COMPRENDIENDO LAS OPCIONES DE ALINEACIÓN DE EJES PARA TRANSPORTADORES

La alineación del eje adquiere una importancia crítica cuando se trata de motores de alta potencia. La menor cantidad de desalineación angular o desplazamiento lateral provocará vibraciones, desgaste acelerado y posiblemente incluso una falla catastrófica.

Este es un problema particular con los transportadores de servicio pesado utilizados en minería, canteras y otras aplicaciones de transporte de agregados. Estos transportadores transportan cargas pesadas a largas distancias y pueden viajar a altas velocidades. La desalineación entre el motor, el reductor de engranajes y la polea del transportador puede provocar un tiempo de inactividad costoso e incluso podría representar un peligro para la seguridad.

Los sistemas de transmisión sin alineación se promueven como la solución a este problema. Sin embargo, no son apropiados en todas las situaciones. Aquí hay un vistazo a sus fortalezas y debilidades y una discusión sobre cuándo una unidad de montaje en base podría ser la mejor opción.

CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS SISTEMAS DE IMPULSIÓN DE TRANSPORTADORES DE TRABAJO PESADO

Los tres elementos incluyen un motor, una caja de cambios o reductor de velocidad y un acoplamiento. El motor genera la rotación, la caja de engranajes ralentiza la rotación mientras aumenta el par, y el acoplamiento une la salida de la caja de engranajes al eje de la polea transportadora.

Algunos puntos a tener en cuenta sobre estos son:

• Los motores se impulsan cada vez más a través de variadores de frecuencia (VFD). Un VFD brinda más control sobre la velocidad y una operación más eficiente.
• Las cajas de cambios/reductores se fabrican en configuraciones de ángulo recto y desplazamiento paralelo.
• Los transportadores de servicio pesado a menudo usan acoplamientos hidráulicos, ya que estos reducen la inercia y las cargas de arranque.
• Los motores, reductores y acoplamientos hidráulicos necesitan acoplamientos para unir sus ejes a los de los demás componentes del sistema. Se trata de acoplamientos con bridas, bujes cónicos o diseños de discos de contracción.

SIN ALINEACIÓN O MONTAJE BASE:¿CUÁL ES LA DIFERENCIA?

Cuando el eje impulsor no está alineado con precisión con el eje de la polea, las fuerzas que actúan sobre el eje de la polea variarán a medida que giran los ejes. Esto provoca vibraciones, desgaste rápido de los cojinetes e incluso puede cortar los ejes, especialmente cuando el motor genera altos niveles de potencia y par.

Una solución es montar el motor y el reductor sobre una base sólida, generalmente una plataforma de concreto moldeado, y alinear con mucho cuidado los ejes entre sí y con el eje de la polea. Esta es una actividad que consume mucho tiempo y requiere un equipo de medición de precisión y una habilidad considerable.

La alternativa es montar el reductor directamente en el eje de la polea y el motor en el reductor, con el acoplamiento de fluido insertado en una ubicación adecuada en el sistema.

Este último enfoque, que se monta directamente en el eje de la polea, se denomina sin alineación. El punto es que no se requiere alineación porque la proporcionan los ejes.

CONFIGURACIÓN DE UNIDAD SIN ALINEACIÓN

Un sistema de accionamiento sin alineación casi siempre utiliza un reductor en ángulo recto. Esto coloca el motor a lo largo del transportador en lugar de que sobresalga a cierta distancia de la banda.

Una desventaja de la configuración sin alineación es que el reductor y el motor están suspendidos del eje de la polea. En consecuencia, se debe tener en cuenta una carga suspendida al dimensionar adecuadamente un eje de polea. Además, se debe incluir un brazo de torsión en los sistemas de transmisión sin alineación para evitar que el conjunto de transmisión gire alrededor del eje de la polea. Un brazo de torsión conecta el reductor al marco del transportador.

En algunas situaciones, este brazo de torsión se monta rígidamente en el marco del reductor y del transportador. Sin embargo, lo más común es que haya cierta flexibilidad en el varillaje para acomodar el descentramiento en el eje de la polea.

Una consideración importante al diseñar una transmisión sin alineación es saber si el motor alguna vez se invertirá. Si este es el caso, el par actuará en la dirección opuesta y la mayoría de los tipos de brazos de par, como un tensor, cederán bajo la carga de compresión. Para combatir esto, las transmisiones que funcionarán en ambas direcciones generalmente estarán equipadas con dos brazos de torsión.

PUNTOS FUERTES DE LAS UNIDADES SIN ALINEACIÓN

• Se evitan los problemas de desalineación, evitando el desgaste rápido, la fatiga e incluso fallas catastróficas
• Se requiere trabajo limitado en el sitio antes de la instalación
• Fácil de instalar
• Minimiza el espacio necesario para la unidad (una característica especialmente atractiva en lugares confinados como minas subterráneas).
• Desperdicio mínimo de energía en el sistema de transmisión de accionamiento (por lo tanto, muy eficiente)
• Usado en aplicaciones de transportadores subterráneos y de superficie

LIMITACIONES DE UNIDADES SIN ALINEACIÓN

Los sistemas sin alineación están limitados a motores de menos de 600 hp. Por encima de esto, el par y la masa se vuelven demasiado para un sistema de montaje en eje.

CONFIGURACIÓN DE UNIDAD DE MONTAJE BASE

En esta configuración, el motor y el reductor están montados sobre una base de hormigón. Se debe tener cuidado para garantizar que las dos unidades estén alineadas con precisión. En algunas áreas mineras, las unidades de montaje en base pueden usar una configuración paralela o en ángulo recto.

La salida del reductor, que puede ser del tipo de desplazamiento paralelo, está conectada al eje de la polea. Esta podría ser una conexión directa con engranajes a través del reductor o mediante correas. Por lo general, la base está desplazada hacia el costado del transportador o ubicada debajo en lugar de hacer que la transmisión dé un giro de 90°.

PUNTOS FUERTES DE LOS SISTEMAS DE MONTAJE BASE

• No hay límite para el tamaño del motor que se puede usar. El montaje en base siempre se usa cuando los motores superan los tamaños NEMA.
• Bueno para aplicaciones sobre el suelo donde el espacio no es un problema

LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS DE MONTAJE BASE

• Ofrece múltiples puntos de desalineación
• Requiere una gran cantidad de preparación del sitio antes de la instalación
• Requiere una instalación cuidadosa y, por lo tanto, requiere mucho tiempo
• Mantenimiento más intenso:alineación láser, cambios de componentes

ELEGIR EL SISTEMA DE ACCIONAMIENTO

Un aspecto clave del diseño del sistema transportador es la configuración del accionamiento del motor y el reductor.

El estilo sin alineación tiende a ser la opción predeterminada porque es más compacto y rápido de instalar. Sin embargo, su gran inconveniente es que está limitado a motores de 600 hp y menos. Para sistemas de unidades más grandes, no hay más remedio que optar por un diseño de montaje base, a pesar de las penalizaciones de espacio y tiempo.

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Llevamos más de 30 años diseñando sistemas transportadores de servicio pesado para minas, canteras y otros entornos exigentes. Eso es suficiente para aprender que no hay dos sistemas iguales.

Si bien las unidades sin alineación a menudo parecen la opción obvia, su aplicación puede tener características únicas que justifiquen un enfoque de montaje base. Alternativamente, incluso si el montaje en base parece la única forma de impulsar un transportador, nuestra experiencia puede permitirnos sugerir una alternativa.

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