Guía experta de opciones de alineación de ejes para accionamientos de transportadores de alta potencia

La alineación de ejes cobra una importancia crítica cuando se trata de motores de alta potencia. La menor desalineación angular o desplazamiento lateral provocará vibraciones, desgaste acelerado e incluso fallos catastróficos.

Este es un problema particular en los transportadores de servicio pesado utilizados en minería, canteras y otras aplicaciones de transporte de áridos. Estos transportadores mueven cargas pesadas a largas distancias y pueden funcionar a altas velocidades. La desalineación entre el motor, el reductor y la polea del transportador puede ocasionar costosos tiempos de inactividad e incluso riesgos de seguridad.

Los sistemas de accionamiento sin alineación se promocionan como la solución a este problema. Sin embargo, no son apropiados en todas las situaciones. A continuación, analizamos sus puntos fuertes y débiles y cuándo un accionamiento con base montada puede ser la mejor opción.

CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS SISTEMAS DE ACCIONAMIENTO DE TRANSPORTADORES DE SERVICIO PESADO

Los tres elementos principales son: un motor, una caja de engranajes o reductor de velocidad, y un acoplamiento. El motor genera la rotación, la caja de engranajes reduce la velocidad mientras aumenta el par, y el acoplamiento une la salida del reductor al eje de la polea del transportador.

Algunos puntos clave sobre estos componentes:

• Los motores se accionan cada vez más mediante variadores de frecuencia (VFD). Un VFD proporciona mayor control de velocidad y un funcionamiento más eficiente.
• Las cajas de engranajes/reductores se fabrican en configuraciones de ángulo recto y de offset paralelo.
• Los transportadores de servicio pesado suelen utilizar acoplamientos fluidos, ya que reducen la inercia y las cargas de arranque.
• Motores, reductores y acoplamientos fluidos necesitan acoplamientos para unir sus ejes a los de los demás componentes del sistema. Estos pueden ser acoplamientos con brida, casquillos cónicos o diseños de disco de contracción.

ACCIONAMIENTO SIN ALINEACIÓN O CON BASE MONTADA: ¿CUÁL ES LA DIFERENCIA?

Cuando el eje de accionamiento no está alineado con precisión con el eje de la polea, las fuerzas que actúan sobre este varían a medida que giran los ejes. Esto causa vibraciones, desgaste rápido de los rodamientos e incluso puede cizallar los ejes, especialmente cuando el motor genera altos niveles de potencia y par.

Una solución consiste en montar el motor y el reductor sobre una base sólida, normalmente una losa de hormigón colado, y alinear cuidadosamente los ejes entre sí y con el eje de la polea. Esta es una actividad que consume mucho tiempo, requiere equipos de medición de precisión y considerable habilidad.

La alternativa es montar el reductor directamente sobre el eje de la polea y el motor sobre el reductor, insertando el acoplamiento fluido en la ubicación adecuada del sistema.

Este último enfoque, el montaje directo sobre el eje de la polea, es lo que se denomina accionamiento sin alineación. La clave es que no se requiere alineación porque esta la proporcionan los propios ejes.

CONFIGURACIÓN DE ACCIONAMIENTO SIN ALINEACIÓN

Un sistema de accionamiento sin alineación casi siempre utiliza un reductor de ángulo recto. Esto sitúa el motor junto al transportador en lugar de tenerlo sobresaliendo a cierta distancia de la banda.

Una desventaja de la configuración sin alineación es que el reductor y el motor quedan suspendidos del eje de la polea. Por tanto, la carga suspendida debe tenerse en cuenta al dimensionar adecuadamente el eje de la polea. Además, debe incluirse un brazo de par en los sistemas de accionamiento sin alineación para evitar que el conjunto de accionamiento gire alrededor del eje de la polea. El brazo de par conecta el reductor al bastidor del transportador.

En algunas situaciones, este brazo de par se monta rígidamente al reductor y al bastidor del transportador. Más comúnmente, hay cierta flexibilidad en la unión para acomodar la carrera del eje de la polea.

Una consideración importante al diseñar un accionamiento sin alineación es saber si el motor se invertirá alguna vez. Si es así, el par actuará en dirección opuesta y la mayoría de los tipos de brazo de par, como un tensor, cederán bajo la carga de compresión. Para combatir esto, los accionamientos que funcionarán en ambas direcciones suelen equiparse con dos brazos de par.

FORTALEZAS DE LOS ACCIONAMIENTOS SIN ALINEACIÓN

• Se evitan problemas de desalineación, previniendo desgaste rápido, fatiga e incluso fallos catastróficos
• Se requiere trabajo limitado en sitio antes de la instalación
• Instalación sencilla
• Minimiza el espacio necesario para el accionamiento (especialmente atractivo en espacios confinados como minas subterráneas)
• Mínima energía desperdiciada en el sistema de transmisión (por tanto, muy eficiente)
• Utilizados tanto en aplicaciones de transportadores en superficie como subterráneos

LIMITACIONES DE LOS ACCIONAMIENTOS SIN ALINEACIÓN

Los sistemas sin alineación se limitan a motores de menos de 600 hp. Por encima de esta potencia, el par y la masa son demasiado elevados para un sistema de montaje en eje.

CONFIGURACIÓN DE ACCIONAMIENTO CON BASE MONTADA

En esta configuración, el motor y el reductor se montan sobre una base de hormigón. Debe extremarse el cuidado para asegurar que ambas unidades estén alineadas con precisión. En algunas zonas mineras, los accionamientos con base montada pueden usar configuraciones en paralelo o de ángulo recto.

La salida del reductor, que puede ser del tipo offset paralelo, se conecta al eje de la polea. Esto puede ser una conexión directa y engranada a través del reductor o mediante correas. Normalmente, la base se sitúa desplazada lateralmente al transportador o debajo de él, en lugar de hacer girar el accionamiento 90°.

FORTALEZAS DE LOS SISTEMAS CON BASE MONTADA

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

LIMITACIONES DE LOS SISTEMAS CON BASE MONTADA

• Ofrece múltiples puntos de desalineación
• Requiere una gran cantidad de preparación del sitio antes de la instalación
• Necesita una instalación cuidadosa y, por tanto, que consume mucho tiempo
• Mantenimiento más intensivo: alineación láser, sustitución de componentes

ELECCIÓN DEL SISTEMA DE ACCIONAMIENTO

Un aspecto clave del diseño de sistemas de transportadores es la configuración del motor y el reductor.

El estilo sin alineación tiende a ser la opción por defecto porque es más compacto y rápido de instalar. Sin embargo, su gran inconveniente es que se limita a motores de 600 hp o menos. Para sistemas de accionamiento más grandes no hay más remedio que optar por una disposición con base montada, a pesar de las penalizaciones de espacio y tiempo.

CONFÍE EN WEST RIVER CONVEYORS

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

Aunque los accionamientos sin alineación a menudo parecen la opción obvia, su aplicación puede tener características únicas que justifiquen un enfoque con base montada. Alternativamente, incluso si el montaje en base parece la única forma de accionar un transportador, nuestra experiencia puede permitirnos sugerir una alternativa.

Para saber cómo podemos ayudarle en su próximo proyecto de transportador, haga clic en el botón de abajo.