¿Se ha preguntado alguna vez qué es lo que le mantiene seguro y en movimiento dentro de un ascensor? En este artículo nos adentramos en la intrincada estructura y los principios de funcionamiento de los ascensores, explorando sus principales componentes y sistemas. Desde la máquina de tracción hasta los dispositivos de seguridad, descubrirá cómo funcionan los ascensores a la perfección. Aprenda cómo funcionan conjuntamente los distintos sistemas para garantizar la seguridad, la eficacia y el confort. Prepárese para conocer en profundidad la tecnología que hay detrás de una de las comodidades más esenciales de los edificios modernos.
Los ascensores suelen dividirse en dos categorías: ascensores con sala de máquinas y ascensores sin sala de máquinas.
Como su nombre indica, los ascensores sin cuarto de máquinas no tienen cuarto de máquinas. La máquina de tracción de este tipo de ascensor se instala en el raíl guía y la viga de carga, mientras que el armario de control y otros equipos se fijan en la pared del pozo.
Los ascensores con cuarto de máquinas, que incluyen los ascensores con cuarto de máquinas pequeño y los ascensores con cuarto de máquinas normal, suelen tener el cuarto de máquinas situado en la parte superior, ocupando más espacio en comparación con los ascensores sin cuarto de máquinas. A continuación nos centraremos en la estructura básica de los ascensores con cuarto de máquinas.
Esta sección alberga los componentes críticos de accionamiento y control del sistema del ascensor. Normalmente incluye la máquina de tracción (que proporciona la fuerza motriz del ascensor), el regulador de velocidad (un dispositivo de seguridad que supervisa y controla la velocidad del ascensor), el armario de control principal (que contiene los sistemas lógicos y de control del ascensor), el armario de distribución de energía y el equipo de ventilación para mantener unas condiciones de funcionamiento óptimas.
La sección de cabina del ascensor abarca el habitáculo y sus mecanismos asociados. Esto incluye la propia cabina (diseñada para la seguridad y comodidad de los pasajeros), el equipo de seguridad (un sistema de frenado de emergencia), elementos de seguridad como el sistema de comunicación de emergencia, el mecanismo de accionamiento de las puertas, los dispositivos de nivelación de precisión para una alineación suave del suelo y el panel de control de la cabina (COP), que alberga la interfaz de control para los pasajeros.
Esta sección comprende los componentes de cada planta. Incluye las puertas del vestíbulo (que dan acceso al ascensor en cada planta), el dintel de la puerta (que soporta el conjunto de la puerta), los marcos de la puerta, los carriles guía y los herrajes asociados, como deslizadores y rodillos para un funcionamiento suave de la puerta, y el umbral de la puerta (el umbral entre el rellano y la cabina del ascensor).
La caja del ascensor es el pasillo vertical por el que se desplaza la cabina del ascensor. Contiene raíles guía para dirigir el movimiento de la cabina, contrapesos para equilibrar el sistema, varios cables y cuerdas (incluidas las cuerdas de suspensión, las cuerdas de compensación y los cables de transporte para la energía y la comunicación), sistemas de amortiguación en la parte inferior para la desaceleración de emergencia y, a menudo, incluye sensores e interruptores de seguridad en toda su longitud.
El sistema de tracción es el mecanismo central de transmisión de potencia de un ascensor, responsable de generar y transferir la fuerza necesaria para mover la cabina. Se compone principalmente de la máquina de tracción (normalmente un motor eléctrico con o sin engranajes), cables de acero de alta resistencia, polea motriz y poleas de desvío. La eficacia y fiabilidad del sistema son cruciales para el buen funcionamiento del ascensor y el ahorro de energía.
El sistema de guiado garantiza un movimiento vertical preciso de la cabina y el contrapeso dentro de la caja del elevador. Consta de raíles guía de acero mecanizado, zapatas o rodillos guía y soportes de raíles. Los sistemas modernos suelen incorporar guías de rodillos activas con mecanismos de amortiguación incorporados para mejorar la calidad del desplazamiento minimizando las vibraciones y los movimientos laterales, especialmente en los ascensores de alta velocidad.
El sistema de la cabina es la interfaz principal del pasajero, diseñada para ofrecer seguridad, comodidad y funcionalidad. Está formado por el bastidor del coche (eslinga), que soporta las cargas estructurales, y el habitáculo. Los diseños avanzados de automóviles incorporan materiales ligeros, como aleaciones de aluminio, para reducir el consumo de energía, y pueden contar con interiores personalizables, iluminación inteligente y sistemas de purificación del aire para mejorar la experiencia de los pasajeros.
El sistema de puertas controla el acceso al ascensor y garantiza la seguridad de los pasajeros durante el trayecto. Incluye las puertas de las cabinas, las puertas de los rellanos, los operadores de las puertas y los dispositivos de enclavamiento. Los sistemas de puertas modernos utilizan variadores de frecuencia controlados por microprocesador para un funcionamiento suave y silencioso, e incorporan sensores avanzados para evitar obstrucciones y garantizar un posicionamiento preciso de las puertas.
Este sistema optimiza la eficiencia energética y garantiza una tracción constante equilibrando el peso de la cabina. Se compone del contrapeso, que suele pesar entre 40 y 50% del peso a plena carga de la cabina, y de una cadena o cuerda de compensación para los edificios altos. Los sistemas avanzados pueden emplear la gestión activa del peso para ajustar la masa del contrapeso en función de la carga de la cabina, mejorando aún más la eficiencia energética.
El sistema de accionamiento eléctrico acciona y controla el movimiento del ascensor. Incluye el accionamiento principal (a menudo un motor síncrono de imanes permanentes para mejorar la eficiencia), el sistema de alimentación eléctrica, el codificador para obtener información precisa sobre la velocidad y la posición, y un variador de frecuencia para acelerar y desacelerar con suavidad. Los sistemas modernos incorporan accionamientos regenerativos que pueden recuperar y devolver energía a la red eléctrica del edificio durante el descenso o cuando está poco cargado.
El sistema de control es el cerebro del ascensor, gestiona todas las operaciones y garantiza un rendimiento óptimo. Se compone del controlador principal (a menudo un controlador lógico programable o un sistema de control de ascensores específico), el sistema de posicionamiento, el panel de control de la cabina y las estaciones de llamada de aterrizaje. Los sistemas de control avanzados utilizan inteligencia artificial y algoritmos de aprendizaje automático para el mantenimiento predictivo, la optimización del tráfico y la gestión de la energía.
El sistema de seguridad es un componente crítico que garantiza la protección de los pasajeros y el cumplimiento de la normativa. Incluye el limitador de velocidad, el paracaídas, los amortiguadores y los frenos de emergencia. Los sistemas de seguridad modernos incorporan la supervisión electrónica de todos los componentes críticos, sistemas de alimentación ininterrumpida para operaciones de emergencia y sistemas de comunicación avanzados para la supervisión remota y la respuesta rápida a posibles problemas. Además, los sensores sísmicos y los modos de funcionamiento están integrados en las regiones propensas a los terremotos para mejorar la seguridad de los pasajeros durante los eventos sísmicos.
Un sistema de ascensor consta de una cabina y un contrapeso, interconectados por cables de acero de alta resistencia. El motor de tracción, accionado por una máquina de tracción de precisión, facilita el movimiento vertical de la cabina y el contrapeso a lo largo de carriles guía específicos dentro del hueco del ascensor.
Las zapatas guía, montadas estratégicamente en el bastidor de la cabina, interactúan con los raíles guía fijos anclados a las paredes del hueco del ascensor del edificio. Esta configuración garantiza un desplazamiento vertical suave al tiempo que evita la desviación lateral o la oscilación durante el funcionamiento, mejorando la calidad del viaje y la seguridad de los pasajeros.
El sistema de frenado del elevador emplea un freno de bloque normalmente cerrado, accionado por resorte y liberado eléctricamente. Durante el funcionamiento normal, el freno permanece desconectado, permitiendo el movimiento libre. En caso de pérdida de energía o de señales de parada de emergencia, el freno se activa instantáneamente, deteniendo el movimiento de la cabina y manteniéndola segura en el rellano más cercano, facilitando la entrada y salida segura de los pasajeros.
La cabina, un recinto reforzado estructuralmente, sirve como componente principal de soporte de carga para pasajeros o mercancías. El contrapeso, que suele pesar aproximadamente 40-50% de la capacidad nominal de la cabina más el peso de ésta, optimiza la eficiencia energética reduciendo la carga efectiva sobre el sistema de tracción. Un sistema de cadena o cable de compensación se ajusta dinámicamente a los cambios de peso del cable a medida que la cabina se desplaza, garantizando una tracción constante y una nivelación precisa del suelo en todo el recorrido.
El sistema de control eléctrico del ascensor gestiona todos los aspectos del funcionamiento, incluida la selección de planta, la nivelación automática, la regulación de la velocidad y la iluminación de la cabina. Un sistema integrado de indicadores de posición proporciona información actualizada en tiempo real sobre la dirección de la cabina y la ubicación en el piso. Múltiples dispositivos de seguridad redundantes, como reguladores de exceso de velocidad, sistemas de amortiguación y frenos de emergencia, trabajan conjuntamente para garantizar un funcionamiento a prueba de fallos en todas las condiciones.
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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