Hidráulica de los ricos y famosos

La mayoría de nosotros solo podemos soñar con poseer o incluso pasar una cantidad significativa de tiempo en un yate de lujo. Es concebible hacer lo que sea necesario para que estos magníficos barcos sean lo más cómodos y lujosos posible. Pero comodidad y lujo son palabras que normalmente no se asocian con la hidráulica. No obstante, para aquellos que construyen equipos para usar en yates de lujo, la comodidad y el lujo son una prioridad, incluso si el equipo depende en gran medida del sistema hidráulico.

Aquí está el desafío del diseñador. estructura náutica , Largo, Fla. Nautical Structures diseña y fabrica accesorios para yates, como el pescante que se muestra a la derecha. Un pescante es un tipo especial de grúa de cubierta que gira en el costado del yate y se usa principalmente para levantar el bote dentro o fuera del agua y en la cubierta del yate. Este bote o bote más pequeño generalmente actúa como un servicio de transporte entre el yate y un destino cercano.

Nautical Structures también fabrica rampas articuladas, pasarelas, puentes grúa y puentes grúa y estructuras personalizadas, todo para yates de lujo. La rampa utiliza un sistema hidráulico para extender la estructura móvil desde el interior del yate hasta el muelle u otras áreas donde los pasajeros abordan o desembarcan. Cuando no se necesita la rampa, los actuadores hidráulicos la devuelven al casco del yate, donde queda completamente oculta a la vista.

Según Rick Thomas, vicepresidente de Estructuras Náuticas, diseñar un sistema hidráulico para operar un pescante requiere creatividad y habilidades poco convencionales. Por ejemplo, el diseño del pescante debe ser lo más atractivo posible y, a menudo, lujoso. Pero a veces el atractivo y el lujo no son suficientes, lo es la invisibilidad. Explicó: “Obviamente, todas las áreas a las que suelen ingresar los pasajeros de yates de lujo deben ser lo más cómodas y atractivas posible. Pero las áreas y el equipo que los pasajeros normalmente no verán ni usarán deben cumplir con los mismos estándares. Esto también se aplica a los pescantes. La mayoría de las veces, suministramos a los constructores de embarcaciones pescantes pintados con un acabado brillante de alta calidad. En lugar de vástagos de pistón de acero al carbono cromado, generalmente especificamos vástagos de acero inoxidable SAE 316. Bajo ciertas circunstancias,

«Un pescante como este se ve muy bien en un bote montado en cubierta. Pero cuando la embarcación se desplegó en el agua, algunos propietarios querían que los pescantes desaparecieran. En este caso, el actuador hidráulico retrae la mayor parte del pescante hacia la cubierta, por lo que solo queda expuesta una pequeña parte. También es más seguro porque no hay barreras expuestas para que los pasajeros o la tripulación se golpeen la cabeza. «

la rutina no lo cortará

El ruido o no ruido es otra consideración importante. No es sorprendente que la unidad de potencia hidráulica del pescante esté diseñada para un funcionamiento silencioso y esté contenida dentro de un recinto con cancelación de ruido. Pero la transmisión por cabrestante del pescante es una gran desviación de la tradición. Por lo general, los cabrestantes hidráulicos usan un motor para hacer girar un tambor que enrolla o desenrolla el cable de acero en un carrete para levantar o bajar la carga. Thomas señala que este método produce un ruido indeseable cuando el motor hidráulico está funcionando.»El motor hidráulico hizo un sonido bastante distinto, un poco agudo. Incluso puede ser lo suficientemente fuerte como para afectar las conversaciones cercanas y se puede escuchar en todo el yate. Este ruido no solo es inaceptable en el entorno de un yate de lujo,

En lugar de utilizar motores hidráulicos tradicionales para accionar los pescantes, Nautical Structures utiliza cilindros hidráulicos. Si bien el cilindro no es completamente silencioso, el leve ruido que hace es un suave susurro o silbido, no el gemido de un motor que cambia de tono con la velocidad.

«Pero no usamos un cilindro de carrera de 20 pies para meter y sacar los cables», reveló Thomas.“Por el contrario, los cilindros generalmente solo tienen de 4 a 5 pies de carrera, y la disposición de los bloques de poleas compuestos aumenta la carrera a 25 pies o lo que sea necesario. En teoría, dimensionamos el cilindro para que produzca unas seis o siete veces la fuerza necesaria para levantar la carga, luego especificamos una disposición de poleas que multiplica el recorrido por seis o siete y reduce la fuerza por un factor de seis o siete. «Las pérdidas por fricción entre cables, poleas y cojinetes son de alrededor del 25 por ciento, agregó Thomas. Además, brindan aproximadamente un 15 % de capacidad adicional para cargar carga y otro peso adicional en el ténder al izar. Si se excede este rango permitido, el pescante se detendrá, proporcionando seguridad integrada.

Otro beneficio de esta configuración es una mayor duración del cable. Thomas explica: “Con un cabrestante tradicional, el cable debe tener un tope mecánico en su extremo para evitar que el cable se introduzca completamente en el cabrestante. El problema es que cuando el cabrestante tira del cable, vibra repentinamente cuando el tope final llega a la entrada del cabrestante. Esto imparte cargas de choque considerables al cable, lo que reduce su vida útil. El efecto es similar a sostener una cuerda entre las manos y tirar. Incluso si tiras tan fuerte como puedas, probablemente no puedas romper la cuerda. Pero si dejas que la cuerda se afloje y de repente separas las manos, la cuerda se romperá.

«Con nuestra configuración, el cilindro solo puede moverse una distancia predeterminada, por lo que no es necesario un tope mecánico. Las almohadillas de amortiguación en ambos extremos del cilindro aseguran arranques y paradas suaves en ambos límites de carrera. Como resultado, nuestros colgadores hidráulicos y cabrestantes no solo son más silenciosos que cualquier otra cosa, sino que también son más confiables y seguros. «

El actuador rotativo cumple con los requisitos

Otro desafío es proporcionar una forma de rotar el pescante a medida que se levanta de la plataforma. Esta acción requiere girar la botavara principal 180° o más hasta que salga de la cubierta y pueda bajar la embarcación al agua. Thomas continuó: “Para la transmisión del pivote, podíamos usar cilindros hidráulicos, pero esta disposición nos limitaba a solo unos 90° de recorrido. Además, el componente no será visualmente atractivo. Para obtener un pivote casi completo, podemos hacer un mecanismo de giro tradicional utilizando un motor hidráulico y una corona de giro. Pero, de nuevo, el motor hidráulico es demasiado ruidoso. «

Nautical Structures eligió actuadores giratorios helicoidales con cojinetes integrales, fabricados por hilarco , Enumclaw, Washington. El portavoz de Helac, Tom Krause, explicó que, en términos de rotación y torsión de salida requerida, este es el diseño de actuador rotativo más compacto disponible. Además, dijo, sus cojinetes integrales producen componentes limpios y compactos para una variedad de aplicaciones, incluidos equipos de construcción y minería, volquetes, en cualquier lugar donde se requiera tamaño compacto, alto par y amplios ángulos de rotación.

Refiriéndose a la Figura 2, Krause explica que el actuador consta de tres partes básicas: un eje pasante central, un pistón anular y una carcasa. Los dientes del engranaje helicoidal del eje engranan con los dientes coincidentes del diámetro interior del pistón;Otro juego de dientes helicoidales opuestos en el diámetro exterior del pistón engrana con la corona dentada integral de la carcasa.(Consulte la ilustración para conocer las instrucciones de funcionamiento).

Los engranajes helicoidales dobles están diseñados para la rotación del eje compuesto: el eje gira casi el doble que el pistón. El resultado es un diseño delgado, compacto y simétrico que genera un par enorme, es muy resistente a las cargas de choque y no tiene protuberancias en la carcasa que se encuentran en otros diseños.

Además del tamaño inherentemente compacto del actuador, Krause agrega que los rodamientos integrales y los grandes orificios de montaje perforados y roscados facilitan el diseño de la estructura del actuador y simplifican la instalación.»La instalación generalmente implica aislar el actuador de las cargas externas colocando el actuador independientemente del cojinete de giro. Esto evita que se transmitan cargas laterales al actuador, por lo que sus cojinetes solo necesitan soportar cargas de torsión. Esto ayuda a que el pescante funcione de manera eficiente incluso en mares agitados. «

Seguridad y precisión de control

Por seguridad, el pescante no funcionará a menos que la consola esté conectada. Una vez que el cable de control de 6 metros está conectado al pescante, el enclavamiento cierra un interruptor, energizando la Unidad de Potencia Hidráulica (HPU). Una HPU típica puede proporcionar hasta 6 gpm de fluido filtrado hasta 3 µm a 3000 psi, dijo Thomas.

“El operador alimenta la HPU a través de la consola y controla hasta cuatro ejes de movimiento a través de un par de joysticks PQ Controls”, explica Thomas.»Joystick se comunica con la dimensión D03 Semanas Eaton La válvula proporcional es accionada por la tarjeta de válvulas.de control PQ . «Las grúas más pequeñas, como se muestra en la Figura 4, usan válvulas direccionales estándar, en lugar de válvulas proporcionales, a menos que el cliente (astillero) especifique un control proporcional. Los cuatro ejes incluyen tres movimientos de cilindro (extensión-retracción de la pluma, subida y bajada de la pluma, subida y bajada del cabrestante) y el movimiento de pivote de la pluma producido por el actuador giratorio.

La hidráulica responde a la llamada

En esta aplicación, ninguno de los desafíos de diseño resultó particularmente difícil de cumplir. Al igual que con la mayoría de los sistemas hidráulicos que operan en ambientes marinos, los problemas potenciales de contaminación y corrosión por exposición a la luz solar, diversas temperaturas ambientales, condiciones ambientales adversas y agua salada se abordan a través de técnicas estratégicas de diseño y especificación de materiales. Sin embargo, lo que realmente requiere creatividad es diseñar un sistema que se vea genial si se ve. Si lo escuchas, es solo un susurro.

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