Una grúa de manipulación a granel es aquella que, en lugar de un simple gancho que puede manejar una variedad de cargas suspendidas, tiene una cuchara integral para levantar cargas a granel como carbón, minerales, etc.
Cuando la cuchara es un cucharón con bisagras de dos piezas, se le conoce como cuchara para conchas o cucharón para conchas . Trabajar con la cuchara requiere cables adicionales desde el brazo de la grúa, por lo que requiere un diseño especializado de la grúa en su totalidad, no simplemente un accesorio. Algunas pinzas utilizan 2 cables para levantar y controlar, otras utilizan 4.
En 1927, Stothert & Pitt de Bath, Somerset, produjo la primera grúa especializada para manipulación a granel. [1] Esto fue para descargar carbón en la central eléctrica de Barking en Londres.
La cuchara debe seleccionarse de manera que el peso combinado de la cuchara y el contenido no exceda la carga de trabajo segura de la grúa. La masa del contenido depende de las propiedades del producto que se manipula; su densidad, características de flujo, ángulo de reposo, tamaño del grumo/grano, pureza (por ejemplo, si está húmedo o seco) y, en algunos casos, grado de asentamiento (por ejemplo, la carga de un barco se ha compactado debido a la vibración, balanceo, cabeceo y guiñada). un largo viaje).
La mayoría de las grúas para manipulación a granel están dedicadas a un solo producto, pero otras manipulan varios materiales y necesitan una selección de cucharas. Algunas aplicaciones (por ejemplo, mineral de manganeso) también pueden requerir el uso de dientes instalados en las mordazas para permitir la penetración. Otras aplicaciones (por ejemplo, semillas de colza) pueden requerir ser autosellantes y tener mandíbulas inferiores desplazadas con cortadores laterales dentados y cortados en ángulo para limitar las propiedades de flujo fácil.
Al descargar un barco, la cuchara puede ser más eficiente si se diseña con un cuerpo extendido de bajo perfil que permita alcanzar debajo de las escotillas del barco, eliminando cualquier necesidad de centrar el producto con acceso humano y de maquinaria. El mecanismo de agarre puede ser de cuatro cables, de doble cable, de descarga de anillo de cable simple, de descarga automática de cable simple, de cadena doble, de descarga automática de cadena simple, de descarga de anillo de cadena simple, hidráulico o electrohidráulico.
Los agarradores de cuerda tienen poleas para cuerda tanto en las vigas superiores como en las inferiores y se cierran tirando de las cuerdas de cierre para acortar el espacio entre las dos vigas. El diámetro mínimo de la polea está restringido por la relación entre el diámetro de la polea y el diámetro del cable, estando los hilos del cable sometidos a tensiones de flexión por fatiga si la polea es demasiado pequeña, lo que produce un fallo prematuro. El tamaño físico de las poleas determina el tamaño de las vigas y luego determina un punto de ruptura entre un diseño de cuatro cuerdas y uno de dos cuerdas. La fuerza de cierre en las mordazas de la carcasa y, a la inversa, la velocidad de cierre, están determinadas por el número de poleas en cada cable de cierre en las dos vigas. La cuerda de cierre se introduce en el mecanismo de agarre a través de una boca acampanada o de una disposición de pequeños rodillos. El peso de la cuchara está soportado por las cuerdas de sujeción y fijado a la viga superior, lo que permite cierta libertad angular. Los cables de sujeción y de cierre requieren tambores de enrollado separados en la grúa.
El mecanismo de los ganchos de cadena funciona del mismo modo que el de los ganchos de cuerda. Las cadenas están conectadas a los cables de la grúa mediante acoplamientos (por ejemplo, burdeos) que permiten la rotación. Una cadena eslabonada requiere una polea de diámetro mucho más pequeño que la cuerda equivalente, lo que crea un diseño de viga más pequeño y compacto. Las cadenas utilizadas en poleas de cadena son menos fáciles de inspeccionar en busca de desgaste y fatiga que las cuerdas que muestran deformación del hilo exterior mucho antes de fallar. La falla de una cuerda o cadena es un peligro muy severo (peligroso).
Las cucharas de descarga de anillo tienen una sola cuerda o cadena de soporte, lo que significa que un puerto con grúa limitada, o incluso el brazo de elevación de un barco, se puede utilizar en un puerto donde no hay instalaciones disponibles para el manejo a granel para cargar o descargar la carga. Del extremo de la pluma se cuelga un anillo de acero fundido a través del cual pasa la cuerda o cadena hasta la cuchara. El exterior del anillo tiene un labio en su borde inferior. La parte superior de la cuchara tiene un gancho pivotante que sobresale de la viga superior y que atrapa el labio y permite abrir y cerrar. El cucharón bivalvo del lado derecho de la fotografía de esta página en Cardiff es una cuchara de descarga con aro de cadena.
Las cucharas autovolcables también tienen una única cuerda o cadena de soporte. La viga inferior contiene un mecanismo de articulación con ganchos que se conectan a la viga superior, manteniendo cerrada la cuchara. Cuando la cuchara se baja sobre los escombros, los pesos liberan los ganchos y permiten que la cuchara se abra cuando se levanta. También se puede instalar en este tipo de mecanismo una palanca a la que se puede acoplar una larga cuerda que, cuando es tirada por un banquero, libera los pestillos del mecanismo y permite que la cuchara se abra en el aire (por ejemplo, encima de un camión o un tolva). La cuchara suele estar equipada con un amortiguador hidráulico para limitar la velocidad de apertura. El cucharón bivalvo que aparece en el lado izquierdo de la fotografía de esta página en Cardiff es una cuchara de cadena con descarga automática.
Generalmente, las cucharas tienen la parte superior abierta al cuerpo del caparazón. Las cucharas que manipulan polvos ligeros que pueden salir disparados de la cuchara a veces están equipadas con cubiertas que pueden fijarse o girarse en la conexión del brazo inferior.
Además de las cucharas con cuerpo, existen cucharas de púas, como las cucharas de cáscara de naranja, que tienen púas (normalmente 6 u 8) equipadas con placas completas que encierran completamente el producto cuando están cerradas. Otros recogedores de púas no tienen placa, algunos tienen placa parcial. Las cucharas de púas tienen la capacidad de penetrar en productos densos e integrados, como chatarra y minerales. También se suelen utilizar en plantas de reciclaje, donde se manipulan residuos generales.
Un agarrador de púas de cuerda o cadena tiene un cierre sincronizado de las púas. Otras cucharas de púas utilizan un cierre hidráulico con un ariete hidráulico en cada púa que proporciona movimiento independiente y una mejor penetración. El suministro y control hidráulico se genera en la grúa.
Algunas cucharas son electrohidráulicas y tienen un motor eléctrico en la viga superior que acciona una bomba hidráulica y todos los equipos de control. La grúa dispone de un cable de sujeción y un cable de alimentación y control eléctrico.
Una característica adicional que a veces se instala en la grúa, que se utiliza para restringir la tendencia de la cuchara a girar sobre el eje de las cuerdas de sujeción, es un mecanismo de eslogan (a veces denominado cuerda de agarre). El diseño puede variar, pero normalmente es un resorte helicoidal contenido dentro de un tubo horizontal con un tambor de cable en el extremo.
Cuando una carga es de tamaño más grueso que los minerales, comúnmente en el caso de chatarra, se puede utilizar una cuchara de cáscara de naranja en lugar de un caparazón. Estos tienen seis u ocho segmentos de "cáscara" articulados independientemente alrededor de un núcleo central. Son más capaces de agarrar una carga desigual, en lugar de simplemente recoger piezas pequeñas. Si la carga está hecha de piezas largas y delgadas, una cuchara también puede transportar mucho más de un solo "garra" a la vez.
Aunque las cucharas de piel de naranja se pueden colgar de cables en un brazo, también suelen montarse directamente en un brazo. Esto es más adecuado para agarrar cargas incómodas que, de otro modo, tenderían a volcar una cuchara colgante. También pueden utilizar sistemas hidráulicos para controlar los segmentos en lugar de pesos y cables de elevación.
En lugar de girar (rotar) la grúa para llegar a la tolva de entrega en tierra, una grúa canguro tiene su propia tolva incorporada debajo del brazo, que gira con ella a medida que gira la grúa. Verter el contenido de la cuchara en la tolva ahora solo requiere un movimiento de abatimiento más rápido, sin necesidad de girar para cada carga.
El término "grúa canguro" también se ha aplicado más recientemente a las grúas saltarinas , grúas torre utilizadas en la construcción de rascacielos que son capaces de elevar sus torres a medida que la construcción crece hacia arriba.
