Come funziona un paranco elettrico a catena?

An paranco elettrico a catena è una macchina di sollevamento compatta costruita attorno a quattro sistemi di lavoro che agiscono tutti l'uno sull'altro: il motore, il riduttore, la catena di carico e il pignone e il freno. Comprendere come questi quattro sistemi lavorano insieme spiega quasi tutto su come il paranco solleva, trattiene e abbassa un carico.

1. Il motore fornisce la forza di rotazione

Quando l'operatore preme il pulsante su sul comando pensile, la corrente fluisce verso un motore CA monofase o trifase montato all'interno del corpo del paranco. Il motore gira a una velocità piuttosto elevata, in genere compresa tra 1400 e 2800 giri al minuto a seconda della tensione e del numero di poli, ma a quella velocità la coppia è troppo bassa per sollevare direttamente un carico pesante. Il compito del motore è solo quello di generare rotazione. Trasformare quella rotazione in forza di sollevamento utilizzabile è compito del cambio.

2. Il riduttore converte la velocità in coppia

L'albero motore si collega a un riduttore multistadio, solitamente un treno di ingranaggi epicicloidali o elicoidali, con un rapporto di riduzione che può variare da circa 20 a 1 fino a più di 100 a 1 nei paranchi più grandi. Ogni fase dell'ingranaggio scambia la velocità di rotazione con la coppia. Nel momento in cui la rotazione raggiunge l'albero di uscita, la velocità è diminuita drasticamente ma la coppia si è moltiplicata abbastanza da aumentare la capacità nominale del paranco. Questo è lo stesso principio utilizzato nelle trasmissioni delle automobili e negli ingranaggi delle biciclette, applicato al sollevamento verticale anziché al movimento in avanti.

3. Il rocchetto di carico aziona la catena

L'albero di uscita del cambio fa girare una ruota tascabile chiamata pignone di carico. Il pignone di carico è dotato di tasche lavorate che corrispondono esattamente alla spaziatura delle maglie della catena di carico, in modo che la catena si inserisca nel pignone senza scivolare. Mentre il pignone ruota, tira la catena attraverso il corpo del paranco, maglia per maglia. Nei paranchi a tiro singolo la catena corre dal pignone fino al gancio. Sui paranchi a doppia caduta o di capacità superiore, la catena scende attraverso un blocco del gancio inferiore e risale fino a un punto fisso, che raddoppia il numero di tratti di catena che supportano il carico e raddoppia di fatto la capacità di sollevamento per lo stesso motore e riduttore.

4. Il freno trattiene il carico

Quasi tutti i paranchi elettrici a catena utilizzano un freno meccanico normalmente innestato, molto spesso un freno a disco montato sull'albero motore. La pressione della molla mantiene il disco del freno sempre bloccato. Quando il motore è energizzato, una bobina elettromagnetica apre il disco del freno contro la molla, consentendo all'albero di ruotare liberamente. Non appena viene interrotta l'alimentazione, sia che l'operatore rilasci il pulsante o che venga a mancare l'alimentazione, la molla riblocca immediatamente il freno e arresta l'albero in una frazione di secondo. Questo design a prova di guasto impedisce al paranco di cadere liberamente anche in caso di interruzione di corrente, che è la caratteristica di sicurezza più importante dell'intera macchina.

5. Gli interruttori di limite impediscono la corsa eccessiva

All'interno del paranco, un gruppo di finecorsa tiene traccia della distanza percorsa dal gancio verso l'alto o verso il basso. Quando il blocco del gancio si avvicina alla fine della sua corsa, l'interruttore di fine corsa superiore interrompe automaticamente l'alimentazione al circuito di salita, impedendo che il gancio venga avvolto nel corpo del paranco. Un finecorsa inferiore fa la stessa cosa per impedire che la catena si esaurisca completamente e si blocchi o danneggi il sacco catena o il contenitore catena.

Il termine paranco elettrico copre una famiglia più ampia di macchine che comprende i paranchi elettrici a catena e i paranchi elettrici a fune. Entrambi i tipi funzionano sulla stessa idea di base sopra descritta, un motore elettrico aziona un riduttore che aziona un mezzo di sollevamento, che viene fermato da un freno, ma differiscono in cosa sia quel mezzo di sollevamento e come viene immagazzinato.

Un paranco elettrico a catena utilizza una catena a maglie che scorre su un pignone intascato. È compatto, ha una velocità relativamente bassa e si adatta bene a portate medie e basse, generalmente da poche centinaia di chilogrammi fino a circa 20 tonnellate, e l'altezza libera è uno dei suoi maggiori vantaggi poiché la catena e il gancio si impilano in modo molto compatto sotto il corpo del paranco.

Un paranco elettrico a fune utilizza una fune d'acciaio avvolta su un tamburo scanalato invece di una catena che scorre su un pignone. I paranchi a fune metallica possono raggiungere capacità molto più elevate, spesso da 1 tonnellata fino a ben oltre 100 tonnellate, e velocità di sollevamento più elevate, motivo per cui dominano le gru industriali pesanti, i cantieri navali e le acciaierie. Il compromesso è un corpo del paranco più grande e una maggiore perdita di altezza rispetto a un paranco a catena di capacità simile.

Entrambi i tipi condividono la stessa logica di controllo elettrico. Una stazione di controllo pensile, o un telecomando wireless nelle installazioni più moderne, invia segnali a bassa tensione a un pannello contattore all'interno della calotta terminale del paranco o a una scatola di controllo separata. Il pannello del contattore accende e spegne il circuito del motore a tensione più alta nella direzione corretta, in modo che l'operatore non gestisca mai direttamente l'alta tensione, ma solo un circuito di controllo sicuro da 24 volt o 48 volt sul pensile.

La selezione della capacità è la decisione più importante quando si specifica un paranco elettrico a catena, perché un paranco sottodimensionato farà scattare costantemente la frizione di sovraccarico e un paranco sovradimensionato spreca denaro in struttura, potenza e altezza libera. Il paranco elettrico a catena da 1 tonnellata e il paranco elettrico a catena da 2 tonnellate sono le due dimensioni più comunemente ordinate per l'industria generale, perché coprono la stragrande maggioranza delle attività di movimentazione manuale dei materiali, dallo spostamento di motori e stampi al posizionamento delle attrezzature su una catena di montaggio.

Paranco elettrico a catena da 1 tonnellata

Un paranco elettrico a catena da 1 tonnellata è in grado di sollevare 1.000 chilogrammi in sicurezza ed è generalmente costruito con una catena a caduta singola, il che significa che un filo di catena corre direttamente dalla ruota dentata al gancio. Ciò mantiene il corpo del paranco compatto e la velocità di sollevamento relativamente elevata, spesso intorno agli 8 metri al minuto con alimentazione trifase a 400 V. Un'unità da 1 tonnellata è una scelta comune per lavori di assemblaggio leggero, aree di riparazione automobilistica, movimentazione di piccole parti e gru da officina con monorotaia a trave singola.

Paranco elettrico a catena da 2 tonnellate

Un paranco elettrico a catena da 2 tonnellate ha una portata nominale di 2.000 chilogrammi e comunemente utilizza una catena a doppia caduta con un blocco del gancio inferiore, che raddoppia i trefoli della catena che supportano il carico. Ciò riduce la velocità di sollevamento a circa la metà di quella di un paranco a caduta singola comparabile, in genere circa 4 metri al minuto, ma consente allo stesso motore e alla stessa piattaforma di trasmissione di raddoppiare in sicurezza la sua capacità. Un paranco da 2 tonnellate è adatto ad attrezzature più pesanti, cambi di stampi, installazione di macchinari e lavori generali in officina di fabbricazione.

Un carroponte, sia esso un carroponte monotrave o un sistema bitrave, ha le stesse prestazioni del paranco montato su di esso. La scelta del giusto paranco elettrico per un carroponte implica la combinazione di diversi fattori piuttosto che la sola capacità di prelievo.

Lista di controllo pratica per la selezione dei paranchi per gru a ponte

1. Confermare il peso massimo del carico, compreso il peso di eventuali accessori di sollevamento come una trave di sollevamento o un magnete.
2. Controllare la valutazione strutturale della gru per confermare che possa supportare in sicurezza la combinazione di paranco e carico.
3. Adattare la tensione e la fase del paranco all'alimentazione elettrica dell'impianto.
4. Decidere tra il sollevamento a velocità singola o doppia a seconda che sia richiesto un posizionamento preciso.
5. Verificare che la larghezza della flangia della trave corrisponda alla spaziatura delle ruote del carrello per un corretto adattamento.
6. Confermare i requisiti relativi all'altezza di sollevamento in modo che la lunghezza della catena o della fune metallica sia sufficiente senza accumuli eccessivi di catena.

I piccoli laboratori di produzione hanno priorità diverse rispetto ai grandi impianti industriali. Il budget, lo spazio sul pavimento, l'altezza del soffitto e la semplicità dell'installazione di solito contano più della velocità di sollevamento. Ecco come affrontare la decisione per una struttura più piccola.

Inizia con pesi di carico reali

Elenca tutti gli articoli che dovranno essere sollevati in officina, dalle bobine di materie prime alle parti finite e ai componenti delle macchine, e identifica quello più pesante. La maggior parte delle piccole officine ritiene che un paranco elettrico a catena da 1 o 2 tonnellate soddisfi comodamente le proprie esigenze senza sovradimensionarsi.

Controlla l'altezza e la struttura del soffitto

Una piccola officina ha spesso un'altezza del soffitto limitata, quindi un paranco elettrico a catena compatto è solitamente preferibile a un paranco a fune metallica. Verificare inoltre se la struttura del tetto esistente o la trave in acciaio possono supportare un paranco e una monorotaia o se una gru a portale autoportante costituirebbe un'alternativa più sicura e semplice.

Pensa all'alimentazione

Molte piccole officine hanno a disposizione solo energia monofase. I paranchi elettrici a catena più piccoli, generalmente fino a circa 1 tonnellata, sono comunemente disponibili nelle versioni monofase da 220 V, mentre i paranchi più grandi richiedono solitamente un'alimentazione trifase da 380 a 400 V. Conferma ciò che è disponibile prima di ordinare.

Decidi tra un paranco a punto fisso e un sistema di carrelli mobili

Se il sollevamento avviene solo in un punto, un paranco fisso montato su una staffa è l'opzione più semplice ed economica. Se i carichi devono spostarsi all'interno dell'officina, un paranco su trave monorotaia o una gru a portale leggera con carrello offre molta più flessibilità.

Installare correttamente un paranco elettrico protegge sia l'attrezzatura che le persone che lavorano attorno ad essa. Anche se i dettagli variano tra paranchi a catena e paranchi a fune metallica, la sequenza generale di installazione è simile.

1. Confermare che la struttura di supporto, sia essa una trave in acciaio, una monorotaia o una gru a portale, è in grado di sostenere la capacità nominale del paranco più il peso del paranco e del carrello stesso, con un fattore di sicurezza adeguato.
2. Selezionare il carrello corretto per la larghezza della flangia della trave e montare le ruote del carrello sulla trave, controllando che il carrello si muova liberamente per tutta la sua lunghezza di corsa.
3. Fissare il paranco al carrello utilizzando l'hardware di montaggio del produttore, assicurandosi che tutti i bulloni siano serrati al valore specificato.
4. Collegare l'alimentazione elettrica seguendo lo schema elettrico fornito con il paranco, abbinando tensione, fase e frequenza alla targhetta dei dati tecnici del paranco.
5. Installare un interruttore automatico o un sezionatore adeguatamente dimensionato a monte del paranco in modo che l'alimentazione possa essere isolata per la manutenzione.
6. Collegare la stazione di comando pensile e verificare che i pulsanti su e giù corrispondano alla corretta direzione di marcia prima di applicare qualsiasi carico.
7. Far funzionare il paranco su e giù senza carico per verificare il buon funzionamento, il corretto inserimento del freno e il corretto funzionamento dell'interruttore di finecorsa sia nella parte superiore che inferiore della corsa.
8. Eseguire una prova di carico utilizzando un peso di prova noto, in genere pari o leggermente superiore alla capacità nominale come richiesto dalle normative locali, prima di rilasciare il paranco per l'uso regolare.
9. Etichettare il paranco con la capacità nominale e la data di ispezione e registrare l'installazione nel registro delle attrezzature di sollevamento della struttura.

L'installazione di un paranco elettrico in un garage è una delle installazioni su piccola scala più comuni, solitamente per il sollevamento di motori, trasmissioni o stoccaggio generale. Il processo segue le stesse fasi fondamentali di un impianto industriale ma su scala ridotta.

Controllare prima la struttura del soffitto

La maggior parte dei soffitti dei garage residenziali e commerciali di piccole dimensioni non sono progettati per sostenere un carico puntuale sospeso. Prima di montare qualsiasi cosa, identificare i travetti del soffitto o le capriate del tetto e confermarne la portata, la spaziatura e il materiale. In molti casi l'approccio più sicuro è quello di aggiungere una trave a I in acciaio dedicata o una sezione di scatola in acciaio che si estende tra due punti strutturali, piuttosto che appendere il paranco direttamente alla struttura del soffitto esistente.

Scegli la giusta capienza per l'utilizzo in garage

Per i tipici lavori automobilistici, un paranco elettrico a catena da 0,5 a 1 tonnellata copre la maggior parte delle esigenze di sollevamento di motori e cambi. Controlla il peso effettivo del componente più pesante che prevedi di sollevare e scegli un paranco con una valutazione comodamente superiore a quella cifra.

Opzioni di montaggio

• Un sistema di carrelli con travi a I fisse imbullonate a una nuova trave in acciaio che copre la larghezza del garage, consentendo il movimento laterale del paranco.
• Un unico punto di montaggio fisso direttamente sopra l'area di lavoro se non è necessario il movimento laterale.
• Una gru a portale autoportante, che evita qualsiasi modifica alla struttura del garage e può essere spostata se necessario.

Considerazioni elettriche

La maggior parte dei garage dispone solo di alimentazione monofase da 220 V. Verificare che il paranco sia classificato per il funzionamento monofase e installare un circuito dedicato con il proprio interruttore anziché condividere un circuito con altri strumenti ad alto assorbimento, poiché il motore assorbe una notevole corrente di spunto all'avvio.

1. Verificare o installare una trave strutturalmente adeguata in grado di sostenere il paranco, il carrello e il carico massimo con un margine di sicurezza.
2. Montare il carrello e il paranco seguendo le istruzioni del produttore e serrare correttamente tutti i dispositivi di fissaggio.
3. Collegare il paranco a un circuito monofase dedicato con un interruttore adeguatamente dimensionato.
4. Testare il paranco senza carico, controllando la direzione, la tenuta del freno e il funzionamento del finecorsa.
5. Provare a sollevare un peso noto prima di utilizzare il paranco per la rimozione reale del motore o dei componenti.

Un verricello elettrico da 120 V, comunemente utilizzato nel recupero automobilistico, nei rimorchi delle barche e nelle attività di traino leggere, viene spesso confuso con un paranco elettrico a catena, ma le due macchine sono costruite per lavori diversi.

Un verricello elettrico da 120 V in genere avvolge una corda sintetica o un cavo d'acciaio su un tamburo rotante ed è progettato principalmente per il tiro orizzontale o angolato, come il recupero di un veicolo dal fango o il caricamento di una barca su un rimorchio. La maggior parte degli argani non sono progettati per il sollevamento prolungato di un carico sospeso e molti produttori mettono esplicitamente in guardia contro l'utilizzo di un argano per sollevare e trattenere un carico sopra persone o proprietà.

Un paranco elettrico a catena, al contrario, è costruito appositamente per il sollevamento verticale e il mantenimento di un carico sospeso a tempo indeterminato, con un freno di sicurezza, protezione da sovraccarico e un ciclo di lavoro specificatamente inteso per operazioni di sollevamento ripetute.

Un paranco elettrico a fune, chiamato anche paranco elettrico a fune, è strettamente correlato al paranco elettrico a catena ma utilizza un tamburo a fune invece di una catena e un pignone. La scelta tra i due di solito dipende dalla capacità, dalla velocità e dal margine.

• Per portate fino a circa 5 tonnellate, un paranco elettrico a catena è generalmente più compatto e spesso più conveniente.
• Per capacità più elevate e velocità di sollevamento più elevate, un paranco elettrico a fune generalmente offre prestazioni migliori ed è la scelta standard nell'industria pesante.
• Un paranco elettrico a catena ha un corpo complessivo più corto per la stessa altezza di sollevamento a causa del modo in cui la catena si piega in un contenitore, il che è un vantaggio negli edifici con altezza ridotta.
• Un paranco elettrico a fune richiede maggiore attenzione alla manutenzione della fune metallica, controllando eventuali fili rotti, attorcigliamenti e corretto avvolgimento sul tamburo.

Una perdita d'olio in un paranco elettrico proviene quasi sempre dal riduttore, poiché questa è l'unica parte del paranco che normalmente contiene olio o grasso lubrificante in qualsiasi quantità. Riparare correttamente una perdita d'olio significa trovare la vera fonte piuttosto che semplicemente eliminarla, poiché una perdita lasciata senza indirizzo finirà per privare il cambio di lubrificazione e causare usura o guasto prematuro degli ingranaggi.

Passaggio 1: isolare l'alimentazione e pulire l'area

Prima di ispezionare qualsiasi cosa, interrompere l'alimentazione elettrica al paranco. Pulisci l'alloggiamento del cambio e l'area circostante con un panno privo di lanugine e uno sgrassatore adatto in modo da poter vedere chiaramente dove appare l'olio fresco, anziché indovinarlo dai vecchi residui.

Passaggio 2: identificare la fonte della perdita

• Controllare la guarnizione dell'albero di uscita nel punto in cui l'albero del cambio esce dall'alloggiamento per azionare il pignone, poiché questa guarnizione rotante è il punto di perdita più comune a causa della normale usura nel tempo.
• Controllare la guarnizione della scatola del cambio o la linea di sigillante tra le due metà della scatola del cambio per eventuali crepe o danni alla guarnizione.
• Controllare il tappo di riempimento dell'olio e lo sfiato dello sfiato, poiché uno sfiato intasato può pressurizzare la scatola del cambio e forzare l'olio oltre le guarnizioni che altrimenti manterrebbero bene.
• Verificare la presenza di parti dell'alloggiamento incrinate o porose, cosa meno comune ma possibile dopo un impatto o in apparecchiature meno recenti.

Passaggio 3: riparazione in base alla fonte

1. Se la tenuta dell'albero di uscita è usurata o indurita, rimuovere la ruota dentata e i componenti di fissaggio, estrarre la vecchia tenuta e inserire una nuova tenuta della dimensione e dell'orientamento corretti, lubrificando leggermente il nuovo labbro di tenuta prima dell'installazione.
2. Se la guarnizione dell'alloggiamento è danneggiata, separare l'alloggiamento della scatola del cambio seguendo il manuale di assistenza del produttore, pulire accuratamente entrambe le superfici di accoppiamento e installare una nuova guarnizione o applicare il sigillante specificato prima del riassemblaggio e correggere la coppia del bullone.
3. Se lo sfiatatoio è intasato, pulirlo o sostituirlo in modo che il riduttore possa equalizzare normalmente la pressione durante il funzionamento e le variazioni di temperatura.
4. Se l'alloggiamento stesso è incrinato, in genere è necessario sostituirlo anziché ripararlo, poiché un pezzo fuso incrinato non può essere sigillato in modo affidabile in condizioni di normali vibrazioni e calore durante il funzionamento.

Passaggio 4: ricarica e test

Dopo aver completato la riparazione, riempire la scatola del cambio con il tipo e la quantità di olio specificati sulla targhetta del paranco o sul manuale di manutenzione, poiché l'utilizzo di una viscosità errata o di un livello di riempimento errato può di per sé causare perdite di tenuta o usura degli ingranaggi. Far funzionare il paranco senza carico per diversi cicli completi di salita e discesa, quindi ispezionare nuovamente l'area riparata dopo che il cambio si è riscaldato alla normale temperatura operativa, poiché alcune guarnizioni rivelano solo una perdita marginale una volta che l'olio si è leggermente diluito con il calore.

La maggior parte dei guasti ai paranchi elettrici, comprese le perdite di olio, sono prevenibili con una semplice routine di ispezione periodica anziché con riparazioni reattive dopo che qualcosa si è rotto.