Absorción de impactos en grúas

Balance energético

Los amortiguadores de impacto se utilizan para reducir la velocidad de una carga desde una velocidad relativa inicial entre el amortiguador y la carga hasta cero. Para especificar los ajustes correctos del amortiguador debemos proporcionar una distancia de caída libre o una velocidad relativa. La relación entre ambas se encuentra en el balance energético:

\frac{1}{2} m v^2 = m g h

Donde v es la velocidad relativa, g es la gravedad y h es la distancia de caída libre.

Para obtener más información sobre el cálculo de la velocidad relativa a partir del movimiento del buque, consulte la sección sobre gráficos de carga.

Los amortiguadores de impacto absorben energía según la siguiente ecuación:

E_{SA} = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Donde \mu es un factor de seguridad establecido en 0,9 (para evitar usar toda la longitud de carrera), \eta es la eficiencia del amortiguador,  S es la longitud de carrera del amortiguador y \psi es el factor dinámico (peso estático =1).

Una representación visual de la energía absorbida por el amortiguador de impacto se muestra en la figura siguiente.

Energy balance crane shock absorber

Como ejemplo sencillo, supongamos que tenemos un amortiguador de impacto con longitud de carrera de 1 metro y eficiencia del 50%. ¿Cuál es la caída libre máxima que puede tener la carga si la amplificación dinámica permitida es del 30%?

Simplemente usamos el balance energético para estimar:

m g h = \mu \eta S m g (\psi – 1)

Lo que se simplifica a:

h = \mu \eta S (\psi – 1) = 0.9 \cdot 0.5 \cdot 1 \cdot (1.3-1) = 13.5\ \text{cm}

Determinación de la longitud de carrera correcta

Es relativamente sencillo encontrar la longitud de carrera correcta basándose en los balances energéticos anteriores, que se ilustran en el gráfico (simplificado) a continuación, que proporciona la velocidad relativa máxima permitida basada en el factor dinámico (DAF, \psi ) y la carrera del amortiguador de impacto.

Dynamic amplification vs speed and stroke curves using crane shock absorber

Tipos de amortiguadores de impacto

Existen dos tipos principales de amortiguadores de impacto en el mercado:

  1. Amortiguadores de impacto convencionales, que no difieren sustancialmente de los PHC básicos, utilizan un resorte de gas combinado con una restricción de flujo (que puede diferir en las direcciones de extensión y retracción) que puede o no ser ajustable.
  2. Amortiguadores de impacto ligeros, que son un producto patentado suministrado exclusivamente por Norwegian Dynamics, que elimina efectivamente el resorte de gas y utiliza amortiguación dinámica que aumenta la eficiencia del amortiguador. Los principales beneficios para el cliente son menor costo, menor peso, menor tamaño y configuración más rápida.