Las cosechadoras de troncos se benefician del diseño giratorio sin bolas

En la industria maderera, los niveles más altos de automatización han aumentado la productividad maderera. Un ejemplo de ello es la cosechadora de ocho ruedas Scorpion del fabricante finlandés Ponsse Vieremä. Scorpion procesa troncos en pie en troncos cortados a medida, listos para ser transportados desde el bosque hasta las plantas de acabado. Su marco consta de tres partes conectadas por juntas giratorias. Tanto el bastidor delantero como el trasero están conectados al bastidor central de la cabina mediante estas uniones. El marco intermedio se mantiene horizontal a lo largo de su eje longitudinal por medios hidráulicos. De hecho, una característica clave de la cosechadora Scorpion es su diseño estable, que proviene de sus ocho ruedas y su sistema de estabilización activa.

Los marcos delantero y trasero del Scorpion se inclinan hacia los contornos del terreno. Sus ocho ruedas pueden ser neumáticos o combinarse con banda de rodadura (delantera y trasera, izquierda y derecha) para brindar tracción en terrenos extremadamente accidentados y clima invernal severo. El operador del vehículo se sienta en la línea central del vehículo en una cabina diseñada ergonómicamente. El diseño del bastidor mantiene los puntos de pivote lo más bajos posible y minimiza la inclinación, evitando que el operador se balancee hacia los lados.

Una vez que se selecciona un árbol para cosechar, el operador maniobra la grúa de modo que las mandíbulas del cabezal cosechador del Scorpion sujeten el tronco del árbol, como si una hoja de sierra cortara el árbol por la base. Luego, el tronco se gira a una posición horizontal y un motor hidráulico hace girar la rueda, tirando del tronco sobre el cabezal cosechador. A medida que el tronco pasa por el cabezal cosechador, quita las ramas y corta el tronco a una longitud predeterminada. Después de cortar la primera sección, la longitud restante del tronco se pasa a través del cabezal cosechador, se quitan las ramas y se corta a la medida. Esto continúa hasta que se corta toda la longitud utilizable del árbol, luego el operador pasa al siguiente árbol.

La hidráulica le da emoción a Scorpion

El manejo de troncos de árboles pesados ​​requiere un increíble rango de movimiento y fuerza, a menudo en condiciones climáticas adversas. No es sorprendente que el sistema hidráulico sea la única forma de transmisión de potencia que puede ofrecer este tipo de rendimiento. Montado al final de la grúa Scorpion hay un cabezal procesador Ponsse H7. Una vez colocado correctamente, las mandíbulas flexibles del H7 envuelven y agarran el tronco del árbol que se va a cosechar. El cabezal cosechador continúa entonces con sus operaciones de pelado y corte.

Las mangueras que transportan fluido hidráulico a presión entre la pluma y el cabezal cosechador requieren un movimiento de torsión considerable. Por lo tanto, las mangueras hidráulicas deben instalarse en juntas giratorias para evitar que el refuerzo de la manguera se tuerza, lo que puede provocar una falla prematura de la manguera. En casos extremos, el par transmitido a través de la manguera puede llegar a aflojar los accesorios de los extremos.

La presión de trabajo del Scorpion alcanza los 4350 psi. Bajo esta presión, los accesorios de manguera con cojinetes de bolas convencionales pueden desgastarse prematuramente. Por esta razón, después de varios años de pruebas, los ingenieros de Ponsse eligieron una rótula con un diseño diferente: una rótula sin bola de Taimi Hydraulics, Canadá.

girar en rotación

El pivote se adapta al movimiento de rotación de las piezas de la prensa hidráulica. Sin ellos, incluso los mejores conjuntos de mangueras pueden fallar prematuramente por torceduras repetidas. Dados todos los movimientos complejos que requiere el Scorpion, sus refuerzos se fatigarían rápidamente si las cargas de torsión en sus mangueras hidráulicas no fueran compensadas por el pivote.

Las rótulas con cojinetes de bolas son efectivas cuando la presión de trabajo hidráulica es de 3000 psi o menos. Sin embargo, a presiones más altas, se requiere un enfoque de diseño de giro diferente, razón por la cual Ponsse consideró los giros sin bola de Taimi.

La rótula de Taimi cuesta más que la versión con rodamiento de bolas, pero la gente de Ponsse cree que los beneficios potenciales superan con creces la diferencia de costos. Para asegurarse de que estaban haciendo lo correcto, los funcionarios de Ponsse probaron los pivotes sin bolas en Finlandia y Estados Unidos durante cuatro años antes de decidir usarlos en la nueva máquina que construyeron.

Prevenir picos de presión

El ensamblaje de la tuerca del vástago es la clave para la efectividad de los diseños de rotación sin bolas. El largo tramo del vástago permite una distribución óptima de la carga. El vástago se inserta en la tuerca a través del conjunto del sello. Las arandelas de empuje hechas de polímero autolubricante brindan baja fricción para el movimiento de torsión y también brindan absorción de impactos. Luego, la tuerca asegura de forma segura la manija giratoria a la carcasa, el bloque o el colector. Las propiedades de sellado de la junta rotativa se logran en dos etapas: a través del contacto de presión entre la arandela de empuje y la tuerca, y a través de dos conjuntos de soportes y juntas tóricas de Viton de gran tamaño. Una gran ventaja de este diseño es la alta resistencia al desgaste en el campo.

Los destorcedores con rodamientos de bolas tienen una capacidad de carga baja debido a la pequeña área de contacto entre las bolas y las pistas de rodadura: el arco delgado soporta toda la carga del destorcedor. Como resultado, tanto las bolas como las pistas de rodadura se desgastan rápidamente, lo que aumenta el par necesario para la rotación y, en última instancia, dificulta el libre movimiento de rotación. Esto, a su vez, puede causar fugas y, en última instancia, fallas en el giro y la manguera. De manera similar, las cargas laterales aplicadas a las juntas giratorias de rodamientos de bolas pueden acortar la vida útil de los componentes. En un diseño sin bolas, la carga sobre la rótula se aplica de manera más uniforme sobre su circunferencia, lo que reduce el impacto en la vida útil de la rótula.

Otra característica valiosa de las juntas giratorias sin bolas de Taimi es su función de protección contra picos de presión (PSP), que suprime los picos de presión. Las juntas rotativas actúan como el equivalente hidráulico de los protectores contra sobretensiones utilizados con equipos electrónicos, evitando daños a sus componentes en caso de sobretensión. Las arandelas de empuje hechas de plástico de ingeniería evitan que los picos de energía lleguen a los sellos de la junta rotativa cuando se producen picos de presión en las líneas hidráulicas.

El diseño de rotación sin bolas también evita que la rotación se separe bajo carga, lo que reduce las fugas, las fallas y el tiempo de inactividad. En las revoluciones de los cojinetes de bolas, el desgaste progresivo de los cojinetes y las pistas dará como resultado una mayor holgura entre las piezas acopladas. Esta holgura puede ser el comienzo de una fuga, pero cuando el desgaste se vuelve excesivo, es probable que un pico hidráulico o un fuerte tirón de la manguera la rompa. El resultado son riesgos para la seguridad, fugas de fluidos y costosos tiempos de inactividad.

resultado exitoso

Desde que Ponsse comenzó a especificar juntas giratorias PSP en su equipo original, las juntas giratorias no han tenido fugas, las máquinas han sido mejores, más limpias, tienen menos tiempo de funcionamiento y tienen menos fugas de aceite al medio ambiente. Las juntas giratorias sin bolas no se separan, lo que reduce significativamente el riesgo de fugas de aceite. Debido a que no usan cojinetes de bolas, no se pegan, lo que aumenta la vida útil de la manguera. Ponsse también utiliza cartuchos giratorios sin bolas, que brindan los mismos beneficios que la rotación en línea. Sin embargo, se pueden insertar directamente en el colector, por lo que el tamaño, la longitud y el coste del montaje se reducen considerablemente.

Sebastien Tremblay es el Director Gerente de Taimi Hydraulics en St. Prime, Canadá. Para obtener más información, llame al (418) 686-6868, ext.707, o visite www.taimi.ca.

El equipo de Ponsse (www.ponsse.com) está disponible en América del Norte a través de sus instalaciones de Rhinelander, Wisconsin. haga clic aquí Mire el video de Scorpion y haga clic aquí Un video que muestra la flexibilidad del dispositivo Ponsse que ofrecen las juntas rotativas de Taimi.

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