Cálculo de la velocidad de un sistema transportador

La velocidad de un sistema de transportador depende en gran medida de la aplicación del transportador. Algunos transportadores mueven la velocidad promedio de una persona que camina, mientras que otras aplicaciones requieren una velocidad mucho más rápida; por ejemplo, una línea de embotellado de alta velocidad.

Figura 1. Un transportador de cangilones rápido. Imagen utilizada por cortesía de Bosch Rexroth [PDF]

Por lo general, en la producción se utilizan dos tipos de transportadores de banda o cadena:producción de movimiento continuo y transportadores de lanzadera.

Ambos estilos están sujetos a la velocidad de la máquina para determinar la velocidad del transportador junto con otros factores. También hay sistemas de transportadores de orugas que se pueden utilizar como un sistema de transportador continuo o un sistema de transportador de lanzadera. Un sistema de transportador de orugas tendría los mismos desafíos que los transportadores de banda o cadena típicos.

Antes de sumergirnos en cómo calcular la velocidad de un transportador, veamos primero los tipos de transportadores. Esto nos dará una amplia comprensión de por qué necesitaremos conocer la velocidad del sistema.

Descripción general de los sistemas de transporte

Algunos tipos de transportadores que revisaremos incluyen movimiento continuo, lanzadera y servoaccionado.

Transportador de movimiento continuo

Este estilo de transportador se encuentra típicamente en líneas de embotellado o producción de alimentos. Se puede encontrar producción de movimiento continuo en cualquier fábrica donde la fabricación del producto no puede detenerse sin repercusiones. El producto se transfiere desde y hacia las máquinas de proceso sin detenerse. Este estilo de transportador suele ser muy rápido y está limitado solo por la velocidad de las máquinas que realizan el procesamiento.

Figura 2. Un transportador de embotellado. Imagen utilizada por cortesía de Tri-Mach

Transportador lanzadera

Un transportador de lanzadera consiste típicamente en una correa o cadena de funcionamiento continuo de baja fricción. Una lanzadera, donde se sujetan las piezas o el producto, viaja en la correa o cadena y se desliza cuando la lanzadera se detiene. Las lanzaderas se mueven de un proceso de máquina a otro, deteniéndose en cada máquina (estación o celda) en la que se trabajará. La velocidad de este estilo de transportador generalmente está determinada por el tiempo total de takt de la máquina o el proceso más rápido en la línea de ensamblaje.

Figura 3. Video utilizado por cortesía de ATS Automation

Transportador servoaccionado

Un transportador servoaccionado probablemente se pondrá en marcha y se detendrá según sea necesario y se moverá a una posición precisa, similar a una mesa de indexación. Con un servomotor que impulsa el transportador, la velocidad solo está limitada por el peso del producto y la estabilidad del producto. Si mueve un líquido, los valores de aceleración y desaceleración deben ajustarse para que el producto no se altere.

Ahora que entendemos por qué la velocidad es importante para estos tipos de transportadores, profundicemos en el cálculo de la velocidad.

Cálculo de la velocidad del transportador

La velocidad de la cinta transportadora se calcula como la circunferencia del rodillo impulsor multiplicada por las rotaciones por minuto (RPM) del motor. Si hay alguna reducción de engranajes, no olvide aplicar la relación a las RPM antes de multiplicar la circunferencia.

Velocidad de la cinta transportadora =Circunferencia del rodillo impulsor ✕ RPM del motor

Un transportador de orugas convencional usaría la misma fórmula que la anterior si usara un motor de CA para impulsar la oruga. Si utiliza un transportador de banda servoaccionado, la velocidad se puede calcular dentro del sistema de control del servomotor. Cualquier servo transportador dependerá en gran medida del takt time del sistema y del tipo de material que se transporta para calcular la velocidad.

Determinación de los factores de la velocidad del transportador

Al determinar la velocidad requerida del transportador, hay algunos factores que debemos considerar. Esta es una idea general y no pretende ser una lista completa. Otros factores podrían incluir productos frágiles y necesidades de empaque.

Figura 4. Un transportador de baja fricción. Imagen utilizada por cortesía de Dorner

Velocidad del motor: Las RPM típicas de un motor de CA son alrededor de 1750–3500, demasiado rápido para un transportador. Se requiere una caja de cambios o un dispositivo de reducción de engranajes para reducir las RPM totales del motor. Si se conoce el tiempo de ciclo del sistema y el tamaño del rodillo impulsor, podemos calcular fácilmente las RPM requeridas.

Peso del producto :A medida que aumenta el peso del producto sobre el transportador, también aumenta la fuerza necesaria para mover el producto. El peso del producto también puede afectar la aceleración y desaceleración de la banda. Un transportador de banda de baja fricción, que depende de lanzaderas o productos que se deslizan sobre la banda cuando se detiene en una estación, tendrá una carga útil máxima. Es posible que este estilo deba cambiarse a un transportador de cadena o un transportador de rodillos de alta resistencia. Un transportador de servocargas será susceptible de carga útil debido a que las lanzaderas se sujetan con fuerza magnética.

Tiempo de ciclo de la máquina :El tiempo de ciclo de un sistema es importante tanto para el fabricante del equipo como para el cliente que compra la máquina. Esto significa que el transportador debe mover el producto por todo el sistema a la velocidad de ciclo diseñada.

Controles :Un transportador de banda accionado por motor de CA típico no necesitará más que una salida digital y un contactor de arranque de motor. Si detiene el motor con frecuencia, un variador de frecuencia (VFD) sería una buena opción para reducir el uso de energía. Los transportadores servoaccionados, ya sean orugas o correas, requerirán un servodrive y un controlador, generalmente un controlador lógico programable (PLC), para ordenar el servomotor a diferentes posiciones. Estos controles pueden resultar costosos y complicados en exceso para la aplicación.

Como técnico de controles, es importante conocer la velocidad del transportador para garantizar que cada estación o celda dentro del sistema pueda acceder a sus partes necesarias. Es importante no matar de hambre a una estación, ya que eso podría reducir el tiempo de takt de su sistema en general. La velocidad de cualquier transportador se puede calcular durante la fase de diseño, y es durante esta fase donde se pueden realizar fácilmente mejoras al sistema si es necesario.