Una gru a torre topkit da 6 t su un grattacielo residenziale è stata dotata di un contrappeso da 2,4 t invece di 3,5 t specificato nel diagramma di carico. La squadra del cantiere ha ridotto il raggio di lavoro per compensare, ma tale scelta ha ridotto silenziosamente la capacità di sollevamento pratica di circa il 18% e ha lasciato meno margine contro le raffiche di vento. Un contrappeso non è una sacca di zavorra rimovibile, ma è la metà strutturale dell'equazione di stabilità della gru.
Prima dell'inizio del successivo ciclo di approvvigionamento, ogni ingegnere di progetto dovrebbe comprendere il contributo di un contrappeso, in che modo i produttori ne calcolano la massa e quali passaggi di ispezione proteggono il sito. La voce contrappeso in un'offerta di gru viene troppo spesso trattata come un dettaglio noioso, ma determina se la macchina può sollevare in sicurezza il suo carico nominale.
Cosa fa il contrappeso di una gru e perché le sue dimensioni contano
Il contrappeso di una gru è una massa, solitamente in ghisa o cemento, montata sul lato della gru opposto al carico di lavoro. In una gru a torre, si trova sul controbraccio, che si estende dietro l'albero. Il contrappeso crea un momento opposto che bilancia il momento generato dal carico sollevato e il peso del braccio di lavoro.
La condizione di equilibrio è il motivo per cui la dimensione non è negoziabile. Se il momento di sollevamento supera il momento del contrappeso, la gru si ribalta in avanti attorno alla base del montante. Ecco perché ogni tabella di carico delle gru a torre include una specifica configurazione di contrappeso. L'aggiunta o la rimozione di un blocco modifica il carico massimo consentito ad ogni raggio, non solo al raggio che l'operatore sta testando.
In una gru a torre a testa piatta, il contrappeso è solitamente costituito da una singola fila di blocchi modulari sul braccio posteriore. I modelli Topkit utilizzano lo stesso principio ma i bozzelli si trovano su un controbraccio più corto perché la testa della torre e i tiranti aggiungono il proprio peso. Il materiale e le dimensioni complessive cambiano a seconda del tipo di gru, ma il calcolo dell'equilibrio riconduce sempre allo stesso requisito: la massa corretta al raggio corretto.
Il contrappeso della gru è una massa equilibrante sul controbraccio che, insieme al momento del montante e al momento del carico, definisce l'involucro di sollevamento sicuro.
Fattori di dimensionamento del contrappeso della gru: cosa determina il peso totale
La dimensione del contrappeso è determinata dalla capacità nominale, dalla lunghezza del braccio e dalla geometria del controbraccio. Il produttore lo imposta in modo tale che nel caso peggiore, a pieno carico al massimo raggio con il braccio orizzontale, mantenga il montante in compressione e il lato della zavorra in sicurezza verso il basso.
Quattro fattori dominano il calcolo:
- Carico nominale al raggio di lavoro più lungo
- Lunghezza del braccio, che aumenta il momento ribaltante
- Lunghezza del controbraccio e peso del meccanismo di rotazione e sollevamento
- Esposizione al vento del sito e margine di stabilità richiesto
Se si cambia il braccio da 50m a 60m sullo stesso corpo gru, su molti modelli il momento ribaltante può aumentare di circa il 20%, quindi è necessario ricalcolare il contrappeso. Questo è il motivo per cui diversi fornitori di gru offrono la stessa carrozzeria con pacchetti di braccio e contrappeso diversi.
| Modello di gru | Carico nominale | Lunghezza del fiocco | Contrappeso |
|---|---|---|---|
| QTZ40 | 4t | 48m | ~2,6t |
| QTZ80 | 6t | 58m | ~3,5t |
| QTZ125 | 10t | 60m | ~5,2 t |
| QTZ200 | 10-12 t | 70m | ~6,8t |
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Esistono due percorsi materiali dominanti per i contrappesi delle gru a torre. I blocchi di cemento racchiusi in un telaio di acciaio sono i più economici e sono prodotti in dimensioni modulari da circa 1 tonnellata a 2,5 t. I blocchi di ghisa sono più densi, quindi la stessa massa può essere inserita in un ingombro ridotto, il che è importante per le gru con controbracci corti.
Il telaio in acciaio più cemento è la scelta comune per i modelli topkit e a testa piatta perché i blocchi modulari possono essere movimentati dalla gru stessa durante l'assemblaggio. Un fornitore dovrebbe timbrare ciascun blocco con la sua massa e il riferimento del modello. Senza ciò, la squadra del cantiere può mescolare i blocchi di due gru diverse e modificare inconsapevolmente l'equilibrio.
Calcestruzzo con struttura in acciaio
Costo inferiore, modulare, adatto ai modelli standard. Densità intorno a 2,4 g/cm3, il che significa blocchi fisicamente più grandi.
Ghisa
Densità maggiore intorno a 7,2 g/cm3, ingombro ridotto, più costoso. Da preferire quando lo spazio del controbraccio è limitato.
Problemi di progettazione e produzione del contrappeso della gru
I produttori non considerano il contrappeso come un ripensamento. Presso Jiangsu Tengfa Construction Machinery Co., Ltd., il set di contrappesi fa parte del calcolo strutturale rilasciato per ogni gru a torre topkit, a testa piatta e con braccio impennabile. Deve soddisfare la flessione strutturale dell'albero, l'attrito radente sulla ralla e il fattore di sicurezza richiesto dallo standard di progettazione.
Il braccio di bilanciamento del controbraccio è sagomato per sostenere i bozzelli senza ulteriori travi di irrigidimento. Se il fornitore modifica il profilo del controbraccio, gli stessi bozzelli potrebbero non adattarsi più. Per i progetti di esportazione, il fornitore dovrebbe fornire anche il peso del contrappeso e le dimensioni per il calcolo della fondazione. Alcuni acquirenti non se ne accorgono e scoprono che il progetto dell'ancoraggio era basato su una macchina vuota.
Anche la massa di contrappeso fa parte del piano di trasporto. Un set di contrappesi a due blocchi può essere spedito in un container, mentre un set a sei blocchi potrebbe averne bisogno di due. I costi di trasporto e la gestione del sito sono direttamente influenzati dal modo in cui il produttore suddivide la massa totale.
Nota sugli appalti
Richiedere il disegno del bilanciere prima di firmare l'ordine di acquisto. Il contrappeso della gru il set deve corrispondere alla lunghezza del braccio che intendi utilizzare. Se il fornitore passa dal design del topkit a quello del braccio di bilanciamento a testa piatta, la distribuzione della massa cambia e la fondazione deve essere nuovamente controllata.
Procedure di manutenzione e ispezione
L'ispezione del contrappeso della gru non è facoltativa tra il montaggio e lo smantellamento. Una pratica routine di cantiere segue il ciclo di due settimane che la maggior parte degli appaltatori già utilizza per i controlli strutturali e dovrebbe essere registrata ogni volta che la macchina viene spostata.
- Verificare che il contrappeso corrisponda alla configurazione del diagramma di carico prima di ogni primo sollevamento della giornata.
- Controlla ogni blocco per individuare eventuali crepe, calcestruzzo scheggiato o tiranti mancanti secondo un programma settimanale.
- Ispezionare il telaio in acciaio per verificare la corrosione alla base della culla del blocco.
- Dopo un trasferimento della gru o una modifica del controbraccio, verificare che tutti i blocchi provengano dallo stesso set di modelli.
- Registrare la massa del contrappeso e la data dell'ultima ispezione nel registro della gru.
Condizione di sospensione del lavoro
Un bullone allentato, una saldatura incrinata o un blocco mancante sul controbraccio costituiscono un difetto di arresto del lavoro. La gru perde momento di equilibrio e la caduta del blocco crea pericolo anche per i lavoratori sottostanti.
Lista di controllo degli acquirenti prima di ordinare una gru a torre
Quando valuti la proposta di una gru a torre, la voce contrappeso deve essere controllata con la stessa attenzione del motore del paranco. Poni queste domande prima di emettere un ordine di acquisto:
- Qual è la massa totale del contrappeso e quanti moduli compongono il set?
- Le masse dei blocchi e il numero del modello sono stampigliati su ciascun blocco?
- Qual è la dimensione massima del blocco per il trasporto su strada?
- Il fornitore dispone di blocchi sostitutivi per questo modello?
Per i cantieri che passano da un topkit a una gru a torre con braccio impennabile, il Confronto tra gru a torre topkit conta. Una gru con braccio impennabile ha un profilo di contrappeso diverso rispetto a un'unità topkit e la fondazione deve essere ricontrollata per il nuovo diagramma del momento.
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Quanto pesa il contrappeso di una gru?
Dipende dal modello di gru. Una piccola gru topkit da 4 t con un braccio da 48 m può utilizzare circa 2,6 t, mentre una gru a testa piatta da 12 t con un braccio da 70 m può necessitare di oltre 6,8 t. Il valore esatto deriva dal diagramma di carico e dal calcolo del bilanciamento del produttore.
Posso aggiungere più contrappeso a una gru a torre del necessario?
No. L'aggiunta di un contrappeso aggiuntivo modifica l'equilibrio del momento e può sovraccaricare il montante, la ralla o l'ancoraggio posteriore. La configurazione approvata è l'unica configurazione sicura.
Cosa succede se cade un blocco di contrappeso?
La gru perde momento di equilibrio e potrebbe ribaltarsi all'indietro o in avanti a seconda del blocco perso. Interrompere tutte le attività di sollevamento e ispezionare il contrappeso immediatamente prima di qualsiasi ulteriore operazione.
Come faccio a sapere se il contrappeso è corretto?
Confrontare la massa del bozzello stampato e contarla rispetto al diagramma di carico per la lunghezza del braccio montato. In caso di discrepanze, interrompere il lavoro e contattare il produttore prima del sollevamento successivo.
La verifica del contrappeso è un controllo di 5 minuti che può impedire il ribaltamento della gru. Rendilo parte della passeggiata quotidiana pre-ascensore.
