Cómo seleccionar el motorreductor adecuado para elevadores de cangilones según el tipo y la carga
Guía para seleccionar motorreductores para elevadores de cangilones considerando el tipo de reductor, configuración del eje, carga operativa, backstop y opciones de montaje.
Cómo seleccionar el motorreductor adecuado para elevadores de cangilones según el tipo y la carga
Los elevadores de cangilones transportan materiales verticalmente, por lo que el sistema de accionamiento debe trabajar con un par elevado, una carga de arranque alta y el riesgo de retroceso al detener la máquina. Por lo tanto, la selección del motorreductor para elevadores de cangilones no debe basarse únicamente en la potencia del motor anterior o en la capacidad de transporte.
Para realizar una selección adecuada, es necesario determinar el tipo de elevador, la carga de trabajo, la velocidad de salida, el tiempo de funcionamiento, la disposición del eje y los requisitos de antirretorno. Para elevadores de cangilones pequeños, se pueden utilizar motorreductores monobloque; mientras que los sistemas de carga pesada o de funcionamiento continuo suelen requerir un motor combinado con un reductor industrial independiente.
1. Características de accionamiento de los elevadores de cangilones
Los elevadores de cangilones utilizan cangilones montados sobre bandas o cadenas para llevar el material desde la base hasta la descarga superior. El conjunto de motor y reductor suele instalarse en la parte superior, accionando el tambor o la rueda dentada motriz.
En comparación con las cintas transportadoras horizontales, los elevadores de cangilones tienen algunos requisitos especiales:
La carga se eleva verticalmente.
El par de arranque suele ser elevado.
Existe riesgo de retroceso en caso de corte de energía o parada de la máquina.
El eje de salida puede estar sometido a cargas radiales elevadas.
Muchos sistemas operan continuamente en entornos polvorientos.
La sobrecarga o el atasco de material pueden causar impactos fuertes en la caja de engranajes.
Por lo tanto, además de la potencia del motor, es necesario verificar el par de salida, la relación de transmisión, la carga sobre el eje, el factor de servicio y el mecanismo antirretorno.
2. Diferencias entre elevadores de cangilones de banda y de cadena
El tipo de elevador de cangilones influye directamente en la velocidad, el par y la configuración del reductor.
Tipo de elevador | Características operativas | Soluciones de accionamiento a considerar |
|---|---|---|
Elevador de banda | Funcionamiento relativamente suave, mayor velocidad | Motorreductor coaxial, de ejes paralelos o de engranajes cónicos |
Elevador de cadena simple | Baja velocidad, mayor carga mecánica | Reductor de ejes paralelos o de engranajes cónicos |
Elevador de cadena doble | Par elevado, adecuado para materiales pesados | Reductor de carga pesada o reductor industrial |
Los elevadores de banda se utilizan generalmente para cereales, polvos y materiales ligeros. Los elevadores de cadena son más adecuados para cemento, minerales, materiales calientes o entornos de trabajo pesado.
3. ¿Debería utilizar un motorreductor compacto o un reductor independiente?
Este es el paso de selección más importante.
Motorreductor compacto
El motor y el reductor están ensamblados como una unidad completa.
Adecuado cuando:
El elevador de cangilones tiene una potencia pequeña o media.
La carga es relativamente estable.
El espacio de instalación es limitado.
Se requiere una estructura compacta.
No se necesita un motor auxiliar para el mantenimiento.
El par y la carga del eje están dentro de los límites del motorreductor.
La principal ventaja es la facilidad de instalación, el menor número de acoplamientos y la conveniencia para maquinaria nueva. Sin embargo, la capacidad de personalización y la resistencia a la carga pueden ser más limitadas en comparación con los accionamientos industriales independientes.
Motor combinado con reductor independiente
El motor, el acoplamiento y el reductor son dispositivos independientes.
Se debe considerar cuando:
El elevador de cangilones tiene una potencia elevada.
La altura de elevación es grande.
El sistema funciona de forma continua 24/7.
La carga de arranque es alta.
Existe riesgo de atasco de material.
Se requiere un antirretorno de alto par.
Se necesita un motor auxiliar para el funcionamiento a baja velocidad durante el mantenimiento.
La planta desea reemplazar el motor y el reductor por separado.
La configuración independiente suele ser más adecuada para elevadores de cangilones de carga pesada, ya que facilita la selección del reductor según el par, la carga radial y los requisitos de mantenimiento.
4. Selección del tipo de reductor para elevadores de cangilones
Reductor de engranajes cilíndricos coaxiales
Los ejes de entrada y salida están alineados.
Adecuado para:
Elevadores de cangilones pequeños o medianos.
Disposición de accionamiento en línea.
Sistemas con suficiente espacio longitudinal.
Aplicaciones que requieren buena eficiencia y facilidad de mantenimiento.
Es necesario verificar el par nominal y la carga radial si el eje de salida está equipado con piñones o cadenas.
Reductor de ejes paralelos
Los ejes de entrada y salida son paralelos pero están descentrados.
Esta es la opción preferida para muchos sistemas de elevadores de cangilones porque:
Su estructura es compacta en sentido transversal.
Tiene una excelente capacidad de transmisión de par.
Es fácil de instalar cerca del cuerpo del elevador.
Es adecuado para transmisiones mediante acoplamientos o piñones y cadenas.
Se puede utilizar con configuración de eje macizo o eje hueco.
Para elevadores de cangilones de cadena o sistemas de carga pesada, el reductor de ejes paralelos suele ser la opción preferente.
Reductor de engranajes cónicos helicoidales
Este tipo permite cambiar la dirección de la transmisión en 90 grados, manteniendo una alta eficiencia.
Adecuado cuando:
El motor debe estar dispuesto en paralelo al cuerpo del elevador.
El espacio de instalación longitudinal es limitado.
El sistema requiere un par elevado.
El elevador de cangilones funciona de forma continua.
Se requiere integrar un antirretorno o un motor auxiliar.
Para elevadores de cangilones de alta potencia, los reductores cónicos helicoidales de varias etapas suelen ser más adecuados que las gamas de reductores estándar.
Reductor de tornillo sin fin
Los reductores de tornillo sin fin tienen la ventaja de ser compactos y fáciles de instalar en ángulo recto. Sin embargo, se debe evaluar cuidadosamente su uso en elevadores de cangilones, ya que su eficiencia suele ser menor que la de los reductores de engranajes helicoidales o cónicos.
Este tipo solo debe considerarse para:
Elevadores de cangilones pequeños.
Cargas no demasiado pesadas.
Tiempos de funcionamiento no demasiado exigentes.
Condiciones térmicas y de par dentro de los límites del catálogo.
No se debe asumir que la capacidad de autobloqueo de un reductor de tornillo sin fin puede sustituir completamente a un backstop.
Reductores industriales
Deben utilizarse cuando:
El elevador de cangilones tiene una gran capacidad.
La altura de elevación es considerable.
El equipo es un eslabón crítico de la línea de producción.
Se requiere una alta disponibilidad.
El sistema funciona de forma continua.
Se necesitan backstop, motor auxiliar o dispositivos de supervisión de velocidad.
Esta es la solución adecuada para las industrias del cemento, minerales, piensos y líneas de transporte de materiales de carga pesada.
5. ¿Cuándo es necesario un backstop?
Un backstop es un mecanismo mecánico que permite que el eje gire en el sentido de funcionamiento, pero lo bloquea cuando el sistema tiende a girar en sentido inverso.
Se debe evaluar la necesidad de un backstop en elevadores de cangilones cuando:
Queda material en los cangilones al detener la máquina.
La banda o cadena puede ser arrastrada hacia atrás.
El sistema solo funciona en una dirección.
El giro inverso puede causar derrames de material o impactos.
La máquina trabaja a gran altura.
La carga suspendida genera un par inverso significativo.
Al seleccionar un backstop, es necesario determinar:
El par de bloqueo inverso.
La velocidad del eje de montaje.
El sentido de giro libre.
La posición de montaje en el reductor.
Las condiciones de lubricación.
La compatibilidad con el modelo del reductor.
No se debe instalar un backstop en un reductor sin la confirmación previa del fabricante.
Ver más: ¿Qué es un backstop? Cómo elegir un sistema antirretorno para reductores
6. ¿Cuál es la diferencia entre un backstop y un freno?
El backstop y el freno no tienen la misma función.
El backstop se utiliza principalmente para evitar que el eje gire en sentido inverso. El dispositivo funciona bajo un principio unidireccional y no debe utilizarse como un mecanismo de parada frecuente.
El freno electromagnético se utiliza para detener y mantener el eje cuando el motor pierde alimentación o recibe una orden de parada. El freno es adecuado para sistemas que requieren controlar el proceso de parada o mantener la carga según las necesidades operativas.
Algunos elevadores de cangilones pueden requerir ambos dispositivos. La elección depende de la carga, la inercia, el tiempo de parada y los requisitos de seguridad de la máquina.
7. ¿Cuándo es necesario un motor auxiliar?
Un motor auxiliar, o auxiliary drive, ayuda a girar el elevador de cangilones a una velocidad muy baja durante:
La inspección del sistema.
El alineamiento de la banda o cadena.
La limpieza de los cangilones.
La descarga del material restante.
El mantenimiento y sustitución de componentes.
La resolución de problemas cuando el motor principal no funciona.
El motor auxiliar suele conectarse a la caja de engranajes principal mediante un embrague unidireccional. Esta solución es adecuada para elevadores de cangilones de gran potencia, difíciles de girar manualmente o que requieren un mantenimiento riguroso.
8. Elección entre eje macizo o eje hueco
Eje macizo con acoplamiento
Adecuado cuando el reductor y el eje del tambor están dispuestos de forma concéntrica.
Ventajas:
Transmisión directa.
No genera tensión de cadena sobre el eje.
Buen rendimiento.
Fácil inspección del estado del acoplamiento.
La desventaja es que requiere una alineación concéntrica precisa.
Eje macizo con transmisión por cadena
Adecuado cuando es necesario cambiar la distancia de montaje o añadir una etapa de relación de transmisión.
Es necesario verificar:
Diámetro de la rueda dentada.
Tensión de la cadena.
Posición de la rueda dentada en el eje.
Carga radial permitida.
Distancia desde la rueda dentada hasta el hombro del eje.
Cuanto más lejos esté la rueda dentada del hombro del eje, mayor será la carga de flexión sobre el eje y los rodamientos.
Eje hueco de montaje directo
El eje hueco permite montar el reductor directamente sobre el eje del tambor o el eje de accionamiento.
Ventajas:
Diseño compacto.
Reducción del número de acoplamientos.
No requiere bancadas de alineación complejas.
Sin embargo, requiere un brazo de reacción (torque arm), un sistema de bloqueo de eje adecuado y un plan para desmontar el reductor durante el mantenimiento.
9. Elección entre montaje con patas o montaje sobre eje (shaft-mounted)
Reductor con patas
Se recomienda elegir cuando:
Existe una bancada de máquina sólida.
La transmisión es por acoplamiento o cadena.
Se requiere facilidad de montaje y desmontaje.
Se desea una alineación y mantenimiento sencillos.
Reductor montado sobre eje (shaft-mounted)
Se recomienda elegir cuando:
El espacio de instalación es limitado.
El reductor se monta directamente sobre el eje del tambor.
Se desea reducir el número de acoplamientos y la bancada de la máquina.
La estructura permite el uso de un brazo de reacción (torque arm).
Al sustituir por otra marca, se deben comparar los planos del eje, la chaveta, las patas, el brazo de reacción y el espacio de mantenimiento.
Ver más: ¿Cuál es la diferencia entre un motorreductor con patas y con brida?
10. Selección del motor eléctrico para elevadores de cangilones
El motor debe cumplir los siguientes requisitos:
Potencia y par de arranque suficientes.
Adecuado para la tensión y frecuencia de la red.
Régimen de funcionamiento adecuado.
Grado de protección adecuado para entornos con polvo.
Compatible con variador de frecuencia si se requiere ajuste de velocidad.
Con freno si el diseño lo requiere.
Cumplimiento de la clase de eficiencia según los requisitos del proyecto.
Los variadores de frecuencia se utilizan habitualmente para un arranque suave, reducir la corriente de arranque y limitar los impactos sobre la cinta, la cadena y el reductor.
Sin embargo, un variador de frecuencia no puede compensar un reductor con par insuficiente o una relación de transmisión mal seleccionada.
11. Sugerencias de selección según la aplicación
Condiciones del elevador | Solución a considerar |
|---|---|
Elevador pequeño, material ligero | Motorreductor coaxial o de engranajes cónicos |
Elevador mediano, funcionamiento prolongado | Motorreductor de ejes paralelos o de engranajes cónicos |
Elevador de cadena, carga pesada | Reductor de ejes paralelos o de engranajes cónicos para carga pesada |
Elevador en funcionamiento continuo 24/7 | Motor y reductor separados |
Elevador de gran potencia | Reductor industrial especializado |
Riesgo de retroceso | Reductor con antirretorno (backstop) integrado |
Necesidad de marcha lenta para mantenimiento | Reductor con accionamiento auxiliar (auxiliary drive) |
Espacio de instalación reducido | Reductor de ejes paralelos o montado sobre eje (shaft-mounted) |
Necesidad de cambiar la dirección de transmisión | Reductor de engranajes cónicos |
La tabla anterior es solo orientativa. El modelo específico debe verificarse según el par, la relación de transmisión, la carga radial, el tipo de montaje y las condiciones de funcionamiento.
12. Información necesaria al seleccionar un motorreductor para elevadores de cangilones
Para una selección rápida y precisa, el cliente debe proporcionar:
Información | Contenido a especificar |
|---|---|
Tipo de elevador | De banda, de cadena simple o de cadena doble |
Capacidad | Toneladas/hora |
Altura de elevación | Metros |
Material | Tipo, densidad, humedad |
Velocidad | Velocidad de la banda, cadena o eje de salida |
Modo de carga | Arranque en vacío o a plena carga |
Tiempo de funcionamiento | Horas/día |
Transmisión | Acoplamiento, cadena o montaje directo |
Tipo de montaje | Con patas, con brida o montado sobre eje (shaft-mounted) |
Requisitos de seguridad | Antirretorno (backstop), freno o motor auxiliar |
Equipo actual | Foto de la placa de características, planos y dimensiones del eje |
En caso de sustitución, se recomienda enviar además fotos de todo el conjunto de transmisión y de la posición de montaje en el elevador.
Errores comunes en la selección
Seleccionar el motor basándose únicamente en la capacidad en toneladas/hora.
No distinguir entre elevadores de banda y de cadena.
Utilizar un motorreductor estándar para cargas excesivamente pesadas.
No verificar el riesgo de inversión de marcha.
Seleccionar incorrectamente el sentido de giro del antirretorno.
No verificar la carga radial debida a los piñones de cadena.
Utilizar un reductor de tornillo sin fin sin comprobar la temperatura.
No considerar el régimen de funcionamiento 24/7.
Aumentar la potencia del motor manteniendo el reductor original.
No cotejar los planos antes de realizar el pedido.
Conclusión
La selección de un motorreductor para un elevador de cangilones debe centrarse en el tipo de elevador, el nivel de carga, el tiempo de funcionamiento, la disposición de la transmisión y los requisitos de antirretorno.
Para elevadores de cangilones pequeños y medianos, se pueden utilizar motorreductores integrales para optimizar el espacio y los costes. En el caso de elevadores de cadena, cargas pesadas o funcionamiento continuo, se recomienda considerar motores combinados con reductores de ejes paralelos, cónicos helicoidales o reductores industriales con backstop.
MDriveTech ofrece asistencia en la selección de motores y reductores para elevadores de cangilones según la estructura y las condiciones operativas reales. Los clientes pueden enviar imágenes, planos, la potencia del motor anterior, la velocidad de salida y los requisitos de backstop para verificar el modelo adecuado.
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Preguntas frecuentes
¿Qué tipo de motorreductor se debe usar para un elevador de cangilones?
Los elevadores de cangilones pequeños pueden utilizar motorreductores coaxiales, de ejes paralelos o cónicos helicoidales. Para cargas pesadas y tiempos de funcionamiento prolongados, se debe priorizar un reductor de alta eficiencia, con gran capacidad de par y opción de backstop.
¿Se debe usar un reductor de tornillo sin fin en un elevador de cangilones?
Se puede utilizar para elevadores de cangilones pequeños y cargas no muy pesadas. Para sistemas de funcionamiento continuo o con pares elevados, es necesario comprobar cuidadosamente la eficiencia, la temperatura de trabajo y la carga radial antes de realizar la selección.
¿Cuándo se deben usar el motor y el reductor por separado?
Se recomienda su uso cuando el elevador de cangilones tiene una gran potencia, soporta cargas pesadas, funciona 24/7 o requiere un backstop y un motor auxiliar. La configuración separada también es más conveniente para el mantenimiento y la sustitución de componentes individuales.
¿Se puede usar un variador de frecuencia (VFD) en lugar de un backstop?
No. El variador de frecuencia controla el motor cuando el sistema está energizado, mientras que el backstop es un mecanismo mecánico que evita el giro inverso. Ambos dispositivos tienen funciones completamente diferentes.
¿Se puede aumentar la potencia del motor manteniendo el mismo reductor?
No se recomienda realizarlo sin verificar el par admisible del reductor. Un motor más potente puede someter a los engranajes, ejes y rodamientos a una carga superior a la diseñada.
