad de viento, a una altura de 10 metros inferior a 3 metros/segundo.

- Velocidad de variacin del alcance, Vr (por elevacin y descenso de la

pluma):

Velocidad medida del desplazamiento horizontal de la carga en el rgimen

establecido. Se determinan en la carrera de elevacin de la pluma a partir de su alcance

mximo, hasta su alcance mnimo, o viceversa, estando la gra instalada sobre un

terreno horizontal y con una velocidad de viento que no sobrepase, a 10 metros de

altura, 3 metros/segundo.

- Velocidad de desplazamiento en ruta, Vo:

Velocidad mxima de desplazamiento de la gra en orden de marcha, accionada

por sus propios medios.




- Tiempo de elevacin de pluma, t(2):

Tiempo mnimo necesario para elevar la pluma desde su posicin de alcance

mximo a la de alcance mnimo. Se determina realizando la operacin de elevacin de

la pluma estando la gra instalada sobre un terreno horizontal y con una velocidad de

viento que no sobrepase, a 10 metros de altura, 3 metros/segundo.

- Tiempo de telescopado de pluma, tt:

Tiempo necesario para pasar de la posicin de pluma totalmente recogida a

totalmente extendida. Se determina realizando la operacin de telescopado estando la

pluma en su ngulo mximo de inclinacin, estando la gra instalada sobre un terreno

horizontal y con una velocidad de viento que no sobrepase, a 10 metros de altura, 3

metros/segundo.

5.- Parmetros relacionados con cotas y geometra de diferentes gras

5.1.- Parmetros relacionados con la base de la gra

- Va (k):

Distancia horizontal entre los ejes de carriles o de las ruedas del tren de

rodadura, medida transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento.

- Distancia entre ejes (B):

Distancia entre los ejes del tren de rodadura, medida paralelamente al eje

longitudinal de desplazamiento.

- Peso por eje (GE):

Peso que soporta sobre la totalidad de las ruedas acopladas a un eje.

- Distancia entre ejes de los estabilizadores (Bo):

Distancia entre los ejes verticales de los apoyos de los estabilizadores, medida

segn el eje longitudinal de desplazamiento de la gra.




- Amplitud de los estabilizadores (Ko):

Distancia mxima entre los ejes verticales de los apoyos de los estabilizadores,

medida transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento de la gra.

- Pendiente superable (i):

Pendiente mxima, expresada en porcentaje, que la gra puede superar.

- Contorno de apoyo:

Contorno formado por la proyeccin sobre el suelo de las lneas que unen los

ejes verticales de los elementos de apoyo de la gra.

- Radio de la circunferencia del espacio del borde interior (Rk):

Radio de la circunferencia interior medida sobre un plano vertical tangente al

punto ms exterior que describe la rueda de menor radio, cuando la gra efecta la

curva de menor radio.




- Radio de la circunferencia del espacio del borde exterior (entre bordillos) (R):

Radio de la circunferencia medida sobre un plano de la circunferencia medida

sobre un plano vertical tangente al punto ms exterior del neumtico cuando la gra est

efectuando su curva de menor radio. Es igual al radio de la circunferencia de giro ms el

ancho total del neumtico en ese plano (ver figura anterior).

- Radio de la circunferencia del espacio del giro (entre paredes) (Ro):

Radio de la circunferencia que abarca los puntos ms exteriores de proyeccin

de la gra, mientras sta efecta su curva de menor radio.

5.2.- Parmetros dimensionales

- Alcance o radio, L:

Distancia horizontal entre el eje de orientacin de la parte giratoria y el eje

vertical de elevacin, estando el aparato de elevacin instalado sobre un emplazamiento

horizontal.

- Alcance a partir del eje de vuelco, A:

Distancia horizontal entre el eje de vuelco y el eje vertical del elemento de

aprehensin sin carga, estando el aparato de elevacin instalado sobre un

emplazamiento horizontal.

- Amplitud de alcance:

Distancia horizontal entre los ejes verticales de las posiciones extremas del

elemento de aprehensin para una determinada longitud de pluma. A la posicin

extrema ms prxima al eje de giro se le denomina alcance mnimo, a la ms alejada,

alcance mximo.

- Longitud de pluma:

Es, para cada configuracin, la distancia, expresada en metros entre el eje del

giro vertical de la pluma y el eje de las poleas de izado de carga.




- Longitud de plumn:

Es, para cada configuracin, la distancia, expresada en metros entre el punto de

fijacin a la pluma y el eje de sus poleas de izado de carga.

- ngulo de la pluma:

Es el formado por el eje longitudinal de la pluma con el plano horizontal.

- ngulo del plumn:

Es el formado entre el eje longitudinal del plumn y el eje longitudinal de la

pluma que lo soporta.

- Zona de barrido trasero, r:

Radio mximo de la parte giratoria de la gra en el lado opuesto a la pluma.

- Altura de elevacin, H:

Distancia vertical entre el nivel de apoyo de la gra y el dispositivo de

aprehensin cuando ste se encuentra en la posicin ms elevada de trabajo:

a) Para ganchos y horquillas, la medida se toma a su superficie de apoyo.

b) Para otros dispositivos de aprehensin, la medida se toma a su punto

ms bajo (en posicin cerrada).

Nota: La altura de elevacin se tomar sin carga y con la gra instalada sobre un

terreno horizontal.

- Profundidad de descenso, h:

Distancia vertical entre el nivel de apoyo de la gra y el dispositivo de

aprehensin, estando ste en su posicin de trabajo ms baja:

a) Para ganchos y horquillas, la medida se toma a su superficie de apoyo.

b) Para los otros dispositivos de aprehensin, la medida se toma a su punto

ms bajo (en posicin cerrada).




Nota: La profundidad de descenso se tomar sin carga y con la gra instalada

sobre un terreno horizontal.

- Amplitud de elevacin, D:

Distancia vertical entre la posicin de trabajo superior e inferior del dispositivo

de aprehensin.

5.3.- Parmetros de carga

- Momento de carga M=L*Q:

Producto de la carga nominal correspondiente (Q) por su radio o alcance (L).

- Momento de vuelco MA=A*Q:

Producto de la carga nominal correspondiente (Q) por la distancia de su

proyeccin al eje de vuelco (A).

- Masa neta, Gk:

Masa de la gra sin contrapesos, carburante, lubricante y agua.

- Masa total, Go:

Masa total de la gra en orden de marcha, con contrapesos, carburante,

lubricante y agua.

- Carga sobre un apoyo, P:

Valor de la carga mxima vertical transmitida a travs de un apoyo al camino de

rodadura o al suelo.

- Diagrama de cargas y alcances:

Correlacin de cargas y alcances para cada longitud de pluma y configuracin de

trabajo.




- Cargas sobre estabilizadores:

Diagrama de cargas que expresa las diferentes capacidades de elevacin cuando

la gra trabaja firmemente apoyada sobre los estabilizadores y debidamente nivelada.

- Cargas sobre ruedas:

Diagrama de cargas que expresa las diferentes capacidades de elevacin cuando

la gra trabaja apoyada nicamente sobre las ruedas de desplazamiento de la base.

- Cargas en 360:

Diagrama de cargas sobre estabilizadores o sobre ruedas referido a la zona de

trabajo en giro total de la estructura de 360.

- Cargas sobre el lateral:

Diagrama sobre estabilizadores o sobre ruedas referido a la zona de trabajo que

determine el fabricante, con la pluma orientada hacia los dos laterales de la base de la

gra.

- Cargas por detrs:


trabajo que determine el fabricante, con la pluma orientada hacia la parte posterior de la

base de la gra segn el sentido de marcha.

- Cargas por delante:


trabajo que determine el fabricante, con la pluma orientada hacia la parte anterior de la

base de la gra segn el sentido de marcha.

- Coeficiente de estabilidad:

Es la relacin expresada en tanto por ciento, entre las capacidades de carga de

un diagrama y las que producira el equilibrio inestable de la mquina.




6.- Condiciones de trabajo

Se considerar que la gra se encuentra en condiciones de trabajo cuando

maneje una carga cualquiera al alcance correspondiente, sobre un terreno llano

horizontal y slido para la carga mxima para la cual ella ha sido proyectada. El nmero

de los movimientos a efectuar ser el indicado en la especificacin del constructor. La

gra debe ser capaz de soportar los esfuerzos debidos a una presin del viento de 25

kg/m2.




1) Bastidor

Es el armazn metlico sobre el que se disponen todos las partes de la mquina:

- motor

- transmisin

- elementos del sistema hidrulico

- cabina de conduccin

Siendo al mismo tiempo sostn y unin de todos ellos.

Durante el trabajo de la mquina el bastidor est sometido a violentos esfuerzos

que tienden a deformarlo en todos los sentidos, por ello conviene darle la mayor rigidez

y resistencia posibles. Para conseguir esta resistencia y a la vez que sean ligeros, estn

formados por largueros unidos entre s por varios travesaos con todas sus piezas

soldadas.

En el banco de pruebas ha de verificarse la resistencia del bastidor por el

constructor, preferentemente por ensayos prcticos, si bien cuando stos no sean

posibles podrn realizarse las mismas mediante clculos tericos.

No deben existir deformaciones permanentes ni aparecer zonas debilitadas, ni

durante los ensayos ni durante el funcionamiento de las gras.

Uno de los mtodos prcticos consiste en la aplicacin durante 1 hora de una

sobrecarga esttica del 33 por ciento para as verificar que ninguno de los elementos ha

sufrido una deformacin permanente. Es condicin obligada que despus de la

aplicacin de la carga todos los elementos vuelvan a su posicin de origen.




2) Elementos de accionamiento de los cables

Los movimientos de elevacin y cambio de alcance operados por cables, deben

estar provistos de frenos automticos o dispositivos que impidan el descenso de la carga

involuntariamente. Estos frenos o dispositivos deben ser automticos, operar

preferentemente sin sacudidas de las cargas y estar concebidos de manera que sean

completamente seguros.

- Los cables:

Un cable se define como una serie de alambres que retorcidos de manera

especial, forman una serie de cordones que retorcidos a su vez, forman esta cuerda o

cable.

En las gras donde la carga no vara (est colgada directamente de un cable) se

utilizan los cables anti-giratorios. Estos cables deben estar continuamente en tensin y

no permiten que la carga gire (ya que el cable no gira).

Todos los cables, tirantes y fijaciones deben cumplir con lo especificado en la

normativa UNE 58-120/2-91 y UNE 58-111-91.

Las poleas a las que va enrollado el cable tienen que ser del orden de 40 veces

mayor que el dimetro del cable, el tambor de enrollado tiene que ser lo suficientemente

grande para que se produzca una sola capa de enrollamiento puesto que en este tipo de

cable no se pueden enrollar un cable encima del otro.

El coeficiente de seguridad de los cables deber estar basado sobre la carga de

rotura calculada que se define como igual a la suma de las cargas de rotura individuales

de los hilos que constituyen el cable o bajo otra forma como el producto que se obtiene

multiplicando la tensin de rotura definida para la calidad del acero que constituye el

hilo del cable por la superficie metlica total de las secciones rectas de todos los hilos

constitutivos del cable.




El coeficiente de seguridad basado sobre la carga de rotura calculada, no ser

inferior a 4,5 veces la carga nominal esttica para los cables corrientes y 4 veces para

los cables fijos. Para la utilizacin con cuchara, garras o electroimanes, los coeficientes

de seguridad anteriores deben ser aumentados un 25 por 100 por lo que los valores

correspondientes pasaran a ser de 5,63 y 5 respectivamente.

- Tambores y poleas:

Los cables deben estar slidamente unidos al tambor y la fijacin debe ser

fcilmente accesible.

Como criterio de diseo se debe adoptar aquel mediante el cual se consigue que

en el tambor se arrollen el mnimo de capas de cable. Se considerar como dimetro de

tambor o de la polea, el dimetro del fondo de la garganta. El dimetro del crculo de

arrollamiento del cable sobre un tambor no ser inferior a 15 veces el dimetro del

cable. El dimetro de arrollamiento del cable sobre una polea o roldana no ser inferior

a 18 veces el dimetro del cable.

- Guiado y proteccin de los cables:

Las poleas que lleven cables que estn peridicamente aflojados debern ir

provistas de guas para mantener los cables en las gargantas.

- Ganchos de elevacin:

Se recomienda montarlos sobre los anillos giratorios de bolas o rodillos. Dichos

ganchos se fabricarn y ensayarn segn las normas en vigor debiendo estar provistos

de un dispositivo eficaz que impida el desenganche de las cargas.

La carga nominal debe estar marcada con punzn de forma legible en una parte

que no sea vital o sobre el motn. Bajo pedido deber entregarse un certificado de

ensayo.




- Lastre del gancho:

Cuando se utilice un lastre del gancho montado sobre el cable, el agujero de

paso debe ser liso y redondeado en la parte de arriba y en la parte de abajo a menos que

el cable vaya provisto de una guarnicin especial o protegido de otra manera.

En cualquier caso deben poder examinarse fcilmente la parte de cable que pasa

a travs del lastre.

- Casquillos de retencin:

Si se utilizan casquillos de retencin o ruedas de trinquete debern ser de acero o

de material adecuado al servicio exigido.

3) Instalaciones motrices principales

- Motores de combustin interna:

Los motores de combustin interna son aquellos que aprovechan la capacidad

calorfica de un derivado del petrleo (gas-oil, gasolina).

Su principio de funcionamiento se basa en la transformacin en trabajo de

energa contenida en el combustible.

El motor Diesel es el ms empleado en maquinaria debido a sus mayores

ventajas respecto al de explosin (gasolina). Utiliza como combustible gas-oil, que se

enciende espontneamente con el calor (600C) y presin del aire comprimido, por lo

que se trata de un motor de combustin.

- rboles y ejes fijos y giratorios:

Los rboles y ejes debern dimensionarse holgadamente desde el punto de vista

de la resistencia. Debern rectificarse si es necesario y contarn con gargantas del

mayor radio posible.




El rbol de levas consiste en un eje con unas prominencias o levas que levantan

las vlvulas de sus asientos cuando el saliente de la leva se aplica contra un rodillo o

platina del empujador. Hay una leva por cada vlvula (de admisin o de escape).

- Reductores:

Si un eje est unido solidariamente a dos ruedas dentadas de tamao diferente,

engranadas entre si o con otras ruedas dentadas, entregar proporciones diferentes de

potencia y velocidad a sus circunferencias en relacin de los radios de ambas ruedas.

Los engranajes tienen una capacidad limitada para cambiar la relacin

potencia/velocidad entre el eje de entrada y el de salida.

Dos engranajes acoplados girarn en direcciones opuestas y el ms pequeo

girar a ms velocidad que el mayor ya que las velocidades perifricas son iguales

debido al engranamiento de los dientes.

- El diseo de los elementos de la reduccin:

a) Engranajes y piones. Todos los engranajes debern ser de acero,

acero moleteado o de otro material adecuado, no utilizndose la fundicin

corriente en los engranajes de elevacin, orientacin, cambio de radio, traslacin

o en otros engranajes principales.

b) Chavetas. Las chavetas para fijar los engranajes a los rboles irn

enclavadas de modo que no puedan coger juego.

c) Rodamientos. Los rodamientos de bolas o de rodillos o los cojinetes se

disearn de modo que tengan una duracin suficiente en las condiciones de

trabajo de cada caso. Si estos rodamientos no van en cajas estancas se encerrarn

las cajas para que les proteja del polvo.




d) Cajas de engranajes. Las cajas de engranajes deben contener a ser

posible, todos los engranajes y piones con el fin de asegurar un engrase

automtico.

- Frenos de accin mecnica:

Los movimientos de la gra transmitidos por un rbol de rotacin sern

sometidos a la accin de los frenos, de acuerdo con unas exigencias mnimas.

En el caso de frenos de elevacin estos debern concebirse para ejercer un par de

frenado por lo menos un 25 % superior al par mximo transmitido al tambor del freno

por la carga suspendida.

En cuanto a la temperatura del material de friccin se indica que una vez que la

carga nominal mxima haya sido elevada y fijada mediante el freno 5 veces seguidas, a

la altura de elevacin especificada, la temperatura de las superficies de friccin no

deber rebasar la temperatura nominal mxima especificada por el fabricante de las

guarniciones de los frenos.

Los frenos de cambio de radio debern concebirse para ejercer un par de frenado

de por lo menos el 25 % mayor que el par mximo transmitido al tambor de freno por la

carga suspendida.

Se recomienda que los frenos de elevacin y de cambio sean automticos de

modo que puedan ser aplicados en cuanto la palanca de maniobra se desplace hacia la

posicin de parada o neutral .

Los sistemas de frenado del mecanismo de giro debern proyectarse para la

aplicacin de un par de frenado de por lo menos 25 % mayor que el par mximo

transmitido al tambor de freno cuando la gra se encuentra sobre suelo slido y

horizontal, con su carga nominal mxima, y sometida al mismo tiempo a una carga

transversal igual al 5 % de la carga suspendida que acta a lo largo del eje de la cabeza

de la pluma.




Para los frenos de traslacin se dispondr un mecanismo de frenado eficaz,

recomendndose que este se aplique directamente a las ruedas. Los frenos de mano

debern ser capaces de mantener la gra parada en una pendiente de por lo menos al

12,5 % cuando se apliquen con una presin manual de 36 kg.

- Mecanismos de traslacin:

Estos mecanismos se concebirn para asegurar una duracin razonable, teniendo

en cuenta la posible frecuencia de utilizacin y la carga mxima normal a la que

probablemente sern sometidos los diferentes elementos.

a) Las ruedas irn provistas de bandajes flexibles, de un tipo adecuado

para el servicio exigido. En el caso en que las ruedas vayan provistas de

neumticos, las vlvulas irn en el exterior de aquellas. En la medida de lo

posible todas las ruedas de una gra deben ser intercambiables.

Las ruedas constan de:

Cubo: Es la parte central de la rueda por donde se sujeta el eje de

la maquina por medio de estras.

Disco: Enlaza la llanta con el cubo.

Llanta: Es la parte de la rueda sobre la que se monta el neumtico

con una forma relacionada con l.

b) Los neumticos constituyen la unin elstica entre el vehculo o la

mquina y el suelo, contribuyendo a la suspensin y amortiguacin de la

maquina, aportando tambin apoyo, y ayudando a su guiado y traccin.

Las partes que constituyen los neumticos son:

Pestaa o talones: Piezas circulares compuestas de cables, que

aseguran el neumtico a la llanta.

Carcasa o cuerpo de cuerdas: Es el armazn del neumtico y debe

soportar la presin del aire interior que resiste la carga y amortigua los

golpes exteriores.




Lonas de bandas de rodadura: Sirven para amortiguar la

resistencia a los choques y evitar el desgaste en la zona de rodadura.

Costados o flancos: Se utilizan para resistir las cargas y proteger

al neumtico de los choques laterales.

Banda de rodadura: Es la parte de contacto con el suelo, por tanto

donde se producen los mayores efectos abrasivos. Debe tener buenas

cualidades de desgaste, debiendo a la vez, suministrar la traccin

necesaria y mantener la resistencia a la rodadura en un mnimo.

Cmara: Retiene en el interior el aire que le da soporte al

neumtico.

La gra deber llevar una inscripcin legible colocada en un sitio visible

del carretn, con indicacin de las presiones necesarias para el hinchado de los

neumticos.

- Engrase:

a) Lubricacin: Siempre que exista un contacto metal-metal, entre dos

superficies en contacto y en movimiento, se hace absolutamente necesaria su

lubricacin para as evitar el calentamiento y rpido desgaste de las piezas.

Segn su origen los lubricantes pueden ser:

- De origen animal: la glicerina y los sebos

- De origen vegetal: resinas y aceites vegetales

- De origen mineral: el talco, las parafinas, aceite de petrleo

- Lubricantes sintticos

Los lubricantes ms empleados en las mquinas son de origen mineral

por su mayor estabilidad fsica y qumica frente a los de origen vegetal y animal

y menor coste frente a los sintticos, excepto en la lubricacin de compresores

trabajando a presiones mayores de 20 atmsferas.

Dentro de los lubricantes de origen mineral se utilizan en maquinaria

fundamentalmente los aceites (lquidos) y las grasas(semislidas)




Las funciones de la lubricacin. El aceite debe realizar varias funciones

bsicas para poder proporcionar una lubricacin adecuada:

- Acta como separador entre dos superficies metlicas en

movimiento, permitiendo el adecuado funcionamiento del

mecanismo, reduciendo las resistencias pasivas y el desgaste

excesivo entre las piezas por disminucin del coeficiente de

rozamiento.

- Acta como refrigerante de las piezas en contacto, disminuyendo en

parte la temperatura alcanzada por la maquina en su proceso de

trabajo.

- Limpia las zonas recorridas, arrastrando en suspensin las materias

perjudiciales.

- Acta como sellante del hueco entre las piezas, con objeto de

mantener la compresin del gas en motores y compresores.

- Como antioxidante y anticorrosivo para proteger las partes frreas

durante su trabajo y en las paradas.

b) Aceites para motores Diesel. El motor Diesel precisa de un aceite

mineral altamente refinado con inhibidores de corrosin y oxidacin, elevadas

propiedades detergentes-dispersantes y con un alto ndice de viscosidad que

garantice su estabilidad trmica dada las altas temperaturas que se pueden

alcanzar en los motores.

Un aceite en el motor se deteriora por dos razones:

1) Por oxidacin, cuando el motor trabaja a temperaturas muy elevadas

durante periodos de tiempo muy largos.




2) Por contaminacin, interna o externa, es decir, por acumulacin de

agua (formacin de barros)y gas-oil (el gas-oil no quemado provoca la dilucin

del aceite) que pasan al crter cuando el motor trabaja fro.

c) El engrase del motor. Existen diferentes sistemas para que el aceite a

presin llegue a las distintas partes a engrasar, no obstante el que ms se usa en

motores Diesel el llamado, sistema a presin total.

En el sistema a presin total el aceite llega a presin a todos los puntos

de friccin, incluido bancada, pie de biela, rbol de levas, eje de balancines y

piezas u rganos de ms trabajo del motor, por unos orificios, que conectan con

la bomba de aceite. La niebla aceitosa que se forma lubrica las paredes del

cilindro y pasa a la distribucin mediante un conducto.

Debern adoptarse las disposiciones pertinentes para asegurar el engrase

de todos los cojinetes. Todos los puntos de engrase debern sealarse con una

marca y ser fcilmente accesibles. Los cojinetes de bolas o de rodillos que deban

lubricarse con grasa, debern ser lubricados al montaje inicial.

4) Refrigeracin

La temperatura que se alcanza en los cilindros, es muy elevada, por lo que es

necesario refrigerarlos, para mantener la temperatura normal de funcionamiento del

motor que esta entre 75-85C, donde se obtiene el mximo rendimiento del motor, con

niveles de seguridad mecnica aceptables.

Las altas temperaturas, de hasta 2000C, que se alcanzan, aunque

instantneamente, cuando se quema el combustible inyectado, producira la dilatacin

de los metales, y como consecuencia agarrotara las piezas mviles por otro lado,

estropeara la capa aceitosa del engrase, por lo que el motor se gripara, al no se

adecuado el engrase.




Existen dos sistemas de refrigeracin:

- Por aire:

El sistema se basa en dar mayor superficie exterior al cilindro y la culata,

dndoles unas formas exteriores mas amplias, a base de aletas, con lo que el

calor se reparte y distribuye por mayor superficie con lo que se disipa mejor.

El vehculo que monta el motor as refrigerado debe estar en continuo

movimiento, para que el aire que pasa entre las aletas sea el suficiente para

disipar el calor.

- Por agua:

El medio empleado para la dispersin del calor es un lquido, aunque en

la gran mayora de los casos no es agua. Este lquido al circular entre los

cilindros por unas oquedades practicadas en el bloque, alrededor de los cilindros

y culata, llamadas cmaras de agua, recoge el calor, y va a enfriarse en el

radiador. Una vez enfriado vuelve de nuevo a las cmaras de agua, repitindose

el ciclo de enfriamiento.

El circuito de refrigeracin consta de diferentes partes:

- Deposito de agua (opcional)

- Radiador

Es el principal elemento del circuito de refrigeracin, encargado

de enfriar el agua calentada en el motor.

- Ventilador

Su misin es activar y provocar una corriente de aire que pase a

travs del radiador o de las aletas, segn el tipo e refrigeracin instalada.

- Termostato

Trata de mantener la temperatura del motor constante, de manera

que el rendimiento del mismo sea el ptimo.

- Manguitos de unin

- Camisas de agua



Pgina 30 Principio y funcionamiento

Las gras auxiliares se encuentran formadas bsicamente por 2 partes: una base,

sobre la que se sustenta una columna, la cual puede rotar libremente, pivotando sobre la

base, gracias a la accin de cilindros hidrulicos. Sobre la columna se sita la pluma

(telescpica o articulada) que es el componente estructural capaz de soportar el rgano

de aprehensin cargado, asegurando el alcance y la altura de elevacin solicitados. Cabe

destacar que dependiendo de la combinacin de los elementos anteriores se puede

disponer de una amplia gama de configuraciones.

Todos y cada uno de los movimientos que realiza la gra se efectan mediante

elementos hidrulicos (tanto la rotacin de la columna como el movimiento de la

pluma). Estas gras, por lo general, van provistas de un motor diesel cuya misin es

mover varias bombas hidrulicas (generalmente de engranajes) que son las encargadas

de proporcionar el aceite a los distintos elementos hidrulicos, mediante vlvulas de

distribucin y circuitos independientes.




El mando suele ser manual, con distribuidores hidrulicos progresivos. Tambien

cabe la posibilidad de mandos a distancia (con o sin cables). Los mandos se situan a

ambos lados del vehculo, adems se puede disponer de varias opciones, como un

asiento sujeto a la columna o pupitres con o sin pasarela... Adems necesitan una fuente

de energa que suele ser una salida extra de la caja de cambios del camin o un motor

auxiliar o un motor elctrico.

La sujecin ms habitual es el gancho, aunque se le pueden colocar otros

accesorios o elementos de sujecin segn el tipo o geometra de la carga a elevar.

7.4.1 CARACTERSTICAS PRINCIPALES

PAR MECNICO

Una de las principales magnitudes fsicas a tener en consideracin en las gras

auxiliares es el par motor, resultado de multiplicar la carga nominal (o fuerza de

elevacin) por el radio, entendiendo el radio como la distancia horizontal existente entre

el eje vertical de la columna y el eje vertical de elevacin. Normalmente se expresa en

tonelada-metro.




Ejemplo: Una gra de 6 t.m. es una gra que puede elevar 1t. a 6 m., que es

ms real que hablar de elevar 6 t. a 1 m. (teniendo en cuenta el glibo del vehculo y las

dimensiones de la carga, el punto de amarre de esta ltima se encuentra prcticamente

siempre a ms de un metro del eje de la columna)

Las gras articuladas se calculan de forma que permita un esfuerzo mximo

cuando la pluma est prxima a la horizontal. Sin embargo, con frecuencia, el esfuerzo

mximo viene dado para un ngulo 20 o 30 grados por encima de la horizontal con

objeto de aumentar de forma artificial el par nominal de carga.

Cuando la pluma est muy plegada para tomar la carga ms cercana a la base,

puede ocurrir que no se alcancen las prestaciones nominales debido a un mal ngulo de

ataque de los cilindros sobre los elementos de la pluma.

A la vista de lo anterior podemos resaltar dos conclusiones:

1) Apreciacin de la relacin existente entre el radio y la carga nominal,

comprobndose que sta disminuye conforme aumenta el radio.




2) Importancia del ngulo formado por el eje longitudinal de la pluma y el plano

horizontal (ngulo de pluma), ya que para un mismo radio la fuerza de elevacin

variar segn la longitud de la pluma.

Cabe resaltar que la fuerza de elevacin depende adems de la

estabilidad de la estructura, cuestin muy importante a la hora de realizar la eleccin

de la gra, pues restringe enormemente la capacidad de elevacin.

7.4.2 CARACTERSTICAS DE LOS CILINDROS. POTENCIAS DEMANDADAS

Aunque algunas gras tienen los cilindros principales de simple efecto, en

muchas aplicaciones se necesita una ligera fuerza de apoyo, que permita un ligero

esfuerzo de penetracin, para asegurar la presin, por ello se usan normalmente

cilindros de doble efecto. Las potencias demandadas por las gras son del orden de 15 a

40 Kw. y frecuentemente llevan equipadas bombas de doble flujo con dos bloques de

mando, uno para la elevacin y otro para la rotacin. Cada uno puede trabajar a presin

y caudal mximo

Segn la norma UNE 58-506-78 los cilindros hidrulicos de extensin e

inclinacin de pluma y los verticales de los gatos estabilizadores debern ir provistos de

vlvulas de retencin que eviten la recogida accidental de los mismos en caso de rotura

o avera en las tuberas flexibles de conexin.

En el circuito de giro deber instalarse un sistema de frenado que amortige la

parada del movimiento de giro y evite, asimismo los esfuerzos laterales que

accidentalmente pueden producirse. Adems de esta vlvula, se instalar un freno

mecnico de emergencia.




7.4.3 CARACTERSTICAS GEOMTRICAS

En las gras montadas sobre vehculos, la posicin de la columna es un

aspecto a tener en cuenta ya que se debe respetar un glibo. Existen varias

configuraciones:

- Gras en las que el eje de la columna, o pivote est centrado

sobre el eje del vehculo.

- Gras con una ligera excentricidad permitiendo e plegado de la

pluma sobre el lado opuesto.

- Gras con mayor excentricidad.

Las gras con una gran excentricidad tiene una mayor capacidad de elevacin a

un lado del vehculo que al otro, pero necesitan asegurarse que siempre podrn

posicionarse por el lado bueno, con lo que tienen que prever unas mayores condiciones

de estabilidad en caso de columna centrada.

Respecto a la posicin de reposo las dos configuraciones ms habituales son:

- La gra reposa durante el trayecto sobre la plataforma el camin

con el in conveniente de no dejarla completamente libre.

- La gra se pliega sobre su base transversalmente.

7.4.4 ZONA BARRIDA

La mayor parte de estas gras no tienen rotacin continua pero cubren un sector

superior a un giro completo de tal modo que, salvo en los casos de las gras montadas

tras la cabina, no sea necesario realizar maniobras para la carga o descarga .




Para los montajes tras la cabina, el estudio de estabilidad puede conducir a una

limitacin de la rotacin a 270 incluso a 180.

El rea barrida, est limitada en el plano horizontal situado a la altura del eje

columna-pluma, por crculos o arcos de crculo correspondientes a la longitud de la

pluma y al arco de rotacin escogido. Para un empleo normal, es necesario prever un

margen de seguridad (0,5 m. p.e.) para compensar la reduccin de estos crculos por

encima y por debajo de este plano. Bajo pedido se pueden disponer de prolongadores o

plumillas para aumentar la longitud, aunque la capacidad de carga se reduce. Estos

artilugios se emplean para trabajar en altura o para trabajar por debajo del nivel del

suelo.

7.4.5 ESTABILIZACIN

Un elemento comn a las gras auxiliares son los soportes estabilizadores.

Cuando la mquina va a trabajar hace uso de un sistema hidrulico para aumentar su

estabilidad, sacando unos brazos situados generalmente en los laterales del camin que

se apoyan en el suelo recibiendo todo el peso de la mquina y estabilizndose con los

desniveles existentes en el terreno. El aumento de estabilidad se produce por:




- la ampliacin del rea de apoyo de la gra sobre el suelo.

- el contacto rgido de la zapata de apoyo que sustituye al neumtico y por lo

tanto anula su flotabilidad.

Los mandos de los estabilizadores normalmente estn situados en los dos

laterales del chasis, de forma que la visualizacin de las zapatas y vigas sea directa por

parte del operario.

La posicin exacta de estos soportes viene determinada por un estudio de

estabilidad, que consiste bsicamente en comprobar que el centro de gravedad de la

carga total (cargas fijas y cargas giratorias) se site en el interior del polgono de

sustentacin (formado por la unin de los puntos de contacto de las ruedas y los

estabilizadores con el suelo).




A continuacin se muestra el mtodo clsico para hacer el estudio. Se considera

el portador vaco y la gra en carga mxima ( caso ms desfavorable). Primero se hace

un anlisis de las cargas giratorias, despus de todo el conjunto y se evalan los

resultados

7.4.5.1 ANLISIS CARGAS GIRATORIAS: GRA + CARGA

Consideramos el caso ms desfavorable de la pluma, es decir, cuando se encuentra en

posicin de mximo alcance y con la carga mxima.

GRUA:

- Peso: PG

- Distancia del centro de gravedad

al eje: r

CARGA:

- Carga Mxima: C

- Distancia mxima de la

pluma: r.

CENTRO DE GRAVEDAD (camin):

- Centro: O

CENTRO DE ROTACIN (carga-gra):

- Centro: O

- Radio: R

El centro de gravedad del conjunto gra-carga se sita en la superficie de un

circulo de centro O y de radio R.

Rr P r C

P C

G

G

Considerando un 25% de sobrecarga resulta un radio:

Rr P r C

P C

G

G

1 25

1 25

,

,




7.4.5.2 ANLISIS CARGAS TOTALES: GRA + CARGA + CAMIN

CAMIN:

- Peso: Pv

- Centro: O

CENTRO DE GRAVEDAD:

- Centro: O1

- Radio: R1

Para obtener el centro de gravedad del conjunto bastara con componer el peso

muerto del vehculo vP , aplicado en el punto O y la resultante de las cargas giratorias

calculada en el subapartado anterior, es decir, GP +C aplicada en un punto del circulo de

centro O y radio R. Sabemos que la imagen de un circulo de centro O y de radio R en

una homotecia de centro O y de relacin K es un circulo de centro O1 y de radio R1, y

que resulta que el centro de gravedad del conjunto est siempre situado en la superficie

de un circulo de centro O1 y de radio R1.

vG

G

PCP

CP

OO

OO

1

R RP C

P C P

r P r C

P C P

G

G v

G

G v

1

Un conjunto cualquiera ser estable si

su centro de gravedad se proyecta en el

interior del polgono de sustentacin.

Grficamente se verifica comprobando que el

circulo con el 25% de sobrecarga est

contenido totalmente en el polgono que se

obtiene al unir los puntos de apoyo

(estabilizadores y neumticos).




7.4.6 SISTEMA HIDRULICO

Los sistemas hidrulicos aumentan la fuerza aplicada por el operador,

consiguiendo as mover grandes cargas. El funcionamiento es muy sencillo, consiste en

la transmisin de fuerzas desde una bomba, mediante el movimiento rotatorio de esta,

hasta unos cilindros. La fuerza ejercida es la presin obtenida en la bomba, por el rea

interior del cilindro (descontando las prdidas), y el trabajo producido es la fuerza por la

distancia recorrida, o bien la presin por volumen (caudal) de lquido introducido en el

pistn.

Este sistema posee unas ventajas evidentes que hacen que sea el principal

mtodo de transmisin de fuerzas en este tipo de mquinas. Entre esas ventajas

podramos citar la simplicidad, la flexibilidad y la maniobrabilidad.



Pgina 40 Caractersticas principales

Cuando se va a adquirir una gra auxiliar, existen unos datos tcnicos definidos

por el fabricante que ayudan a seleccionar la gra adecuada para nuestra necesidad.

Estos datos, que son caractersticos de las gras se pueden observar en los catlogos de

modelos, y son los que caracterizan a las gras. stos son:

- Altura:

Existen dos tipos de altura que se dan como datos tcnicos; la primera de ellas

corresponde a la altura de la columna (H), y la segunda a la altura cuando el brazo de

elevacin esta levantado al mximo con la primera extensin contrada (H1). A

continuacin se muestra el dibujo de un catlogo donde se observan estos datos de dos

modelos distintos:




- Capacidad al alcance respectivo:

En esta caracterstica se da la longitud (L) que alcanza la gra horizontalmente,

y la carga mxima que es capaz de soportar en su extremo (W). Es posible que las gras

tengan varias extensiones, entonces en este caso, se han de dar las longitudes con todos

los brazos extendidos uno a uno, as como la carga mxima.

- Momento de carrera:

Es un dato muy importante para la construccin de una gra. Se obtiene de

multiplicar el alcance mximo (metros) por la carga mxima que es capaz de soportar

(toneladas), con todos los brazos extendidos.

Es una de las caractersticas ms importantes, ya que las gras se diferencian en

cuanto a catlogo por el valor de su momento.




- Alcance:

Existen dos tipos de alcance:

a) Hidrulico: cuando la extensin de los brazos se realiza

hidrulicamente.

b) Mecnico: cuando la extensin de los brazos se realiza

mecnicamente.

Una gra puede tener brazos tiles tanto hidrulicos como mecnicos,

normalmente los de accionamiento mecnico son los que permiten un mayor alcance y

se sitan en ltimo lugar, aunque no todas las gras pueden llevar extensiones

mecnicas.

- Presin de trabajo:

Este dato se corresponde con la presin del aceite que puede llegar a ejercer, de

manera que dependiendo de su valor, tendr mayor o menor capacidad de carga.




- Caudal de la bomba de aceite:

Caudal mximo que impulsa la bomba de aceite a la hora de realizar algn

movimiento o transportar una carga.

- Giro del basculante:

ngulo que es capaz de girar la gra en un mismo sentido. Se suele dar de dos

modos; el ngulo mximo que es capaz de barrer sin nada que le impida el giro, y el

ngulo una vez montada que puede estar restringido por la cabina u otros elementos del

camin.

- Peso:

Hay varios tipos de peso que se dan como caracterstica, ya que con ellos hay

que calcular los esfuerzos que sufre el portador al montar la gra. Los bsicos son:

a) Mquina base para trabajo con gancho: corresponde al peso de la gra sin

ningn tipo de enganche que no sea el bsico que es el gancho. (**)




b) Segn la versin de los estabilizadores (***)

c) Depsito con aceite: adems de ser necesario para calcular el peso total de la

gra, nos da a entender la capacidad de carga de la gra, ya que a ms

cantidad de aceite, permitir un mayor caudal. (****)

- Diagrama de alcance:

Estos diagramas nos permiten observar el movimiento de la gra con los

distintos brazos, dando como dato la longitud y la carga.



Pgina 45 Tipos de montaje

En principio, es posible pensar o imaginar cualquier tipo de montaje ya que se

ha montado en muchas otras aplicaciones ms que en vehculos de carretera, que es la

ms habitual. En estos ltimos, la primera necesidad es prever un montaje transversal y

si es posible con el bastidor centrado. Excepcionalmente, se montan gras pequeas

lateralmente para ganar espacio de carga, las de tamao medio igualmente pueden

montarse lateralmente en semirremolques, pero estos montajes, siempre que sea posible,

deben evitarse. Una de las posibles clasificaciones sera en funcin del material y el tipo

de vehculo sobre el que se monta:

- Montajes fijos

- Sobre barcos y barcazas

- Sobre material ferroviario

- Plataformas de montacargas

- Tractores agrcolas, etc.

Sin embargo, la clasificacin ms extendida en la industria es en funcin de la

posicin de la gra con respecto al vehculo sobre el cual va montada. De esta forma

podemos distinguir entre:

- Montaje tras la cabina (delante):

Para los vehculos portadores, el montaje tras la cabina es el ms extendido, ya

que no tiene las desventajas del montaje trasero.




- Montaje al final del chasis (detrs):

Los montajes traseros son los ms prcticos en el caso de tener que cargar

tambin un remolque o en el caso de manutenciones voluminosas porque la carga se

encuentra ms cerca de la columna. Este montaje tiene dos inconvenientes: son

necesarias canalizaciones ms largas para el aceite hidrulico porque la bomba se

encuentra normalmente delante; y tambin es necesario reforzar convenientemente el

chasis porque este montaje lo somete a un esfuerzo mayor. Los montajes en remolque

deben evitarse, ya que el peso del mismo no asegura una buena estabilidad.

- Montaje en medio del chasis:

Los montajes en el medio del chasis siempre que sea posible deben evitarse,

salvo en el caso que se tengan que cargar mercancas grandes y tengan que disponerse




por delante y por detrs de la gra. Por ejemplo, grandes empresas de construccin que

transportan materiales pesados.

- Montaje sobre semirremolques:

Otros montajes corrientes son los montajes sobre semirremolques. Encontramos

posiciones delanteras, en medio y traseras, igual que en el caso anterior. El montaje

sobre la posicin delantera necesita una estabilizacin especial ya que se encuentra justo

sobre el pivote de conexin al tractor.

La bomba y el depsito de aceite quedan sobre el tractor a menos que se utilice

un motor auxiliar.

Pueden tambin hacerse montajes mviles, pudiendo desplazarse la gra

adelante y atrs del semirremolque con la ayuda de un carro y de un motor hidrulico de

traslacin. En estos casos la estabilidad debe ser estudiada con detalle y por supuesto el

desplazamiento solo est permitido sin carga. Estos montajes (mviles y fijos) tambin

pueden realizarse sobre vehculos portadores.

Montaje delantero Montaje en medio

Para finalizar podramos hacer una tercera clasificacin del montaje de las gras

en funcin de la base donde estn montadas (sobre ruedas, sobre cadenas) y de la

configuracin de la pluma(telescpica, de celosa...).



Pgina 51 Seleccin de una gra

La seleccin de una gra se realiza en cuanto a sus necesidades. Lo primero que

se debe hacer es conocer los requerimientos que el propietario desea para la gra, a

partir de aqu el tcnico decide cul es la gra que ms se adapta a dicho trabajo. Una

vez elegida la gra a instalar, se escoge el camin donde ir instalada la gra, y que

estar definido por parmetros como el tamao de la gra, la carga que va soportar (que

variar segn el uso a que se destine) y la compatibilidad de ste con la gra.

Normalmente al camin hay que realizarle modificaciones, dependiendo entre

otras cosas del lugar donde se va a colocar la gra segn las especificaciones del cliente.

Por ello muchas veces hay que alargar o acortar el chasis, reforzarlo, aadir ejes, etc.,

siempre cumpliendo las normas de circulacin para el camin, como su longitud, peso

mximo, anchura, altura, etc.

Muchas veces aparecen problemas de compatibilidad porque los clientes llegan

con un camin, y quieren instalar una gra. En este caso, el tamao mximo de la gra

puede venir determinado por las caractersticas del camin y puede que no se pueda

instalar una gra que cumpla los requerimientos del cliente. Otro problema aparece

cuando el cliente no utiliza la gra para el trabajo para la cual ha sido instalada,

entonces se puede producir rotura o inestabilidad por el exceso de carga o solicitacin al

que est sometida, con el peligro que ello conlleva.

En cuanto a la compatibilidad con el portador, si en la eleccin de la gra se

acta de manera adecuada es difcil que exista incompatibilidad entre el portador y la

gra, aunque como se ha comentado es frecuente que los clientes lleguen con el camin

(portador) ya comprado, de manera que habra que realizar los cambios oportunos en la

estructura del camin para que puedan ser compatibles.

En el ltimo punto del tema estudiaremos este caso particular, revisando los

pasos que se deben seguir desde que tenemos seleccionada la gra deseada hasta que

sta es legalizada.




A continuacin, vamos a estudiar los criterios que debemos seguir para

seleccionar satisfactoriamente una gra a travs de catlogos, as como las principales

caractersticas observables en ellos.

Catlogos

1. Introduccin

En la actualidad, las principales empresas proveedoras de gras auxiliares tales

como camiones-gra (tambin conocidos como auto-gras), gras auto-propulsables,

gras tijera, disponen de una amplia gama de productos ofertados por y para el

cliente. De hecho, en ciertas empresas tales como Palfinger o Terex-Cranes se pueden

contar sus gras por docenas llegando incluso a disponer de un total de tipos de gras

que, por ejemplo en la primera empresa mencionada, puede sobrepasar las 200 gras

auxiliares.

En consecuencia, para facilitar al cliente la bsqueda de informacin sobre los

distintos tipos de gras ofertadas, stas empresas facilitan en sus respectivas pginas

Web catlogos en formato digital donde se describen las caractersticas ms

significativas de cada una de las gras (adems de en catlogos en formato digital

tambin existen en papel escrito aunque el fichero pdf est desbancando poco a poco el

librillo-catlogo).

Generalmente, todas las empresas emplean en sus catlogos el mismo tipo de

informacin, es decir, todas ellas coinciden en proporcionar una serie de parmetros

standard para determinar las caractersticas propias de cada gra. Debido a esta razn

no existe una gran diversidad en cuanto a la informacin aportada en el catlogo de una

empresa u otra.

En este apartado del escrito, definiremos los parmetros ms importantes y,

mediante ejemplos, los aplicaremos en una hoja de especificaciones.




2. Propiedades de un catlogo

Cuando se realiza un catlogo, fundamentalmente se busca satisfacer las

carencias de informacin del cliente con respecto aun determinado producto. Para que

un catlogo sea de til uso es necesario que cumpla una serie de requisitos mnimos de

informacin y que presente determinadas caractersticas. Para ello, debe cumplir una

serie de objetivos tales como:

o Incorporar las principales dimensiones//distancias del producto

Este gnero de informacin permite establecer las medidas o

dimensiones de las distintas partes del brazo gra o del brazo-gra como un

todo. Estos datos aportan conocimientos sobre las caractersticas estructurales

del producto. Entre otras, podemos destacar las siguientes dimensiones:

Anchura del brazo (o grosor).

Longitudes de las partes del brazo.

Dimensiones del brazo plegado sobre s mismo.

Dimensiones del brazo extendido.

Peso propio,

o Proporcionar informacin sobre las especificaciones tcnicas

Si aprovechamos esta serie de datos sobre las caractersticas funcionales

del brazo-gra, conseguiremos distinguir de entre todas las gras, cual nos es de

ms provecho para un determinado trabajo. Las ms destacadas son:

Diagramas de capacidad de carga (Capacity Diagram).

Capacidades de elevacin (Lifting Capacities).

Capacidad mxima (Maximum Lifting Capacity).

Capacidad mnima (Minimum Lifting Capacity).




Momentos de elevacin (Lifting Moments).

Momento mximo (Maximum Lifting Moment).

Momento mnimo (Minimum Lifting Moment).

ngulo de giro (Slewing Angle).

Alcance hidrulico (Hydraulic Outreach)

Potencia en punta (Crest Power).

o Suministrar informacin sobre las caractersticas Standard de gra

Este tipo de datos hacen referencia a datos propios a la gra y que nos

dan informacin sobre las caractersticas de la gra en posicin esttica:

Par de giro (Slewing Torque).

Alcance (Outreach).

Distancia entre ejes estabilizadores.

Anchura propia requerida (Fitting Space Required).

Anchura de replegado (Width Folded).

Presin mxima de trabajo (Max. Operating Pressure).

Capacidad de bomba recomendada (Recommended pump

capacity).

Peso muerto brazo-gra (Dead Weight Standard Crane).




3. Consulta de catlogos

CATLOGOS GRA AUTO-CARGABLE TIPO I: Hojas de especificaciones de Palfinger

Antes de empezar con el anlisis de este tipo de catlogos, diremos que no

solamente la empresa Palfinger emplea este formato de catlogo, si no que es uno de los

dos tipos de catlogo ms empleado.

El catlogo Tipo I puede subdividirse en los siguientes fragmentos (aunque no

siempre en dicho orden):

1 Frontis.

2 Descripcin bsica.

3 Anlisis superficial.

4 Dimensionado.

5 Especificaciones tcnicas y diagramas de cargasalcance.

Tal y como podemos observar en los catlogos adjuntos, no siempre se cumple

este guin si no que se ve modificado en funcin de las caractersticas de la gra. En el

siguiente ejemplo, comprobaremos cmo se puede emplear la informacin de la hoja de

especificaciones tcnicas:

PGINA 1 PGINA 2 PGINA 3




PGINA 4 PGINA 5 PGINA 6

Las cuatro primeras partes sealadas tienen como objetivo nico explicar de

forma grfica y con datos superficiales las principales caractersticas y propiedades de la

gra auto-cargable. stas no necesitan un anlisis ms profundo.

Las partes de un librillo de especificaciones son las dos ltimas que, por

supuesto, analizaremos ms profundamente a continuacin:

Dimensionado

Tal y como podemos observar, se pueden diferenciar tres vistas claramente:

A) Dimensionado del brazo mecnico extendido y de cada eslabn.

En esta vista se representan las longitudes de cada eslabn que forma parte

de la pluma. Se pueden obtener medidas sobre la longitud del brazo,

antebrazo, mano y cualquiera de las extensiones.

B) Dimensionado del brazo en posicin de reposo o de brazo replegado.

En esta vista donde se observa el alzado y el perfil del brazo mecnico,

podemos tomar como medidas interesantes:

1. La distancia mnima y mxima entre los ejes de los estabilizadores que se

trataban de dispositivos destinados a aumentar y/o asegurar la base de

apoyo de una gra en posicin de trabajo. La distancia mxima entre los




ejes verticales de los apoyos de los estabilizadores, medida

transversalmente al eje longitudinal de desplazamiento de la gra se

denomina como Amplitud de los estabaliza-dores.

2. La altura de la pluma en la postura de reposo (necesario para saber cuales

seran sus dimensiones fuera del tiempo de trabajo).

3. La longitud de la pluma en la postura de reposo (necesario para saber

cuales seran sus dimensiones fuera del tiempo de trabajo).

4. La anchura de la pluma en la postura de reposo (necesario para saber

cuales seran sus dimensiones fuera del tiempo de trabajo).

C) Dimensionado del brazo en una posicin intermedia

Se trata de una vista de la pluma cuando el ngulo de codo entre el brazo y

el antebrazo de la pluma es mximo. La imagen representa dos posibilidades

en funcin del ngulo de mueca entre el antebrazo y la mano de la pluma.

Todas y cada una de las vistas antes mencionadas existen en el catlogo, tal y

como puede observarse en la imagen de la pgina siguiente. Por tanto, podemos afirmar

que sta parte del catlogo nos aporta mucha informacin acerca de las caractersticas

y/o restricciones estructurales que podremos emplear, principalmente, para saber si la

pluma podemos usarla para un proyecto de modificacin de un camin para convertirlo

en camin auto-cargable.




A

B

C




Especificaciones tcnicas y diagramas de alcance

En la imagen de abajo podemos observar tres grficas y una tabla. Las grficas

son conocidas como diagramas de carga y alcance de la pluma y hacen referencia a la

distancia horizontal entre el eje de orientacin de la parte giratoria y el eje vertical de

elevacin, estando el aparato de elevacin instalado sobre un emplazamiento horizontal.




Tambin se puede obtener informacin acerca de la:

Altura de elevacin, H: distancia vertical entre el nivel de apoyo

de la gra y el dispositivo de aprehensin cuando ste se

encuentra en la posicin ms elevada de trabajo.

Profundidad de descenso, h: distancia vertical entre el nivel de

apoyo de la gra y el dispositivo de aprehensin, estando ste en

su posicin de trabajo ms baja.

Amplitud de elevacin, D: distancia vertical entre la posicin de

trabajo superior e inferior del dispositivo de aprehensin.

Tal y como se puede observar en los diagramas, tenemos que para distintas

configuraciones de la pluma distintas longitudes.

Adems, en estos diagramas se pueden observar que para determinadas

posiciones existen unos valores dados en kg o kN y que hacen a referencia a la

capacidad de carga de la pluma para esa postura.

Estos parmetros de carga, podemos obtenerlos tambin de las tablas que existen

en la hoja de la pgina anterior. En la tabla se disponen los datos de manera que para un

determinado alcance se tiene una capacidad de carga en kg haciendo referencia a la

masa del objeto que podra soportar o en kN haciendo referencia a la fuerza mxima

ejercida sobre la punta de la pluma que puede soportar.




CATLOGOS GRA AUTO-CARGABLE TIPO II: Hojas de especificaciones de Palfinger

En este tipo de formato de catlogo se pueden encontrar diferencias

fundamentalmente en la cantidad de informacin que nos puede aportar la hoja de

especificaciones.




Tal y como podemos observar no aparecen algunas hojas y, adems, no existe un

anlisis dimensional tan profundo, slo de las partes de la pluma en posicin de

recogida. Siguen apareciendo los diagramas de carga y de alcance.

No obstante existen varias tablas donde aparecen datos muy importantes como:

Capacidades de carga y de elevacin o Diagrama de carga y

elevacin (Lifting Capacities), correlacin de cargas y alcances

para cada longitud de pluma y configuracin de trabajo.

Capacidad mxima (Maximum Lifting Capacity).

Capacidad mnima (Minimum Lifting Capacity).

Momentos de elevacin (Lifting Moments), producto de la carga

nominal correspondiente (Q) por su radio o alcance (L).

Momento mximo (Maximum Lifting Moment).

Momento mnimo (Minimum Lifting Moment).

ngulo de giro (Slewing Angle), es aquel ngulo que puede girar

el brazo.

Alcance hidrulico (Hydraulic Outreach), que hace referencia a

la mxima longitud vertical.

Potencia en punta (Crest Power).

Par de giro (Slewing Torque).

Alcance (Outreach), distancia horizontal entre el eje de

orientacin de la parte giratoria y el eje vertical de elevacin.

Distancia entre ejes de estabilizadores (Stabilizer spread),

distancia entre los ejes verticales de los apoyos de los




estabilizadores, medida segn el eje longitudinal de

desplazamiento de la gra.

Anchura propia requerida (Fitting Space Required), que se

puede determinar de las vistas.

Anchura de replegado (Width Folded), que se puede determinar

de las vistas.

Presin mxima de trabajo (Max. Operating Pressure), mxima

presin a la que puede trabajar el circuito neumtico.

Capacidad de bomba recomendada (Recommended pump

capacity).

Peso muerto brazo-gra (Dead Weight Standard Crane), masa

de la gra sin contrapesos, carburante, lubricante y agua.

Como conclusin podemos decir que no necesariamente el librillo de

especificaciones debe ser muy extenso, sino que acertando con los datos que se

proporcionada al cliente, se puede aumentar la cantidad de informacin til facilitada al

cliente.




CATLOGOS GRA AUTO-CARGABLE TIPO III: Hojas de especificaciones de MHF

En este tipo de catlogos se dan una gran cantidad de datos acerca de las plumas

ofertadas debido, principalmente, a la gran complejidad del aparato. Este formato de

catlogo se caracteriza por incorporar una serie de fotos adicionales donde se puede

observar el camin auto-carga en diversas posiciones de trabajo:

Este tipo de hojas de especificaciones se dividen en tablas de especificaciones

tcnicas, diagramas de capacidad de elevacin, bocetos de dimensionado y un apartado

especial donde viene definidos los centros de gravedad.




Especificaciones tcnicas

En este apartado viene definidas, para cada pluma dentro del grupo ODIN tales

como OK2 OK3 OK4 OK5 OK6 OK8 y OK9, las especificaciones tcnicas que la

compaa HMF ha considerado. Analizando tales datos con detenimiento no se

observan a penas diferencias en las variables fsicas proporcionadas entre este catlogo

y los anteriores.




Como se ha podido observar, estos catlogos aportan datos diferentes tales como

el momento de carga (load moment), informacin sobre velocidad, la cantidad de aceite

que existe en los cilindros (Oil in cilindres), ms dimensiones de los estabilizadores que




en otros catlogos y el peso de los pernos. Tambin proporciona informacin sobre la

presin de trabajo, la potencia consumida por la bomba y el consumo mximo de aceite.

Diagramas de capacidad de elevacin

En dichas hojas se presentan los diagramas de capacidad de elevacin para cada

pluma de la gama.

Bocetos de dimensionado

Tal y como se haban especificado en otros catlogos, se proporcionan una serie

de vistas de la pluma indicando las medidas, segn la compaa, de mayor relevancia.

Centros de gravedad

En este apartado se proporcionan por una parte, una serie de bocetos con unas

marcas que hacen referencia a los centros de gravedad de la pluma para determinadas

posiciones de esta. Por otra se incorpora una tabla donde vienen definidas las posiciones

de tales marcas.




CATLOGOS GRA MVIL: Hojas de especificaciones de Palfinger

En este tipo de catlogo, vemos como el diagrama de cargas y alcance vara

puesto que ya no es una gra de auto-carga. El concepto es el mismo pero estamos

tratando de un espacio de trabajo de la gra mayor que para los casos anteriores.

Tambin vemos que se aportan slo las dimensiones bsicas de la pluma y, a diferencia

de las otras plumas, aporta informacin sobre el camin puesto que el producto es

camin ms pluma.



Pgina 70 Seguridad en gras

1. Introduccin

Los ltimos datos hechos pblicos por el Ministerio de Trabajo y Asuntos

Sociales no dejan lugar a dudas: la siniestralidad global disminuye, pero la

construccin, que se trata generalmente donde ms se utilizan gras auxiliares, contina

provocando un nmero intolerable de accidentes, en particular, accidentes mortales: la

construccin ocupa slo el 12% del total de trabajadores, pero en ella ocurren el 26,7%

de los accidentes mortales: 128 en el primer semestre de este ao.

En trminos absolutos, la siniestralidad del sector supone un 26,7% de la

siniestralidad total del pas por accidente de trabajo (datos del ao 2.004). En trminos

de ndice de incidencia, Construccin ocup el primer lugar si consideramos los cuatro

sectores principales de actividad, y considerando la clasificacin de ramas de actividad

utilizada por el Ministerio de Trabajo y Asuntos Sociales (MTAS), Construccin es la

cuarta rama con mayor ndice de

Education

Trabajo sobre Grúas Auxiliares