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Codificadores rotativos de seguridad de SIKO para martinetes en la ingeniería civil especializada

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La maquinaria pesada de la ingeniería civil especializada requiere componentes precisos y fiables para poder desempeñar las respectivas funciones de forma fiable.

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La maquinaria pesada de la ingeniería civil especializada requiere componentes precisos y fiables para poder desempeñar las respectivas funciones de forma fiable. Los codificadores rotativos absolutos WV58MR de SIKO GmbH, fabricante de sensores y sistemas de posicionamiento, forman parte del concepto de seguridad de los martinetes de Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH. Están acoplados a tres cabrestantes para detectar las posiciones de los respectivos elementos acoplados a ellos.

La empresa especializada en ingeniería civil Stump-Franki realiza apoyos en el subsuelo para estructuras pesadas como estadios de fútbol, puentes de autopistas, centros comerciales o turbinas eólicas. Para ello, fabrica sus propios martinetes, que se utilizan para construir pilotes de cimentación. Los pilotes sirven para desviar las cargas de la estructura hacia capas más profundas. "Contamos con nuestro propio departamento de ingeniería mecánica para desarrollar, diseñar, montar, poner en marcha y utilizar los equipos que nos convienen", explica Stefan Hemmerle, jefe de ingeniería mecánica de Stump-Franki. Especialmente en el caso de los martinetes, la autoconstrucción era la mejor opción: Hasta los años sesenta, los martinetes todavía se podían comprar en Bélgica. Posteriormente, Franki Alemania comenzó a fabricar sus propias máquinas, como los arietes Franki, y a partir del año 2000 también los dispositivos Atlas. "Para nosotros es una clara ventaja competitiva construir estas máquinas según nuestras ideas, de modo que también podemos utilizar nuestros propios procesos en beneficio de nuestros clientes", afirma Stefan Hemmerle.

Hincador y pie Franki

El martinete se utiliza como se muestra en la figura 1:

Foto 1: Producción del pilote Franki por hincado. Foto: ©Stump-Franki Spezialtiefbau GmbH

El martinete Franki tiene cuatro cabrestantes instalados en la parte superior, incluyendo tres codificadores rotativos SIKO para el control de la posición. En la zona delantera se encuentra el llamado líder, un bastidor al que se sujeta el pilote o tubo de hinca de acero, que está abierto por arriba y por abajo. En el tubo de hinca se introduce un tapón de hormigón y grava (1), y con el martinete, un bloque macizo de acero, se compacta el tapón con golpes muy pequeños (2). El martinete es un sistema de caída libre. Una vez que el tapón está firmemente encajado en el tubo por los golpes, se aumenta la altura de caída y el tubo de hinca se lleva a la profundidad final en el subsuelo de carga. A continuación, el tapón se impacta con el martinete (3). Se forma el llamado pie Franki, que actúa como un pasador. Una vez fabricado el pie, se ajusta la jaula de armadura y se rellena de hormigón plástico (4), de modo que se forma un pilote continuo. Una vez endurecido el hormigón y tapada la cabeza del pilote (5), el pilote está listo para recibir la carga.

Control de los cuatro tornos

Los cuatro cabrestantes tienen diferentes tareas durante el proceso de hincado: Un cabrestante se utiliza para tirar de la tubería de hincado, un segundo se utiliza para accionar el hincapilotes, un cubo para el llenado de hormigón y grava se acopla al tercero y, por último, hay un cabrestante auxiliar a través del cual se levanta una jaula de refuerzo en su lugar. Tres de los cuatro cabrestantes se controlan con un codificador rotativo de SIKO, de modo que queda claro en todo momento dónde se encuentran el martinete, el elevador auxiliar y la cuchara. El cable auxiliar es un diseño de seguridad para garantizar que el martinete se apague antes de que un gancho pase por una polea de cable. Por lo tanto, este codificador rotativo tiene un punto de posición final más allá del cual el cabrestante no debe seguir girando. El cabrestante de tracción de tuberías es la zona más sensible del sistema; a pesar de los fuertes golpes en la tubería de conducción, la posición debe conocerse en todo momento

Los codificadores rotativos están integrados en un sistema de control automático que consulta permanentemente las posiciones y, por tanto, también controla el seguimiento del cable.

Codificadores rotativos con nivel de seguridad PLd

"Lo más importante para nosotros es la precisión de la detección de posición y la redundancia como función de seguridad del codificador rotatorio", dice Stefan Hemmerle. "Como codificador multivuelta, puede detectar hasta 4.096 revoluciones del cabrestante en términos absolutos; además, también hemos integrado una relación de transmisión, de modo que recibimos un enorme número de señales que nos permiten detectar permanentemente la posición." Dado que los fallos de los componentes individuales pueden tener graves efectos en una aplicación de este tipo con equipos pesados, la función de seguridad del codificador rotatorio con clase de seguridad PLd es decisiva. Es completamente redundante con dos circuitos de sensores separados y, por tanto, garantiza un manejo seguro. Además, se trata de un encoder absoluto, que reconoce su posición con precisión incluso en estado desenergizado y no requiere recorrido de referencia. En este caso, la integración en el controlador tiene lugar a través de una interfaz de seguridad CANopen. "Lo que también es importante para nuestra aplicación es la robustez absoluta. A más tardar, cuando se produce el impacto del pie, por un lado, 240 toneladas tiran de la tubería y, al mismo tiempo, el martinete cae en la tubería con 6,5 toneladas. Prácticamente toda la máquina está saltando Los codificadores rotativos deben ser capaces de soportar esta carga, y lo hacen" El principio de medición magnética de los codificadores rotativos, que es ideal para su uso en entornos difíciles, también cumple este requisito.

Pilotes de cimentación en caso de suelo pobre y carga pesada

El hincado de pilotes de cimentación es necesario en caso de mala calidad del suelo y de estructuras especialmente pesadas. "La ventaja de nuestro sistema de pilotes Franki es que se trata de un sistema de pilotes de desplazamiento total. Como resultado, no tenemos que excavar el suelo y no tenemos que eliminar nada", explica Stefan Hemmerle. "Con el pie impactado, podemos adaptarnos a cualquier suelo. Si no es posible hincar especialmente profundo, podemos simplemente impactar el pie un poco más grande y compactarlo con más fuerza, dando así a la estructura la estabilidad necesaria."

En los aerogeneradores, entra en juego otro parámetro: la altura del aerogenerador. Para un anclaje seguro en el suelo, en este caso se necesitan pilotes inclinados, que también pueden clavarse en el suelo con la martinete Franki junto con el peso de caída libre. Se anclan entre 24 y 36 pilotes en el suelo; dos pilotes tienen una inclinación dirigida hacia el exterior, un pilote está inclinado hacia el interior. Así, los pilotes se disponen alternativamente, ya que deben soportar tanto la tensión como la presión, dependiendo de la dirección del viento

Sistema modular para máquinas móviles

Los codificadores rotativos de SIKO cumplen las expectativas de seguridad, precisión y robustez que Stump-Franki requiere para sus aplicaciones. El WV58MR pertenece al "kit de sensores PURE.MOBILE" de SIKO, desarrollado exclusivamente para los elevados requisitos de las máquinas móviles y los vehículos industriales. Todos los sensores de esta marca tienen las siguientes características

- disponibles en versión monocanal o segura hasta el nivel de rendimiento d (PLd)

- clases de protección hasta IP6K9K

- rango de temperatura ampliado: de -40 a +85 °C (opcional: +105 °C)

- alta resistencia a los golpes y a las vibraciones

- funciones ampliables y configurables como inclinación, interruptor DIP, E/S digital gracias a

Tarjetas opcionales PURE.MOBILE

"¡No cambien la robustez de los codificadores rotativos!", es el llamamiento de Stefan Hemmerle al socio comercial SIKO, "Estas propiedades seguirán siendo indispensables para nuestras aplicaciones en la ingeniería civil especializada" Con sus soluciones de medición para máquinas móviles, los especialistas en sensores de SIKO tienen la respuesta adecuada.