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Gatos telescópicos

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Figura 11: Ilustración superior
por Abe Salehpour y Don Brown

Los gatos telescópicos existen desde hace décadas. Una demolición reciente de un edificio de nueve pisos de la década de 1920 en el centro de Los Ángeles descubrió un ascensor operado por una unidad hidráulica de agua y levantado por un gato telescópico. Si bien estos primeros diseños eran funcionales, en muchos casos suponían más problemas de los que valían la pena. Los gatos telescópicos no sincronizados, por ejemplo, tenían una mala calidad de marcha, ya que cada etapa actuaba independientemente de la otra en cualquier dirección. La tecnología actual es mucho más avanzada y los usos modernos de los gatos telescópicos son mucho más versátiles porque satisfacen las necesidades de una industria cambiante.

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Después de leer este artículo, debería haber aprendido:
♦ Por qué se instalaría un gato telescópico
♦ Acerca de los diseños básicos de gatos telescópicos, incluidos los gatos de dos y tres etapas
♦ Cómo funciona el gato telescópico
♦ Los requisitos de diseño para el uso de gatos telescópicos
♦ Acerca de las aplicaciones de gatos telescópicos
♦ Acerca de la instalación y el servicio del gato telescópico, incluida la resincronización y el reemplazo de la empaquetadura del gato

Los gatos telescópicos brindan soluciones para requisitos de espacio complicados, modernización, nuevos diseños de construcción y reemplazos de cilindros, al mismo tiempo que poseen beneficios intrínsecos como la reducción de la contaminación. Otras ventajas incluyen que no es necesario perforar ningún orificio y no hay cuerdas, reguladores o dispositivos de seguridad. En algunas aplicaciones que pueden requerir un empotramiento parcial en el piso del pozo, se recomendaría un gato telescópico sin orificios de dos a cuatro topes.

Diseño operativo de gato telescópico

Hay tres enfoques para el diseño de gato telescópico: no sincronizado, que permite que cada pistón se extienda completamente antes de que se mueva el siguiente; sincronización externa, que opera a través de una serie de cables y poleas o cadenas y piñones que permiten que todos los pistones se muevan a la misma velocidad y tiempo (Figura 1); y sincronización interna, que opera con todos los pistones subiendo y bajando a la misma velocidad y al mismo tiempo mediante la transferencia de aceite desde una cámara exterior a la cámara interior de los pistones superiores (Figura 2). Este último diseño proporciona la mejor calidad de marcha.             

Dentro de estos tres diseños hay dos opciones populares de gatos telescópicos que se centran en la sincronización interna:

  1. Gatos telescópicos de dos etapas, que constan de un pistón superior, un pistón inferior, un cilindro, un cojinete de culata y una empaquetadura (en cada pistón). El pistón inferior está equipado con un empaque interno, que se encuentra en el extremo inferior y se apoya contra el cilindro pulido internamente (Figura 2).
  2. Gatos telescópicos de tres etapas, que constan de un pistón superior, un pistón intermedio, un pistón inferior, un cilindro, una guía seguidora (requerida por el código), un cojinete de culata y una empaquetadura (en cada pistón). Los pistones intermedios e inferiores están equipados con un empaque interno, que se encuentra en el extremo inferior y se apoya contra los cilindros pulidos internamente (Figura 3).

Cada uno de estos dos gatos telescópicos está diseñado para aplicaciones "guiadas" únicamente. Según ASME A17.1 / CSA B44, 3.18.2.7.2:

“El pistón telescópico tendrá cada etapa del pistón guiada internamente. Si se utilizan más de dos etapas, se deben proporcionar guías externas para cada sección de pistón. Las guías externas deben estar diseñadas y construidas para cumplir con todos los requisitos aplicables de la sección 2.15 del código ”.

En otras palabras, el bastidor de la cabina al que está fijada la unidad de gato está soportado y guiado rígidamente. Es posible que se requiera un estabilizador guiado (seguidor) en las cabezas móviles para cumplir con los requisitos del código (Figura 3). Los gatos telescópicos son de una sola pieza.

Cómo funciona un gato telescópico

Dirección arriba

Para ilustrar mejor cómo funciona el gato telescópico, hemos elegido el gato telescópico de dos etapas, que está sincronizado internamente (los pistones suben a la misma velocidad y al mismo tiempo). Para seguir el flujo de aceite y la presión, una vez que se registra una llamada ascendente, el controlador, la bomba / motor y la válvula de control comienzan la secuencia ascendente. Comenzando con la sección inferior (Figura 4), la cámara inferior (# 1) está unida a la entrada (# 2), donde se bombea el aceite. La cámara se llena de aceite y la presión debajo de los sellos internos (que separa las secciones superior e inferior) obliga al pistón inferior (n. ° 3) a moverse hacia arriba.

La ley de Pascal explica lo que sucede a continuación: en un sistema cerrado, la presión es igual en todas las direcciones. Por lo tanto, en el instante en que hay flujo de aceite, el pistón superior comienza a elevarse por la presión proporcionada por el movimiento del pistón inferior, al cual se le está suministrando aceite desde la entrada (Figura 5). Esto se logra mediante la transferencia de aceite desde el área de color verde (cámara exterior superior) al área de color azul (cámara interior de la segunda etapa). La velocidad a la que se mueven los pistones es directamente proporcional al flujo de aceite en la entrada. Ambos pistones ahora se mueven simultáneamente a la misma velocidad. Cuando están completamente extendidos, ambos pistones se han movido la mitad del recorrido de la elevación total (Figura 5). Suponga que la elevación total es de 12 pies; luego, los pistones superior e inferior se mueven cada uno 6 pies.

Dirección hacia abajo

Cuando se registra una llamada de bajada y se inicia la secuencia de bajada, comenzaremos con la Figura 5 y trabajaremos hacia atrás a la Figura 4. A medida que el elevador desciende por gravedad, se libera presión en la cámara inferior (# 1), debajo de los sellos internos , permitiendo que el aceite regrese al tanque. El pistón inferior comienza a moverse hacia abajo. El aceite en la sección superior sobre los sellos internos, comienza a transferirse desde la cámara interior a la cámara exterior de la segunda etapa y el pistón superior comienza a moverse hacia abajo.

Requisitos de diseño para seleccionar un gato telescópico

Las principales consideraciones para decidir qué diseño de gato telescópico seleccionar son:

  • Gastos generales
  • Viaje total
  • Profundidad del hoyo
  • Carga bruta
  • Espacio horizontal
  • Velocidad del coche

La primera consideración al seleccionar un gato telescópico es el tamaño del gato en sí. El tamaño adecuado depende de la carga bruta y el recorrido total (Figura 6). Lo siguiente es la velocidad del automóvil, que determinará el sobrecarrera superior e inferior (Figura 7). Se recomienda dejar 2 pulgadas más de sobrecarrera superior que sobrecarrera inferior. Esto es para permitir más tiempo entre resincronizaciones. (Consulte el subtítulo "resincronización" a continuación).

Para que el gato telescópico encaje verticalmente, se debe calcular lo siguiente (Figura 8). La dimensión superior real es la suma de la altura de la cabina en el rellano superior, más el sobrecarrera superior (TOT), más 3 pies, 7 pulgadas, que es el requisito del código para el espacio de refugio superior. Sume la altura total y la profundidad del pozo a esta dimensión para encontrar la altura total del hueco del ascensor:

  • Sobrecarrera inferior (BOT) = marcha lenta + compresión del resorte + holgura inferior
  • Carga bruta = peso del automóvil + capacidad + peso del pistón superior (un gato de tres etapas o más debe incluir todos los pesos de pistón intermedios).
  • TOT = parte inferior recomendada sobre el recorrido + 2 pulg.

Para determinar si el gato telescópico encajará horizontalmente (Figura 9), necesitamos conocer la distancia entre el borde de la plataforma y la pared.

Aplicaciones de gato telescópico

Un gato telescópico enterrado (Figura 10) suele ser la mejor opción para la reparación y modernización. Los gatos telescópicos enterrados también se utilizan comúnmente para reemplazar los gatos de una etapa en el suelo, donde la perforación para el recorrido completo no está disponible porque los gatos telescópicos tienen una altura total de colapso más pequeña.

El gato debe estar ubicado en el centro de carga del elevador y sellado y protegido con PVC o revestimiento de gato. Si el espacio libre requerido entre la plataforma y la pared del hueco del ascensor es demasiado pequeño para gatos telescópicos sin orificios, la selección de gatos telescópicos enterrados sería la mejor opción.

Al modernizar o cambiar un gato enterrado a una aplicación sin orificios con un recorrido de 12 a 35 pies, la primera consideración es asegurarse de que el gato seleccionado encaje entre la plataforma y la pared del hueco del ascensor (Figura 9). Una vez que se determina que el gato telescópico encaja, se deben permitir los cambios físicos agregando una placa de platina al marco del automóvil y / o agregando un marco secundario del automóvil para levantarlo. Al cambiar un gato de una etapa existente con un gato telescópico, tenga en cuenta que la velocidad del automóvil y la presión cambiarán. Es posible que la unidad de potencia también deba modificarse.

La nueva construcción le dará la versatilidad de elegir un gato telescópico sin orificios de dos postes con la flexibilidad de acomodar un gato parcial en el suelo si no hay suficiente sobrecarga.

Utilice lo siguiente para determinar la selección del gato sin agujeros:

  • Cuando la elevación total es de 12 pies, se pueden usar gatos sin orificios de una sola etapa.
  • Si la elevación total es de 22 pies, se pueden aplicar gatos telescópicos de dos etapas.
  • Para una elevación total de 35 pies, se pueden utilizar gatos telescópicos de tres etapas.

Al usar esta aplicación hipotética (velocidad del automóvil de 125 pies por minuto; elevación total de 23 pies y 6 pulgadas; altura de la cabina de 8 pies; espacio de refugio de 3 pies y 7 pulgadas; y profundidad del pozo de 4 pies. ), se puede determinar si el gato encajará verticalmente. La sobrecarga real disponible para este ejemplo basada en las fórmulas anteriores es (8 pies + 11 pulg. + 3 pies, 7 pulg.) 12 pies, 6 pulg. Para el recorrido total, use la fórmula “elevación total + TOT + BOT ”, como se recomienda en la Figura 7. En este caso, 23 pies, 6 pulg. + 11 pulg. + 9 pulg. = 25 pies, 2 pulg. Para la altura del gato colapsado, ya que es un gato telescópico de dos etapas , divida el recorrido total por dos y agregue un valor constante (C) de 18 pulg. para una altura de colapso de 14 pies, 1 pulg. La constante C cambiará según el modelo y el fabricante.

Ahora procedemos a calcular la sobrecarga mínima requerida completando las medidas faltantes de la caja del ascensor como se muestra en la Figura 11. Comenzando con "A" (parte superior del pistón), que es la suma de la altura colapsada de 14 pies, 1 pulg. . + BOT de 11 pulg. - profundidad del pozo de 4 pies = 11 pies. Ahora, agregue el valor de “B”, 2 pulg., Que será para la almohadilla de aislamiento y el grosor de la platina para la parte superior de la dimensión del montante. Luego, agregue 1 pulgada para determinar el punto más alto, luego agregue el TOT. y agregue 6 pulg., que es el espacio libre mínimo desde el punto más alto del montante, lo que resulta en (11 pies + 2 pulg. + 1 pulg. + 6 pulg.) 11 pies, 9 pulg. de sobrecarga mínima. Dado que la sobrecarga mínima es menor que la sobrecarga real disponible, entonces el gato seleccionado encajará verticalmente en el hueco del ascensor. Si este no fuera el caso, incrustar parcialmente el gato en el piso del pozo puede ser una solución. Se encuentran disponibles tablas de tamaño completas al solicitar gatos telescópicos sin orificios. Estas fórmulas se aplican a aplicaciones en voladizo y sin orificios dobles.

No se recomienda utilizar gatos telescópicos para uso residencial, principalmente porque la resincronización automática no está disponible en los controladores de ascensores residenciales. Además, la mayoría homelos propietarios no tienen contratos de servicio para sus sistemas de ascensores.

Servicio de gato telescópico

Al dar servicio a un gato telescópico, primero asegúrese de que no haya aire en el sistema. Tras la instalación inicial y / o reembalaje, la eliminación cuidadosa de todo el aire en el sistema aliviará un paseo rebotante y, en algunos casos, la necesidad de resincronización. Hay puertos de alivio de aire en cada etapa del gato telescópico para purgar el aire. Además, asegúrese de que el gato telescópico (como con todos los gatos) esté vertical. Otra condición que crearía una situación de falta de sincronización es la fuga o filtración, causada por un pistón dañado o sellos desgastados.

Resincronización

Si ocurriera la necesidad de resincronización, se pueden emplear métodos manuales o automáticos usando un circuito especial en el controlador. Si los pistones no están sincronizados, la (s) unidad (es) de gato deben estar completamente colapsadas para resincronizar. Antes de iniciar el proceso de resincronización, cada conjunto de cabezal de gato debe estar libre de aire. Para purgar el aire, comience con el conjunto del cabezal superior y continúe hacia abajo. Los puertos de alivio de aire están ubicados en las bridas de los conjuntos de la cabeza del gato.

Resincronización manual

Para realizar la resincronización manual, desconecte la alimentación del sistema y retire los resortes y espaciadores de los soportes de amortiguación. Con un manómetro montado en el lado del gato de la válvula de control, baje el automóvil abriendo la válvula de descenso manual hasta que los pistones toquen fondo y el manómetro indique "0". Luego, cierre inmediatamente la válvula de descenso manual. En este punto, los pistones deben estar completamente colapsados ​​y la distancia de los pistones expuestos entre las cabezas y las bridas debe ser aproximadamente igual. Aplique energía al sistema, levante el automóvil y vuelva a instalar los resortes y espaciadores en los soportes de amortiguación. Haga funcionar el automóvil hacia arriba y hacia abajo varias veces para asegurarse de que no haya aire en los conectores y que el sistema esté sincronizado. Repita el proceso si es necesario.   

Resincronización automática

En funcionamiento automático, el circuito especial en el controlador debe permitir que el automóvil descanse sobre los resortes amortiguadores. Esto se puede programar para que ocurra a una hora específica del día o después de un número determinado de recorridos del ascensor. Dado que los pistones deben colapsar completamente para resincronizarse, la longitud del perno que conecta la platina con el pistón superior debe ser lo suficientemente larga, al menos la distancia igual a la carrera del amortiguador y la holgura inferior (Figura 12) para que esto suceda. Asegúrese de que la parte superior del perno cumpla con los requisitos de espacio libre superior del código.

Instrucciones de instalación para gatos telescópicos EECO

El proceso de instalación de los gatos telescópicos sin orificios de Elevator Equipment Corp. (EECO) es el siguiente:

  1. Retire con cuidado el cartón protector exterior del gato, pero deje los cartones protectores interiores en su lugar (Figura 15).
  2. Localice y retire los purgadores de aire (Figura 13) de su bolsa de plástico. Quite los tapones de tubería de la entrada del gato y la brida fija (más baja) e instale los purgadores de aire (Figura 14).
  3. Localice, aplome e instale el gato en el hueco del ascensor.
  4. Conecte la línea de alimentación de aceite y retire el soporte de envío (Figura 15). La sección superior de cada gato está llena de aceite de alta lubricidad para facilitar la instalación y el funcionamiento.
  5. Ajuste la presión de alivio de la válvula de control para que el sistema esté presurizado sin levantar el automóvil (aproximadamente 25-50 psi).
  6. Abra el purgador de aire, comenzando por la cabeza superior.
  7. Haga funcionar la bomba hasta que se purgue todo el aire del gato.
  8. Cierre el purgador de aire para evitar pérdidas innecesarias de aceite.
  9. Repita los pasos 6 a 8 para cada cabezal.
  10. Repita los pasos del 6 al 9 para cada conector.          
  11. Restablezca la presión de alivio de la válvula de control.
  12. Active la bomba / motor para mover los pistones unos centímetros. Retire los cartones internos del conector (Figura 15).
  13. Eleve los gatos aproximadamente a la mitad del recorrido para asegurarse de que los pistones permanezcan a plomo.
  14. Haga funcionar el elevador a la velocidad de inspección para garantizar un funcionamiento suave sin atascos ni interferencias de componentes.

Reemplazo del empaque del gato telescópico

Uno de los mitos sobre el reembalaje de los gatos telescópicos modernos, creado por diseños anteriores, es lo difícil y lento que es este proceso. En realidad, reempacar los gatos telescópicos no es mucho más difícil que reempacar un gato de una etapa, aunque en algunos casos, un reempaquetado puede requerir la remoción de más de un conjunto de cabezal. Las siguientes son instrucciones típicas para el reemplazo de la empaquetadura del gato EECO. Para la preparación, los pasos son:

  1. Ejecute el automóvil por encima del piso inferior para acceder al foso.
  2. Asegure el automóvil con seguridad.
  3. Desconecte el pistón de la placa de platina y baje completamente los pistones abriendo la válvula de descenso manual. No debe haber presión en el sistema con los pistones completamente colapsados.
  4. Cierre todas las válvulas de seguridad. Abra y etiquete la desconexión de la línea principal. Ponga el interruptor de boxes en "OFF".
  5. Con trapos, limpie el aceite y la suciedad de la parte superior del gato.

Siga estos pasos para reemplazar el empaque en el cabezal superior:

  1. Retire los pernos de la cabeza superior y la cabeza.
  2. Retire el sello de la empaquetadura, el anillo limpiador, el cojinete y la junta tórica.
  3. Reemplace el sello de la empaquetadura, el anillo limpiador, el cojinete y la junta tórica.
  4. Reemplace la cabeza superior, asegurándose de no dañar la junta tórica.

Siga estos pasos para reemplazar el empaque en el cabezal inferior:

  1. Retire los pernos de la cabeza superior y la cabeza.
  2. Desatornille y retire la brida superior.
  3. Retire los tornillos inferiores y la cabeza.
  4. Reemplace el sello de la empaquetadura, el anillo limpiador, el cojinete y la junta tórica.
  5. Reemplace la cabeza inferior, asegurándose de no dañar la junta tórica.
  6. Reemplace la junta tórica en la brida superior. Reemplace el cabezal superior y la brida, asegurándose de no dañar las juntas tóricas.

Siga estos pasos para reemplazar el empaque interno:

  1. Cierre todas las válvulas de seguridad. Coloque un recipiente debajo del desagüe / purgador en la entrada, luego retire el desagüe / purgador.
  2. Retire las cabezas superior e inferior y desatornille las bridas.
  3. Retire el aceite atrapado entre el pistón inferior y el cilindro. Se recomienda utilizar la bomba de evacuación EECO EP-1 para facilitar la eliminación del aceite residual atrapado.
  4. Vuelva a atornillar la brida superior y fíjele una correa de elevación.
  5. Levante lentamente el pistón inferior hasta que salga del cilindro.
  6. Quite los tornillos en la parte inferior del pistón inferior.
  7. Retire la tapa del cojinete, los sellos y el cojinete.
  8. Reemplace el sello de la válvula de transferencia, los sellos del empaque y el cojinete. Asegúrese de que la forma de U de los sellos del empaque interno apunte en la dirección correcta (Figura 16).
  9. Use el “anillo de instalación” provisto para instalar el pistón inferior en el cilindro (Figura 16). Retire el anillo de instalación y continúe con el resto de la instalación.

Vuelva al servicio siguiendo estos pasos:

  1. Después de que se hayan reemplazado todas las empaquetaduras y se haya vuelto a ensamblar el gato, mueva el motor para presurizar el sistema. Esto elimina el aire a través de los purgadores. Si los pistones comienzan a moverse, deténgase y espere hasta que bajen. Repita la activación del motor hasta que ya no salga aire de los purgadores.
  2. Cierre los purgadores cuando salga un chorro constante de aceite, luego mueva cuidadosamente el motor para subir los pistones a la platina. Tenga en cuenta que sin el peso del automóvil, el pistón superior a veces se mueve más rápido, y cuando golpea el anillo de tope, el aceite atrapado en la sección superior no puede ir a ninguna parte, por lo que el pistón inferior también se detendrá, aunque no haya llegado al tope. anillo. Para extender los pistones más alto, purgue un poco de aceite para que ambos pistones se muevan nuevamente.
  3. Una vez que los pistones se hayan fijado a la platina y se haya liberado el automóvil, haga funcionar el automóvil completamente hacia abajo para obtener la sincronización. Tenga en cuenta que no debe haber aire en los conectores.

Conclusión

Comprender cómo funcionan los gatos telescópicos es el primer paso para usarlos correctamente. Si se tiene cuidado de instalar un elevador y se mantiene adecuadamente, producirá muchos años de servicio continuo. Lo mismo ocurre con los gatos telescópicos.

Los gatos telescópicos están abordando muchos problemas que presenta la logística de la modernización; por ejemplo, limitaciones de espacio, suelo contaminado y, en muchos casos, ahorro de mano de obra durante la instalación. Los edificios con equipos de elevadores hidráulicos anticuados con problemas de gatos en el suelo pueden necesitar reparaciones frecuentes, pero la función y el diseño únicos del gato telescópico están ayudando a resolver muchos de estos problemas.

Preguntas de refuerzo del aprendizaje

Utilice las siguientes preguntas de refuerzo del aprendizaje para estudiar para el Examen de evaluación de educación continua disponible en línea en www.elevatorbooks.com o en la p. 117 de este número.
♦ ¿Cuál es la diferencia entre gatos telescópicos sincronizados y no sincronizados?
♦ ¿Cuál es el único parámetro adicional requerido por el código en un gato telescópico de tres etapas que no se requiere en un gato de dos etapas?
♦ ¿Por qué un pistón de gato telescópico de dos etapas solo mueve la mitad de la distancia de recorrido total?
♦ ¿Cuáles son los tres requisitos principales para determinar si un diseño de gato telescópico encajará verticalmente en el hueco de un ascensor?
♦ ¿Cuáles son las principales ventajas de usar gatos telescópicos en proyectos de nueva construcción y reemplazo?

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Abe Salehpour y Don Brown

Abe Salehpour y Don Brown

Abe Salehpour es presidente de Elevator Equipment Corp. (EECO). Comenzó su carrera en la industria de ascensores al unirse a EECO en 1993. Además de administrar EECO, ha estado involucrado en el desarrollo de nuevos productos, así como en la mejora de la línea de productos de EECO existente, como válvulas de control hidráulico, durante los últimos 20 años. . Salehpour recibió su doctorado en Ingeniería Mecánica de la Universidad Carnegie-Mellon en 1981. Puede ser contactado por correo electrónico: asalehpour@eecomail.com.

Don Brown es el ingeniero jefe de productos de EECO, y ha estado en la compañía desde 2005. Comenzó su trabajo en la industria de los ascensores en 1982, mientras asistía a la Universidad Estatal de San Diego en California. Desde entonces ha estado involucrado en ventas, fabricación, ingeniería, capacitación de campo e instalaciones. Puede comunicarse con Brown en el correo electrónico: dbrown@eecomail.com.

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