1. Construcción y terminología de cuerdas
Comprender la construcción de las cuerdas es esencial para una especificación adecuada. Los cables de los ascensores se describen utilizando un sistema de notación estandarizado. Una designación común como "8 x 19 Seale" se descompone como:
8:Número de hilos de la cuerda.
19:Número de cables en cada hilo
Sello:Patrón de construcción de hilos (alternando capas de alambre grandes y pequeñas)
El patrón de construcción de los hilos afecta significativamente las propiedades de la cuerda:
| Patrón | Disposición de cables | Características | Uso típico |
|---|---|---|---|
| sellar | 9 núcleo exterior grande + 9 interior pequeño + 1 | Buena resistencia al desgaste, flexibilidad moderada. | Ascensores de pasajeros estándar |
| Warrington | Alternando cables exteriores grandes/pequeños | Alta flexibilidad, buena vida útil | Ascensores de alta-velocidad y alto-ciclo |
| Relleno | Pequeños alambres de relleno entre capas. | Excelente resistencia a la fatiga | Carga-pesada, polipastos para minas |
Los núcleos de las cuerdas brindan soporte estructural y ayudan a retener el lubricante. Los dos tipos principales principales son:
Núcleo de fibra (FC):Normalmente polipropileno o fibra natural. Ofrece una excelente flexibilidad y absorción de impactos, pero menor resistencia al aplastamiento. Adecuado para ascensores de velocidad baja a moderada.
Núcleo de cable independiente (IWRC):Un cable más pequeño que sirve como núcleo. Proporciona un 7-10% más de resistencia a la rotura, mejor resistencia al aplastamiento y mayor tolerancia a la temperatura. IWRC es estándar para aplicaciones de alta-velocidad y carga pesada.
2. Selección de materiales y grados
Los cables para ascensores se fabrican con alambre de acero con alto contenido de -carbono, con grados de resistencia a la tracción definidos por EN 12385-5 e ISO 4344. Los grados comunes incluyen 1570 MPa, 1770 MPa y 1960 MPa. Las cuerdas de mayor calidad ofrecen mayor resistencia para un diámetro determinado, pero son menos flexibles y más susceptibles a la fatiga.
Pauta de selección: For speeds below 2.5 m/s with moderate traffic, 1570 MPa Seale rope with IWRC is the standard choice. For high-speed (>3.0 m/s) or high-cycle (>500 viajes/día), el cable Warrington de 1770 MPa proporciona una vida útil superior a la fatiga. El grado 1960 debe reservarse para aplicaciones especiales donde las restricciones de diámetro limitan el tamaño de la cuerda.
Hay cuerdas galvanizadas disponibles para ambientes con alta humedad o exposición a químicos. El recubrimiento de zinc aumenta aproximadamente un 5% el diámetro del cable y reduce la resistencia a la rotura entre un 3 y un 5%, pero prolonga la vida útil en ambientes corrosivos en un 50% o más. Los cables de acero inoxidable (normalmente AISI 316) se utilizan en entornos extremos, como aplicaciones marinas o instalaciones de procesamiento de alimentos, pero cuestan entre 4 y 6 veces más que el acero al carbono estándar.
3. Tamaño de la cuerda y factor de seguridad
La norma EN 81-20 especifica que el factor de seguridad mínimo para cables de suspensión debe ser al menos 12 para ascensores de tracción con tres o más cables, o 16 para ascensores con solo dos cables. El factor de seguridad se define como la relación entre la resistencia a la rotura agregada de todos los cables y la tensión estática máxima bajo carga nominal.
Para un ascensor de tracción con 4 cables de 10 mm de diámetro, construcción Seale 8×19, grado 1570 MPa:
Resistencia mínima a la rotura por cuerda: aproximadamente 52 kN
Resistencia a la rotura agregada: 4 × 52 kN=208 kN
Tensión estática máxima (carga del + 50% de la cabina + peso del cable): aproximadamente 15 kN para un ascensor típico de 630 kg
Factor de seguridad: 208 / 15=13.9 (cumple con el requisito EN 81-20 de mayor o igual a 12)
Las cuerdas de compensación (utilizadas en ascensores-de gran altura para compensar el peso de las cuerdas de suspensión) tienen un tamaño similar pero con un factor de seguridad reducido mayor o igual a 8, ya que no transportan carga de pasajeros directamente.
4. Patrones de desgaste y modos de falla
4.1 Desgaste externo
El desgaste externo se manifiesta como una reducción en el diámetro del cable debido a la abrasión contra la polea de tracción, las poleas de desviación y las poleas compensadoras. El desgaste normal reduce el diámetro gradualmente a un ritmo de 0,01-0,03 mm por año para cables bien lubricados en ambientes limpios. El desgaste acelerado ocurre cuando:
Las ranuras de la polea de tracción están desgastadas o mal maquinadas.
La tensión de las cuerdas es desigual entre las cuerdas (lo que provoca un reparto desigual de la carga)
El lubricante está agotado o contaminado.
Entra polvo abrasivo en la sala de máquinas
EN 81-20 exige la sustitución del cable cuando la reducción del diámetro del peor cable supera el 6% del diámetro nominal para cables de tracción o el 10% para cables reguladores.
4.2 Desgaste interno y degradación del núcleo
El desgaste interno es más peligroso que el desgaste externo porque no es visible durante la inspección de rutina. Cuando los cables se doblan sobre las poleas, los cables internos rozan entre sí y contra el núcleo. Esto produce residuos de desgaste (a menudo llamados "polvo de cuerda") que se acumulan dentro de la cuerda. Con el tiempo, el núcleo se degrada, lo que reduce la capacidad de la cuerda para distribuir la carga de manera uniforme entre los hilos.
El desgaste interno se evalúa midiendo el diámetro del cable en múltiples puntos y comparando las medidas. Un perfil en forma de "botella-" - donde el diámetro se reduce en el medio de las zonas de flexión de la cuerda - indica degradación interna del núcleo. Los equipos de prueba de cuerdas magnéticas (MRT) pueden detectar roturas de cables internos de forma no-destructiva y son cada vez más requeridos por los organismos reguladores y de seguros para instalaciones de gran-altura.
4.3 Descansos por fatiga
La falla por fatiga ocurre cuando los cables individuales se rompen debido a una tensión de flexión cíclica. Las roturas de alambre generalmente se inician en los puntos de contacto entre alambres dentro de un torón o en los puntos de cruce de torones. El número de cables rotos visibles es un criterio de sustitución principal:
| Ubicación | Umbral de reemplazo (cables rotos) |
|---|---|
| Dentro de una longitud de tendido de cuerda (aproximadamente. 6-8× diámetro de la cuerda) | Mayor o igual a 6 alambres rotos para cuerda de 8 torones |
| En la terminación del cable (enchufe o cuña) | Mayor o igual a 3 cables rotos |
| Desgaste externo del alambre (reducción de diámetro) | Mayor o igual al 6% del diámetro nominal |
4.4 Corrosión
La corrosión reduce la resistencia de la cuerda y acelera la fatiga. El óxido superficial suele ser superficial, pero la corrosión por picaduras crea concentradores de tensión que inician grietas por fatiga. Los cables que muestren picaduras profundas, manchas significativas de óxido o flexibilidad reducida debido a la corrosión deben reemplazarse independientemente del número de cables rotos.
5. Protocolo de inspección
La norma EN 81-20 exige inspecciones visuales de los cables a intervalos que no excedan los 12 meses. La inspección debe cubrir:
Examen completo:Haga funcionar el automóvil en todo su recorrido mientras inspecciona visualmente todas las secciones de cuerda visibles con iluminación adecuada.
Medida de diámetro:Mida el diámetro de la cuerda en tres puntos por cuerda usando un pie de rey o un calibre de cuerda. Registre las mediciones y compárelas con lecturas anteriores.
Número de cables rotos:Examine cada cable en busca de alambres rotos, prestando especial atención a las áreas de curvatura alta-(zona de contacto de la polea de tracción, poleas de desviación).
Condición del lubricante:Evalúe si las cuerdas retienen el lubricante adecuado. Las cuerdas secas requieren re-lubricación; Las cuerdas contaminadas (con polvo, arena o agua) requieren limpieza y re-lubricación.
Inspección de terminación:Examine los casquillos, cuñas y guardacabos de las cuerdas en busca de grietas, deformaciones o accesorios flojos.
Ecualización de tensión:Verifique que las tensiones de las cuerdas estén equilibradas dentro del 5% utilizando un medidor de tensión de cuerdas.
6. Mejores prácticas de reemplazo
6.1 Reemplazo del juego completo
Cuando cualquier cuerda en un juego alcanza los criterios de reemplazo,Todas las cuerdas de ese juego deben reemplazarse simultáneamente.. Los cables nuevos y viejos tienen diferentes características de alargamiento elástico y diámetros, lo que lleva a un reparto desigual de la carga si se mezclan. Una carga desigual acelera el desgaste de los cables nuevos y puede sobrecargar las ranuras de la polea de tracción.
6.2 Instalación de la cuerda
Las cuerdas nuevas deben instalarse con cuidado para evitar que se doblen, se tuerzan o se produzcan daños internos. Los pasos clave incluyen:
Desenrolle las cuerdas del carrete de envío sin que se tuerzan (use una plataforma giratoria si es posible)
Pase cuerdas a través de poleas sin arrastrarlas por el suelo.
Aplique el lubricante inicial-recomendado por el fabricante antes de la instalación.
Instale dispositivos compensadores de cuerda (si los hay) antes de tensar
Tense las cuerdas según la precarga especificada y verifique que la tensión sea igual en todo el conjunto.
Haga funcionar el elevador entre 50 y 100 ciclos sin carga para asentar los cables en las ranuras de las poleas.
6.3 Verificación posterior-al reemplazo
Después del reemplazo de la cuerda, realice:
Verificación de tracción (prueba de deslizamiento) para confirmar la fricción adecuada entre los cables y la polea.
Prueba de sobrecarga al 125 % de la carga nominal según los requisitos de EN 81-20
Nueva-inspección después de 30 días de servicio para comprobar si hay cambios de tensión y señales de desgaste prematuro.
