Parti e funzioni della gru: una guida completa a ogni componente e sistema chiave

Una gru sembra semplice da lontano. Un carico si solleva, il braccio oscilla attraverso il cantiere, il gancio ritorna giù e tutti a terra presumono che il ciclo successivo sarà esattamente lo stesso. Dietro quel movimento ripetibile si trova una vasta famiglia di componenti, ciascuno con un compito ristretto e ben definito, e ognuno di essi influenza silenziosamente la sicurezza e la fluidità del sollevamento.

Comprendere le parti e le funzioni della gru è importante ben oltre il superamento di un esame tecnico. Gli operatori che possono immaginare cosa sta succedendo sotto il ponte, le squadre di manutenzione che possono risalire a un sintomo alla sua origine e gli ingegneri che selezionano i componenti sostitutivi prendono tutte decisioni migliori quando vedono la macchina come un sistema connesso. In questa guida esaminiamo i principali gruppi gru, spieghiamo cosa fa ciascuna parte e prestiamo particolare attenzione ai componenti rotanti che spesso determinano il comportamento di una gru nel servizio quotidiano.

Panoramica dei componenti della gru: lavori inferiori e lavori superiori

Quasi tutte le gru, da un'unità compatta montata su autocarro a una macchina cingolata pesante, possono essere divise in due metà cooperanti. Le parti inferiori sostengono la macchina e la mantengono ferma. Le opere superiori effettuano il sollevamento e l'oscillazione.

Le opere inferiori di solito includono:

• Un vettore o un carrello che fornisce mobilità e una base rigida
• Stabilizzatori su gru mobili o cingoli su macchine con braccio a traliccio, che distribuiscono il carico sul terreno
• Il telaio portante e la trasmissione, compresi motori, assi e sterzo
• Cilindri di sollevamento, galleggianti e travi stabilizzatrici utilizzati per livellare la gru prima del sollevamento

Le opere superiori, spesso chiamate sovrastruttura, ruotano come un unico assieme e tipicamente contengono:

• Il telaio girevole che collega insieme braccio, macchinario e contrappeso
• Strutture del braccio, del braccio e dell'albero
• Argani di sollevamento e boma insieme alle relative funi e pulegge
• La cabina dell'operatore, i sistemi di controllo e l'elettronica di sicurezza
• Il cuscinetto di rotazione e l'unità di rotazione che collegano i lavori superiore e inferiore e rendono possibile la rotazione

Quest'ultimo gruppo merita uno sguardo più attento, perché una gru che solleva bene ma oscilla male è una gru che a nessuno piace manovrare.

La struttura di sollevamento: braccio, braccio e contrappeso

Il braccio è alla portata della gru. I bracci telescopici utilizzano cilindri idraulici per estendere e ritrarre le sezioni annidate, il che li rende veloci da impostare e ideali per il lavoro mobile. I bracci reticolari sono costruiti da un traliccio di corde e allacciature e, sebbene richiedano più tempo per il montaggio, offrono rapporti resistenza/peso molto elevati per portate lunghe e picconi pesanti.

Il braccio estende il raggio di lavoro oltre la punta del braccio principale, consentendo alla gru di raggiungere posizioni che il braccio da solo non può coprire. Su molte macchine il braccio può essere inclinato, il che è utile quando si solleva vicino a un muro o dietro un ostacolo. La struttura del montante o del paranco supporta le funi pendenti e controlla l'angolo del braccio.

Il contrappeso bilancia il carico. La sua massa è posizionata dietro il centro di rotazione in modo che il momento ribaltante creato dal carico sia parzialmente compensato. Le configurazioni del contrappeso vengono generalmente regolate per ciascun lavoro: un contrappeso maggiore consente scelte più pesanti a raggi brevi, mentre un contrappeso inferiore è adatto al lavoro a raggio lungo e riduce la pressione sul terreno. Comprendere questo compromesso è una delle funzioni della gru più pratiche da padroneggiare, poiché influisce direttamente sui grafici della capacità e sulla pianificazione del sito.

Il sistema di sollevamento: argani, fune, gancio e pulegge

Il sistema di sollevamento è ciò che effettivamente solleva e abbassa il carico e le sue parti funzionano come una catena:

• Il tamburo del verricello immagazzina la fune metallica e ruota sotto il controllo di un motore idraulico o elettrico
• Il riduttore del verricello moltiplica la coppia del motore in tiro di linea utilizzabile
• Il freno trattiene il carico quando l'operatore rilascia il comando
• La fune metallica sostiene il carico e deve essere ispezionata per verificare la presenza di fili rotti, schiacciamenti e corrosione
• Le pulegge guidano la fune e determinano il numero di parti della fune, che stabilisce il rapporto tra la trazione della fune e la capacità di sollevamento
• Il bozzello o la sfera di revisione fornisce l'interfaccia tra la fune e il sartiame

L'aggiunta di più parti di fune riduce il carico su ciascun segmento di fune e aumenta la capacità di sollevamento, a scapito della velocità del paranco. Scegliere la giusta catenaria è quindi un equilibrio tra il peso da sollevare e il tempo ciclo richiesto dal lavoro.

Il sistema di rotazione: le parti che fanno girare la gru

Il sistema di rotazione è il cuore della rotazione della gru ed è costituito da due componenti principali: il cuscinetto di rotazione e l'unità di rotazione.

Il cuscinetto volvente, chiamato anche ralla, è un grande cuscinetto volvente che si trova tra la parte inferiore e quella superiore. I suoi anelli interno ed esterno portano piste, elementi volventi, denti di ingranaggi su un anello, guarnizioni e canali di lubrificazione. Poiché il cuscinetto deve sopportare contemporaneamente il carico assiale derivante dal peso della sovrastruttura, il carico radiale del braccio e i significativi momenti di ribaltamento derivanti dal carico sul raggio, la sua geometria interna è attentamente adattata all'applicazione. I cuscinetti volventi a sfera a corona singola sono adatti a macchine più leggere e veloci che necessitano di basso attrito e rotazione rapida. Il design delle sfere a doppia fila aggiunge capacità. I cuscinetti volventi a tre corone di rulli, inclusa la serie 13 ampiamente utilizzata, utilizzano tre piste separate in modo che i carichi assiali, radiali e inclinabili siano gestiti ciascuno da rulli disposti per quella specifica direzione. I cuscinetti a rulli incrociati e a corona singola di tipo L offrono soluzioni compatte e rigide per applicazioni di alta precisione.

Cuscinetto orientabile a sfera a fila singola per un supporto rotazionale regolare Il cuscinetto volvente compatto a corona di sfere utilizza sfere in acciaio ad alta resistenza per carichi assiali e radiali, basso attrito, opzioni di tenuta e rotazione stabile nelle apparecchiature edili, eoliche, mediche e marine. Visualizza il prodotto →

L'azionamento di rotazione fornisce la forza di rotazione. Un motore aziona un riduttore epicicloidale e un pignone sull'albero di uscita ingrana con i denti dell'ingranaggio sull'anello del cuscinetto. Un freno mantiene ferma la sovrastruttura quando la rotazione si arresta. Le condizioni del pignone, dei denti degli ingranaggi e della lubrificazione del cambio determinano se la rotazione rimane fluida e precisa per migliaia di ore di lavoro. Se vuoi vedere come questi principi si applicano alle macchine reali, il nostro team di ingegneri ha pubblicato un articolo pratico sull'argomento come funzionano le ralle nelle gru e negli escavatori .

Azionamento verticale con rotazione ad ingranaggi interni con autobloccaggio La trasmissione verticale con ingranaggi interni offre un'efficiente trasmissione della coppia, mantenimento della posizione autobloccante e stabilità salvaspazio per apparecchiature di sollevamento, inclinazione, rotazione, edilizia, movimentazione materiali e energie rinnovabili. Visualizza il prodotto →

Per le gru per carichi pesanti, la combinazione di un cuscinetto a tre corone di rulli e di un sistema di rotazione robusto e ben sigillato è spesso ciò che distingue una macchina che rimane produttiva da una che trascorre la sua vita in officina.

Sistemi di alimentazione, controllo e operatore

Il sistema di alimentazione converte l’energia immagazzinata in movimento utile. Pompe idrauliche, valvole di controllo e cilindri guidano l'estensione del braccio, l'orzata, l'apertura degli stabilizzatori e spesso la rotazione stessa. Gli impianti elettrici gestiscono l'avviamento, la strumentazione, l'illuminazione e la rete di sensori che alimenta il computer della gru.

In cabina, joystick e pedali traducono le intenzioni dell'operatore in comandi delle valvole e la gru reagisce. Le cabine moderne sono anche centri di informazione: diagrammi di carico, letture del raggio, angolo del braccio e codici di errore appaiono tutti davanti all'operatore, quindi la cabina è tanto una stazione di monitoraggio quanto una sala di controllo.

Partei e funzioni della gru: una tabella di riferimento rapido

Dispositivi di Sicurezza e Gestione del Carico

I dispositivi di sicurezza non sono accessori; fanno parte della funzione principale della gru. Un indicatore del momento di carico confronta continuamente il carico e il raggio effettivi con il grafico della capacità nominale e avvisa o arresta la macchina prima che si sviluppi un sovraccarico. I sistemi anti-due blocchi impediscono al blocco del gancio di entrare in contatto con la punta del braccio. Gli interruttori di finecorsa limitano l'estensione del braccio, il raggio di orzata e la corsa del paranco. I freni e i bloccaggi di rotazione fissano la sovrastruttura quando la macchina è parcheggiata o quando il carico del vento diventa significativo.

Insieme, questi dispositivi proteggono la struttura, la fune e le persone che lavorano sotto. Inoltre rendono la gru prevedibile, che è in definitiva ciò da cui dipende ogni piano di sollevamento.

Abbinamento delle parti della gru al lavoro

La selezione inizia con il ciclo di lavoro. Una macchina che solleva carichi leggeri ad alta frequenza necessita di un basso attrito rotazionale e di una precisione costante. Una macchina che solleva carichi pesanti a lungo raggio necessita della massima capacità di momento ribaltante e di una disposizione di cuscinetti rigida. Anche l'ambiente è importante: polvere, nebbia salina e temperature estreme influiscono sulla scelta delle guarnizioni, sull'intervallo di lubrificazione e sulla protezione della superficie.

Cuscinetti orientabili a tre corone di rulli per macchinari pesanti Il cuscinetto a rulli a tre file della serie 13 distribuisce i carichi assiali e radiali su file di rulli separate, utilizzando acciaio legato ad alta resistenza per gru, escavatori, gru a torre e attrezzature per la movimentazione portuale. Visualizza il prodotto →

In qualità di produttori di cuscinetti e organi di rotazione, collaboriamo con costruttori e operatori di gru per tradurre questi requisiti in specifiche concrete. Ciò può significare un cuscinetto a tre corone di rulli per una gru cingolata pesante, un cuscinetto a sfere a una corona per un'unità mobile compatta o un sistema di rotazione sigillato con freno integrato per una macchina che lavora in un cantiere costiero. Puoi esplorare la nostra gamma completa di cuscinetti girevoli e unità di rotazione per vedere come ogni progetto affronta un diverso equilibrio tra carico, precisione e durata.

Abitudini di manutenzione che prolungano la vita della gru

La maggior parte dei guasti alle gru si sviluppano lentamente e le parti che ruotano sono solitamente le prime ad avvisarti. Una routine pratica include:

1. Ingrassare le piste dei cuscinetti volventi all'intervallo consigliato per l'applicazione e il clima
2. Ispezionare le guarnizioni per individuare eventuali crepe, spostamenti o perdite che consentono l'ingresso di acqua e sabbia nella canalizzazione
3. Controllare l'usura dei denti degli ingranaggi ed il gioco tra pignone e corona dentata
4. Verificare la coppia dei bulloni di montaggio, poiché l'allentamento modifica la distribuzione del carico
5. Ascoltare e percepire rumori, vibrazioni o ruvidità insoliti durante la rotazione lenta
6. Registra i risultati nel tempo in modo che le tendenze diventino visibili prima che diventino fallimenti

Questi passaggi richiedono pochi minuti ed evitano tempi di inattività che richiedono giorni.

Le parti e le funzioni della gru sono più facili da ricordare quando sono raggruppate per scopo: la struttura che raggiunge, il paranco che solleva, il sistema di rotazione che gira e i comandi e i dispositivi di sicurezza che mantengono tutto entro i limiti. Una volta che il quadro è chiaro, scegliere, utilizzare e manutenere una gru diventa molto più logico e i componenti al centro della rotazione smettono di essere misteriosi.

Se stai specificando una ralla o una unità di rotazione per una nuova gru o un retrofit, i nostri ingegneri saranno lieti di esaminare il caso di carico, il ciclo di lavoro e la disposizione di montaggio e di consigliare una configurazione adatta al lavoro effettivamente svolto.