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Oct 03, 2023

Celebrando el 60 aniversario del sistema de pórtico hidráulico

Por David Duerr 12 de abril de 2023 Hace sesenta años, el mundo del aparejo conoció un nuevo tipo de equipo de elevación: el sistema de pórtico hidráulico. Desarrollado originalmente para facilitar el levantamiento de objetos pesados.

Por David Duerr 12 de abril de 2023

Hace sesenta años, el mundo del aparejo conoció un nuevo tipo de equipo de elevación: el sistema de pórtico hidráulico. Desarrollado originalmente para facilitar el levantamiento de equipos pesados ​​dentro de los edificios de la planta cuando no se disponía de puentes grúa de capacidad adecuada, el sistema de pórtico hidráulico ha crecido dramáticamente tanto en capacidad como en aplicación a una amplia variedad de tareas de aparejo. Celebraremos este aniversario de diamante del sistema de pórtico hidráulico mirando hacia atrás y hacia adelante.

De donde venimos

El primer sistema de pórtico hidráulico fue diseñado y construido en 1963 por Belding Engineering Company de West Chicago, IL. El diseño surgió de la necesidad de desmontar varias prensas altas dentro de una fábrica de fregaderos. La Figura 1 es una fotografía de ese primer sistema de pórtico en funcionamiento colocando una prensa. Si bien este primer sistema era francamente primitivo para los estándares actuales, sirvió para demostrar el concepto y comprobar la eficacia del equipo. Como nota al margen, este primer sistema de pórtico Belding ahora es propiedad de Rigging Gear Sales.

A lo largo de las décadas de 1960 y 1970, otras empresas diseñaron y construyeron sistemas de pórtico, incluido un sistema de cuatro patas, único en su tipo, con capacidad de 600 toneladas, construido y operado por uno de los primeros empleadores del autor, Williams Crane & Rigging.

Todos estos primeros sistemas de pórtico compartían una característica: todos utilizaban cilindros de una sola etapa. A finales de la década de 1970 se produjo una mejora importante cuando Edgar Engler construyó un sistema de pórtico que utilizaba tres cilindros hidráulicos telescópicos de cinco etapas en cada pata. Este simple cambio permitió configurar las patas del pórtico para un transporte práctico por carretera y, aún así, ser capaces de alcanzar alturas de elevación mucho mayores. Este desarrollo también reunió al Sr. Engler, Roger Johnston, PE y Gary Lorenz. Juntos, estos tres hombres fundaron Riggers Manufacturing Company, el primero de la actual generación de fabricantes de sistemas de pórtico. Los aparejadores construyeron sistemas de pórtico utilizando el concepto básico del sistema de Engler, pero agregaron muchas mejoras, incluidas ruedas, cilindros de propulsión y un sistema de nivelación.

A mediados de la década de 1980, Lorenz dejó Riggers y fundó 4-Point Lift Systems (ahora Lift Systems) y Johnston dejó Riggers y fundó J&R Engineering Company, su empresa de ingeniería consultora existente, como fabricante de sistemas de pórtico. Y ahora la competencia había comenzado.

donde estamos hoy

El camino seguido por los fabricantes de sistemas de pórtico hidráulicos no difiere del de los fabricantes de grúas móviles. En un resumen muy amplio, los sistemas de pórtico aumentaron en carga nominal y en altura de elevación. El sistema de pórtico Belding original tenía una carga nominal de sólo 37,5 toneladas por pata y un recorrido de 8 pies.

Los modelos de pórtico actuales tienen cargas nominales de hasta 345 toneladas por pata y recorridos de hasta 29 pies. Además, los productos de pórtico se dividen en dos diseños básicos. Los pórticos de cilindros desnudos, como el pórtico Belding, constan de una base estructural sobre la que se montan cilindros hidráulicos expuestos. Los pórticos de pluma telescópica consisten en una base sobre la cual se monta una pluma de acero estructural, similar a la pluma de una grúa hidráulica en apariencia y función, en la que está encerrado el cilindro hidráulico. Estas diferencias en la configuración permiten que los modelos de pórtico se fabriquen como patas cilíndricas desnudas livianas que son fáciles de transportar y configurar para trabajos más pequeños (Figura 2) hasta pórticos con brazo telescópico de mayor capacidad (Figura 3) para levantamientos más pesados.

Los sistemas de pórtico también se han mejorado con la adición de accesorios que facilitan el posicionamiento de la carga elevada. El sistema de pórtico que se muestra en la Figura 3 está equipado con enlaces de elevación motorizados que permiten el movimiento transversal (desplazamiento lateral) y un dispositivo rotador que permite el giro de la carga suspendida. Accesorios como estos mejoran aún más la utilidad de un sistema de pórtico.

Quizás tan significativos como los aumentos de capacidad y altura sean los cambios realizados en los sistemas de control. Al principio, se operaba un sistema de pórtico manipulando válvulas hidráulicas simples controladas por palanca, la plomada de las patas se monitoreaba visualmente o con un tránsito y el único indicador de la carga transportada por cada pata era la presión del fluido en cada cilindro como se lee a continuación. un medidor analógico. Hoy en día, la electrónica manda.

Los controles del sistema pórtico ahora pueden incluir dispositivos electrónicos que monitorean la carga transportada por cada pata, que miden la extensión de cada pata y que miden los movimientos de desplazamiento y desplazamiento lateral del sistema. Los sistemas de control más sofisticados incorporan rutinas lógicas que utilizan la información de los diversos sensores en las patas del pórtico para sincronizar automáticamente todos los movimientos de las patas durante una operación de elevación. Las unidades de control inalámbrico también están cada vez más disponibles, una característica que permite al operador moverse alrededor del equipo durante un levantamiento para obtener la mejor vista del sistema de pórtico, la carga levantada y cualquier obstrucción circundante.

Aquí es necesario un comentario de precaución. Estos controles electrónicos son sin duda una gran mejora con respecto a los simples controles manuales del pasado. Sin embargo, no reemplazan la necesidad de contar con un operador con la formación y la experiencia adecuadas. Al igual que los LMI y los dispositivos antibloqueo que se encuentran actualmente en las grúas móviles, estos indicadores de carga y altura en los sistemas de pórtico deben reconocerse como ayudas para el operador. La responsabilidad final de una elevación segura sigue siendo del operador cuyas manos están en los controles, ya sean palancas o pantallas táctiles.

A donde vas

Cuatro fabricantes de sistemas de pórtico hidráulicos están activos en los EE. UU.: los tres fabricantes heredados (Riggers Manufacturing, J&R Engineering y Lift Systems) y Enerpac (anteriormente Hydrospex). Dada la creatividad que se ve en los productos que se ofrecen hoy, sólo podemos adivinar lo que nos deparará el mañana.

Es probable que en el futuro no se produzcan nuevos aumentos de las cargas nominales tanto como en el pasado. Esta tendencia puede deberse no a las limitaciones del equipo, sino a las limitaciones en la capacidad de soportar una pata de pórtico que soporta, digamos, 500 toneladas. (Como punto de referencia, piense en la distribución de carga necesaria para soportar una grúa móvil como la Grove GMK7550 que puede imponer cargas en los estabilizadores superiores a 250 000 libras).

Es probable que continúen los aumentos en la carrera de las patas del pórtico (desde la altura retraída hasta la altura completamente extendida), ya que este aspecto del rendimiento del pórtico es de gran valor para los usuarios del pórtico. Sin embargo, ir muy por encima de las alturas máximas actuales de alrededor de 40 pies irá acompañado de mayores anchos de vía para proporcionar una estabilidad adecuada. Si bien el perfil estrecho de muchos modelos de patas de pórtico es importante cuando se trabaja en una planta de fabricación estrecha, esto no tiene gran importancia cuando se trabaja en un entorno de construcción. Cabe señalar que algunos modelos de pórtico ya están proporcionados para funcionar sobre rieles con centros de vigas de 4 pies, en lugar de los 3 pies más comunes.

La marcha hacia una mayor sofisticación del sistema de control continuará, tal como lo ha hecho con las grúas móviles. Las ganancias en productividad y seguridad proporcionadas por los sistemas de control electrónico actuales se aprovecharán a medida que se desarrollen mejoras en el hardware y software disponibles.

En total, hemos avanzado mucho en sesenta años. Las demandas de los contratistas de aparejos, la creatividad de los diseñadores de equipos y la competencia entre los fabricantes de sistemas de pórtico nos garantizan que continuaremos progresando en los años venideros.

David Duerr, PE (retirado), presidente de 2DM Associates, ingresó a la industria del aparejo en 1974 como empleado de Hoffman International y desde entonces ha trabajado para VSL Corporation, Williams Crane & Rigging y McDermott International. Fundó 2DM Associates en 1986. Duerr es miembro de los subcomités ASME B30.1 y B30.20, miembro contribuyente del Comité ASME P30 y ha sido miembro del Comité ASME BTH desde sus inicios. Es autor de Telescopic Hydraulic Gantry Systems, una guía completa para la planificación e ingeniería de elevación de sistemas de pórtico hidráulico, y del Mobile Crane Support Handbook, una guía definitiva para la ingeniería de sistemas de soporte para grúas móviles.

Lectura sugerida

Las siguientes publicaciones son referencias muy útiles para los usuarios de sistemas de pórtico hidráulico.