Correas para elevadores de cangilones: Construcción, fijación de los cangilones y adecuación a las condiciones de trabajo.

Los elevadores de cangilones parecen sencillos desde el suelo. Una carcasa, una base, una cabeza, cangilones atornillados a una distancia fija y una cinta transportadora que sube por un lado y baja por el otro. Sin embargo, casi todo lo que determina la durabilidad de la máquina reside en la propia cinta transportadora, y ahí es donde comienzan la mayoría de las fallas prematuras.Cinta elevadora de cangilonesNo se trata de una cinta transportadora plana montada verticalmente. Transporta los cubos y el material que contienen como una carga suspendida. Tiene cientos de perforaciones para los pernos de los cubos. Se desplaza sobre poleas deliberadamente pequeñas, dimensionadas de esa manera para que los cubos puedan descargar su contenido limpiamente en la parte superior. Si se modifica cualquiera de estas condiciones, ya no se trata de una cinta transportadora de uso general.

Los fabricantes que producen ambos productos dicen lo mismo con otras palabras. Una cinta ancha y plana en una línea de transporte puede ser una construcción sencilla de varias capas y aun así funcionar durante años, porque las poleas tensoras comparten la carga y el material se apoya entre ellas. Si se aplica esa misma construcción a una pata de elevador que levanta arena húmeda a 28 m, se deslizará, se saldrá de la polea de la base y comenzará a soltar cangilones mucho antes de que la cubierta se desgaste. La diferencia no es estética. Es la relación entre la tensión de trabajo y la resistencia a la rotura, la cantidad de estiramiento que debe absorber el tensor y la forma en que la carga entra en la cinta en cada orificio de los pernos.

Si está comparando diseños candidatos y desea la gama de opciones de carcasa y cubierta en un solo lugar, comience por las líneas que mantenemos paraproveedor de cintas transportadorasPara consultas, vuelva aquí para conocer la lógica de selección específica para ascensores. Todo lo que se describe a continuación parte de la base de que la máquina es una pata de ascensor, no una cinta transportadora horizontal. Cuando ambas se superponen (y lo hacen más de lo que la mayoría de los compradores esperan), dicha superposición se especifica claramente.

Envíenos los datos de uso de su ascensor y dimensionaremos la construcción de la correa para que se ajuste a sus necesidades.

01¿Por qué una correa de ascensor se especifica de forma diferente a una correa plana?

El argumento mecánico se reduce a la trayectoria de la carga. En una cinta transportadora horizontal, la cinta actúa como una plataforma móvil bajo el material, y la tensión a lo largo de ella depende principalmente de la fricción entre la cinta y la carga. En un elevador, la cinta es un elemento de soporte de carga. Cada cangilón, junto con su contenido, cuelga de la cinta, y la tensión aumenta aproximadamente de forma lineal desde la base hasta la cabeza, por lo que la sección justo debajo de la polea superior es la que más trabaja durante todo el día. Una cinta con una utilización del 100 % en la cabeza es normal en un elevador, mientras que una cinta plana suele funcionar con un margen de seguridad suficiente, ya que también debe soportar impactos en el punto de carga y desalineaciones en los rodillos.

La elasticidad es la segunda diferencia, y es la que suele confundir a los compradores. Un tensor en una cinta transportadora plana tiene un recorrido corto y solo necesita absorber el movimiento térmico y una pequeña cantidad de elasticidad inicial. Un tensor elevador, ya sea de tipo tornillo en la base o de contrapeso por gravedad en una torre, debe absorber toda la elongación de una cinta que puede tener más de 60 m de longitud. Cada 0,1 % de elongación adicional en un centro de 60 m se traduce en 60 mm de recorrido del tensor que debe existir. Si la elongación de diseño es menor, el carro de contrapesos se queda sin recorrido, la tensión disminuye y la cinta resbala en la polea de la base bajo una carga completa del cubo. Esta secuencia es tan común que ahora solicitamos la distancia entre centros y el recorrido disponible del tensor antes de siquiera hablar del número de capas.

En tercer lugar, la cinta transportadora está perforada. Las cintas planas se empalman y se dejan intactas; las cintas elevadoras tienen un patrón de perforaciones uniforme en ambos bordes, una fila por cada cangilón. Cada perforación concentra la tensión, y cada fila reduce el ancho efectivo de la cinta que soporta la tensión en esa sección. Por eso, una cinta elevadora suele necesitar más capas o una carcasa de mayor resistencia que una cinta plana del mismo ancho que maneja el mismo caudal. En una de las vías de transporte de grano que inspeccionamos, la cinta tenía el ancho y el número de capas correctos, pero los cangilones se habían vuelto a perforar 18 mm por dentro de la línea de paso original, y los nuevos agujeros estaban demasiado cerca del borde. Doce meses después, la cinta tenía una línea de desgarro continua entre las filas antiguas y las nuevas.

En cuarto lugar, la corrección de la alineación es diferente. Una cinta transportadora plana se dirige mediante rodillos guía y poleas abombadas, y un pequeño daño en los bordes por una alineación incorrecta es tolerable. Una pata elevadora prácticamente no tiene margen para el movimiento lateral. La cinta tiene entre 10 y 20 mm de holgura con respecto a la carcasa a cada lado, los cangilones añaden inercia, y cualquier desviación lateral se traduce en contacto, abrasión y chispas. El abombamiento es limitado porque los cangilones deben tener espacio libre para la polea. Por lo tanto, la propia construcción de la cinta, la perpendicularidad de la unión y la alineación de la polea se encargan de la dirección. Cualquiera que haya lidiado con una pata desalineada sabe lo poca paciencia que tiene la máquina para las disculpas.

Una aclaración sobre el alcance, ya que es importante para quienes lean tanto nuestro material sobre elevadores como sobre cintas transportadoras planas. Las cintas con nervaduras y tacos, que ayudan a transportar material cuesta arriba, no son lo mismo que los cangilones; estos últimos elevan el material en una pendiente y no soportan cargas colgantes. Las cintas con paredes laterales, que impiden que el material se derrame por los bordes, también funcionan con un perfil de tensión completamente diferente. Estos productos se tratan en otras secciones de este sitio web, y las reglas de selección no se aplican en este caso. Lo que sí se aplica es la costumbre de elegir una cinta transportadora según su capacidad de carga medida, en lugar de basarse en una etiqueta de catálogo.

La tabla es un punto de partida, no una especificación. Lo que realmente impulsa la construcción es la tensión que crean los cubos, y ahí es donde comienza la siguiente sección. Los compradores que deseen una visión más amplia de cómo se ensambla el cuerpo de una correa y cómo se describen comercialmente las cubiertas y las capas, encontrarán la explicación general en nuestraDescripción general de la construcción de la correa, mientras que las notas a continuación se mantienen estrictamente en el lado del ascensor de la línea.

02Construcción de la canal, elongación y la tensión que debe soportar la cinta transportadora.

Una correa elevadora es una estructura tipo sándwich compuesta por tela o cordones que soportan la carga, una capa intermedia que mantiene unidos estos elementos y dos cubiertas que soportan condiciones completamente diferentes. La cubierta superior, contra la que se apoyan los cangilones, debe resistir la abrasión causada por la parte posterior de los cangilones y por el material atrapado entre el cangilón y la correa. La cubierta inferior, la que toca la polea, debe resistir la flexión repetida que se produce al girar alrededor de un diámetro pequeño, a veces miles de veces por hora en un tramo corto. Un diseño con un lado más grueso que el otro es desequilibrado, y el lado más delgado determinará la vida útil de la correa.

Las carcasas textiles, generalmente de urdimbre de poliéster con trama de poliamida, siguen siendo la opción predeterminada para la mayoría de las patas de los ascensores porque toleran una polea pequeña, resisten los impactos y son fáciles de empalmar en obra. La desventaja es la elasticidad. Una correa textil bajo tensión de trabajo se estira notablemente, y esta elongación es parcialmente permanente: parte de la elasticidad se recupera al liberar la tensión, y otra parte no, debido a la deformación de las fibras. En un ascensor de cemento de 45 m que supervisamos durante su puesta en marcha, una correa de poliéster-nylon de cuatro capas se estabilizó en aproximadamente un 1,1 % de elongación total después de ocho semanas de funcionamiento, y aproximadamente dos tercios de esta correspondían a la parte irrecuperable que el sistema de tensado tuvo que absorber permanentemente. Por eso ahora solicitamos el valor de la elongación del sistema de tensado en la fase de cotización, y no después del primer cambio de correa.

La construcción con cordón de acero cambia completamente el panorama. Dado que la carga es soportada por filamentos de acero en lugar de tejido, la elongación de trabajo se reduce aproximadamente entre tres y cinco veces, y la correa mantiene su longitud mucho mejor durante una larga vida útil. En patas muy altas, con una elevación superior a los 60-80 m, o en patas de alta capacidad donde el ancho de la correa está limitado por la carcasa, el cordón de acero se convierte en la solución práctica. También permite utilizar una correa más delgada para la misma resistencia, lo que reduce la tensión de flexión en la polea pequeña. Sin embargo, existen dos precauciones. El empalme es una operación diferente, que requiere un curado controlado y un espaciado cuidadoso de los cordones, y una correa de cordón de acero tiene menor tolerancia a los daños por impacto porque un solo cordón roto concentra la tensión en los adyacentes. Los compradores que evalúen esta familia de correas deben leer nuestrapágina del cinturón de cordón de aceroy elGuía de selección de cables de aceroantes de compararlo con una estructura textil para un ascensor.

El número de capas es el ajuste grueso y la calidad de la carcasa es el ajuste fino. Agregar una capa aumenta la resistencia a la rotura aproximadamente en la misma medida que la resistencia de esa capa, pero también rigidiza la correa y aumenta la carga de flexión en las poleas y el eje. Existe un límite real. A partir de cinco o seis capas, la correa a menudo deja de comportarse como una correa en una polea pequeña y comienza a comportarse como una tabla, y el empalme se vuelve más difícil de cerrar correctamente. Cuando una pata es corta pero está muy cargada, la resistencia generalmente no es la limitación principal; la resistencia al desgaste en los cangilones y la fatiga por flexión alrededor de la polea de la bota sí lo son. Esta es una especificación diferente a la que produce un cálculo de resistencia por sí solo, y es una conversación que vale la pena tener antes de que se finalicen los planos.

Los límites de elongación suelen especificarse en la compra de un ascensor mediante dos valores, ambos importantes. El primero es la elongación con una carga de referencia definida, que indica al ingeniero la longitud de la correa tensora. El segundo es la elongación a la rotura, que indica al equipo de mantenimiento el tiempo de aviso antes de que falle la correa. Una correa con una elongación de trabajo del 0,4 % y una elongación a la rotura del 3 % es muy diferente de una con una elongación de trabajo del 2 % y una elongación a la rotura del 3 %, aunque su resistencia a la rotura sea idéntica. La primera funcionará en un tramo largo con una torre de contrapeso compacta; la segunda necesitará una base profunda y una tensión de correa generosa, y aun así su longitud variará según la carga.

Las cubiertas merecen un párrafo aparte, porque es donde la mayoría de los compradores ahorran primero y luego se arrepienten. La cubierta del lado de la polea en un elevador experimenta una flexión continua, por lo que un compuesto duro y altamente resistente a la abrasión que se agrieta bajo flexión repetida es una elección equivocada, aunque sería ideal en una cinta transportadora plana que transporta rocas afiladas. La cubierta del lado de la cangilón se enfrenta al deslizamiento abrasivo del material atrapado detrás de los respaldos de la cangilón, por lo que necesita resistencia a la abrasión y suficiente elasticidad para cerrarse alrededor de los pernos. Son compromisos diferentes. Un solo compuesto que cumpla ambas funciones suele ser la respuesta de ingeniería sensata, y nuestros colegas describen la química y las compensaciones en elcinta transportadora industrialycinta transportadora de cauchopáginas que, en conjunto, abarcan los compuestos de recubrimiento y cómo se clasifican comercialmente.

Otro detalle constructivo que suele pasarse por alto. Los bordes de la correa de un ascensor no son decorativos. En muchos diseños, sirven para sujetar los pernos de las esquinas de los cangilones, rozan con la carcasa cuando la guía se desvía y son el primer lugar donde se hace visible una rotura longitudinal. Un borde moldeado o bien cortado, con la tela sellada, resiste la entrada de agua mucho mejor que un borde sin tratar, y en las patas exteriores en climas húmedos, este detalle suele ser determinante para que la correa dure cuatro u ocho años. Cuando reemplazamos una correa de ascensor que falló por delaminación del borde, mientras que el resto de la estructura aún estaba en buen estado, el acabado del borde suele ser lo primero que fotografiamos.

03Fijación del cubo: Cómo el método de fijación carga la correa

Los cangilones se fijan de tres maneras diferentes, y la elección modifica el patrón de tensión en la cinta transportadora más de lo que la mayoría de los ingenieros esperan. La más antigua es la fijación atornillada, donde cada cangilón lleva dos o más pernos que atraviesan orificios perforados en la cinta, generalmente con una placa o una arandela grande en el lado de la polea. La segunda es la fijación remachada o con estacas, utilizada principalmente en tramos de carga ligera donde la velocidad es baja y los cangilones son pequeños. La tercera es un sistema de abrazadera y soporte, en el que el cangilón cuelga de un soporte que, a su vez, está atornillado a la cinta, distribuyendo la carga sobre una sección más larga de una cinta más gruesa. Las tres funcionan. Fallan en diferentes puntos.

Los pernos son la opción predeterminada porque son reparables. Un cucharón dañado se puede desatornillar y reemplazar sin tocar la unión. Sin embargo, los pernos concentran la carga. Bajo un cucharón lleno, todo el peso del cucharón y el material se transfiere a la cinta transportadora a través de unos pocos orificios, y el material de la cinta inmediatamente alrededor de cada orificio soporta una concentración de tensión de aproximadamente dos a tres veces la tensión nominal en esa región. Esa es la realidad mecánica detrás del patrón de falla conocido: un orificio que se alarga formando un óvalo, luego una pequeña grieta desde el borde del orificio que sigue la cinta, y finalmente una línea de desgarro que recorre la pata. Los pernos del cucharón no causan la falla de la cinta al romperse, sino al abrir orificios.

La posición de la línea de paso es tan importante como el paso en sí. El paso de los cangilones, la distancia entre el centro de un cangilón y el siguiente, viene determinado por el diámetro de la polea y el caudal requerido, y debe perforarse con precisión, ya que un cangilón que se encuentre unos milímetros fuera de posición arrastra a los demás. La línea de paso, que es la distancia desde el borde de la correa hasta el centro de los orificios de los pernos, es una decisión independiente con consecuencias reales. Si los orificios están demasiado cerca del borde, solo queda una estrecha franja de correa fuera del perno, y esta franja se rompe primero. Si los orificios están demasiado hacia el interior, se reduce el ancho de la correa disponible para soportar la tensión entre las dos filas, lo que aumenta la tensión por unidad de ancho y acelera la fatiga. Existe un rango óptimo intermedio, y es el fabricante de la correa, no el proveedor de los cangilones, quien debe confirmarlo.

En una pata de la planta de fertilizantes que inspeccionamos, el equipo de mantenimiento había estandarizado el tamaño de los cangilones en tres elevadores diferentes. Dos de las patas estaban en buen estado. La tercera, la más alta, llevaba once meses funcionando cuando la correa se rompió en la fila exterior de agujeros. Los cangilones eran los adecuados para la tarea, pero la correa era de construcción más ligera que la de las otras dos máquinas, y el mismo patrón de agujeros que funcionaba bien en una pata de 30 m era demasiado agresivo en una de 52 m. No había ningún defecto. Simplemente, el patrón no se había recalculado cuando se especificó el tercer elevador, y la correa pagó las consecuencias.

Los elementos de fijación merecen una mención, ya que repararlos es económico y descuidarlos resulta costoso. Los pernos demasiado largos se atascan en el cubo y dejan la cabeza sobresaliendo del lado de la polea, donde raspan el revestimiento de la polea y crean una ranura. Las tuercas que se aflojan caen en el guardapolvo y atascan la polea, y una polea con guardapolvo atascada puede quemar la correa en minutos a máxima tensión. Las cabezas avellanadas, las placas de soporte del tamaño adecuado y una disciplina de apriete en cada cambio de cubo constituyen la defensa completa. En tramos de alta velocidad, también recomendamos un compuesto fijador de roscas en lugar de una arandela partida, ya que las arandelas se deforman y pierden precarga después de algunos ciclos térmicos. Lo que la correa requiere, sobre todo, es que el cubo se asiente plano contra ella. Un cubo que se asienta sobre una rebaba o una salpicadura de soldadura concentra la carga en dos pernos y deja el resto sin soportar.

El espaciado es una variable relacionada, y es donde se puede ahorrar o desperdiciar mucha energía. Un espaciado menor entre los cangilones aumenta la capacidad de carga de una longitud de cinta determinada, pero también aumenta el número de orificios, el peso de la cadena de cangilones y la tensión que debe soportar la cinta. Un espaciado mayor reduce el número de orificios y el peso de la cadena, pero puede dejar la cinta sin soporte en un tramo largo, especialmente en el lado de retorno donde los cangilones cuelgan de la cinta. Una comprobación útil en la etapa de diseño es comparar el peso de la cadena de cangilones vacía con el peso del material que se está elevando. En las líneas de grano, es común ver que la cadena vacía representa entre el 15 y el 25 % de la carga del material; en líneas de minerales pesados ​​con cangilones gruesos, puede llegar al 40 %, y en ese punto, la cinta se dimensiona principalmente para levantar su propio equipo.

Cualquiera que sea el método elegido, el fabricante de la correa y el proveedor de cangilones deben intercambiar planos antes de que cualquiera de ellos se comprometa. El diámetro del orificio, el paso, la línea de paso, el grado del perno y la planitud del dorso del cangilón son dimensiones de interfaz, y pertenecen conjuntamente a ambos proveedores. Preferimos ver un cangilón ligeramente más caro con un dorso debidamente reforzado que un cangilón barato que se deforma y comienza a aflojar sus pernos. Los compradores que ensamblan un paquete completo de elevador, correa, cangilones, polea y carcasa juntos, deben observar cómo describimos las interfaces en elcomponentes de transportadoresysoportes de transportadorpáginas, y preguntar elfabricante de cintas transportadoraspara confirmar la tolerancia de punzonado al mismo tiempo que el grado de resistencia. Una tolerancia de punzonado que varíe 5 mm a lo largo de la longitud de la cinta es suficiente para dificultar el ajuste de los cubos en la segunda mitad del rollo.

Una nota práctica sobre la puesta en marcha: coloque los primeros diez cubos, tense la correa, haga funcionar el tramo vacío durante una hora y, a continuación, vuelva a comprobar cada tornillo con una llave dinamométrica antes de cargarlo. Según nuestra experiencia, un tercio de los tornillos se habrán aflojado considerablemente durante esa primera hora, a medida que la correa se asienta y los orificios se ajustan. Volver a apretar los tornillos después de una semana, y de nuevo después de que la correa haya soportado su primera carga completa durante un turno, completa el ciclo. Los equipos de mantenimiento que omiten estas dos comprobaciones suelen encontrar los tornillos sueltos más tarde, en el maletero, mezclados con el material.

Para un proveedor de correas o un fabricante de equipos originales (OEM) que ensambla un paquete de ascensor, se aplica la misma disciplina de interfaz a nivel de fábrica. Este es el tipo de detalle donde unfábrica de cintas transportadorasEl proceso que perfora agujeros a partir de una plantilla controlada, en lugar de marcarlos a mano, obtiene un resultado notablemente mejor, porque la tolerancia en la posición del agujero es un proceso de fabricación, no una actividad de inspección.

04Mecanismos de daño: Desgarro en el orificio del perno y desgarro longitudinal

Casi todas las correas de ascensor que se rompen prematuramente lo hacen por desgarro longitudinal, no transversal. Este hecho debería guiar la inspección de la correa. Una rotura transversal indica que la correa se sobrecargó o que la unión era defectuosa. Un desgarro longitudinal significa que un objeto afilado se desplazó con la correa, que se formó un agujero o que un borde rozó, provocando que la correa se rompiera por la línea de menor resistencia. Estos dos tipos de fallas tienen causas y métodos de prevención diferentes, y confundirlos en un plan de mantenimiento supone un desperdicio de recursos.

La causa clásica de rotura es la esquina de un cangilón. Un cangilón que ha perdido un perno o que tenía una placa trasera doblada se inclina ligeramente sobre la cinta transportadora y su esquina se clava en la carcasa o en la polea de la bota. A partir de ese momento, la esquina actúa como una cuchilla sobre la superficie de la cinta y, debido a la alta tensión que soporta, el corte se propaga rápidamente. Lo mismo ocurre cuando un cangilón tiene un paso incorrecto y toca la polea antes que la cinta. Hemos visto cómo una cinta transportadora de trigo de 950 mm de ancho quedaba destruida en menos de cuatro horas por un solo cangilón desplazado, y el operario no oía nada por encima del ruido de la pata, ya que la pata de un elevador es una máquina ruidosa y un pequeño cambio de tono no se percibe.

Los objetos extraños son la segunda causa de averías y son inevitables en las industrias que utilizan elevadores. Una varilla de refuerzo, el borde roto de un cangilón, un trozo de placa de desgaste, un fragmento de palé de madera: cualquiera de ellos puede alojarse entre la correa y la polea de la bota y provocar un corte que recorra toda la altura de la pata. La solución de ingeniería no es evitar la entrada de objetos extraños, lo cual es imposible, sino detener la correa antes de que el daño sea considerable. Los dispositivos que detectan una caída en la tensión de la correa, un cambio repentino en la velocidad de la polea o la presencia de material en el depósito de la bota detectarán la mayoría de estos eventos. En una pata de una terminal portuaria que manipulaba clínker, un monitor de velocidad en la polea de la bota se amortizó en un incidente al detener el accionamiento cuatro segundos después de que se produjera un atasco.

El crecimiento de agujeros es un proceso lento y silencioso, y es el más específico de las correas de los elevadores. Un agujero para perno ligeramente sobredimensionado, o un perno que se afloja y golpea su agujero, se alarga gradualmente y el material de la correa a su alrededor se fatiga. Finalmente, se forma una grieta en la parte más ancha del óvalo que se extiende a lo largo de la correa. Debido a que la grieta sigue la línea de agujeros, el desgarro resultante suele quedar a una distancia constante del borde, lo que produce una tira estrecha de correa que se sostiene por un hilo y luego se desprende. En una inspección de una planta, encontramos que cuatro de las siete retiradas prematuras de correas de elevadores habían comenzado en una sola estación de cangilones, y en tres de ellas el óvalo del agujero inicial era visible en la correa antes del desgarro. Simplemente nunca se registró en una hoja de inspección, porque a nadie se le pidió que lo buscara.

La delaminación y el daño en los bordes son la tercera vía y tienen un aspecto diferente. El agua penetra en un borde cortado, la unión entre la tela y el caucho se ablanda y la cubierta se levanta en parches; una vez que la carcasa queda expuesta, el material abrasivo penetra en las capas y la correa se adelgaza desde el interior. No se trata de una falla rápida, por lo que rara vez provoca una parada no planificada. Provoca una pérdida lenta de resistencia que se manifiesta como una elongación excesiva y una correa que de repente necesita un ajuste de tensión cada mes en lugar de cada año. Las patas de exterior en climas húmedos y las patas que manipulan material mojado son donde predomina este patrón, y es la razón por la que la calidad de los bordes merece la atención que le prestamos.Cinturón resistente a impactos y cortesdescripción y en el plano máscinturón resistente a la abrasiónpágina, ambas explican cómo una cubierta más resistente ayuda y por qué no ayuda si el borde se deja sin tratar.

El calor y el ataque químico se presentan junto con estas causas mecánicas en ciertas tareas. Una pata que eleva clínker caliente o fertilizante seco a 90 a 120 °C envejecerá la correa primero desde el lado de la polea, porque ese lado está flexionado y la cubierta es delgada. Los residuos ácidos o alcalinos que quedan en los cangilones atacarán los pernos y, finalmente, la correa que se encuentra debajo de ellos. Ninguno de los dos es un mecanismo de desgarro por sí solo, pero ambos ablandan la correa hasta que un desgarro que antes se habría detenido por sí solo continúa. Cuando se nos pide que revisemos una pata que ha tenido dos fallas de correa en tres años, el historial de temperatura y residuos es lo primero que preguntamos, mucho antes de preguntar sobre el número de capas. Los compradores que deseen una visión más amplia de las prácticas de inspección y los intervalos de servicio encontrarán información útil en nuestras notas sobreinspección de la correa y vida útily también debería mirar quécintas transportadoras al por mayorLa gama de productos incluye materiales de reparación, ya que una pierna que se puede reparar in situ vale más que una que no se puede.

Observe que cinco de los seis mecanismos de esa tabla son detectables en el campo antes de que se pierda la correa. Lo que suele fallar no es la correa, sino la rutina de inspección. Una pata del elevador está cerrada, por lo que nadie la ve funcionar; la correa solo es accesible durante una parada programada; y a menos que se le dé a alguien una lista específica de cosas que revisar, la parada se dedica a cambiar cangilones y engrasar cojinetes. Dos fotografías del borde de la correa en cada estación de cangilones, tomadas a través de la puerta de inspección cada mes y archivadas, le dirán más sobre el estado de la correa que cualquier medición individual, porque la tendencia es lo que importa y la tendencia solo existe si se mantiene el registro. Mantener un pequeño stock de materiales de reparación también ayuda, y un taller localdistribuidor de cinta transportadoraA menudo pueden suministrar sujetadores, parches y revestimientos de repuesto mientras todavía se está pidiendo una correa nueva, lo que suele ser suficiente para mantener una sección en funcionamiento hasta que llegue el cambio previsto.

05Adaptación a la tarea: material, altura de elevación y velocidad de la cuchara.

Seleccionar correctamente una cinta transportadora para elevadores implica considerar tres variables simultáneamente, ya que cada una influye en las demás. El comportamiento del material sobre la cinta determina la cobertura. La altura de elevación de la pata y la velocidad de rotación de las cangilones determinan la tensión y la flexibilidad. La cantidad de material que debe moverse por hora determina el tamaño de la cangilón, lo que a su vez determina la carga del orificio, que a su vez influye en la configuración de la cinta. Si el orden es incorrecto, se obtiene una cinta demasiado gruesa donde no es necesario y demasiado delgada donde importa.

Comencemos con el material. Los productos finos, secos y de flujo libre, como granos, semillas y gránulos, son suaves con la superficie de la cinta, pero también se escapan por cada hueco, por lo que el sellado de las botas y la limpieza de la cinta son más importantes que la resistencia a la abrasión. Los productos abrasivos y angulares, como el clínker, la piedra triturada y el polvo mineral, desgastan tanto los cangilones como la cubierta lateral de los cangilones de la cinta, y también tienden a acumularse detrás de los cangilones, donde rozan contra la cinta. Los productos húmedos o pegajosos se adhieren a la cinta después de la descarga y regresan por el tramo dentro de los cangilones, lo que duplica la carga efectiva; un tramo diseñado para arena seca que luego se alimenta con arena húmeda verá aumentar el peso de los cangilones en un 40 % o más, y con ello la tensión de la cinta. Los productos corrosivos atacan primero los sujetadores, lo que luego daña la cinta en el orificio del perno. Cada uno de estos factores modifica ligeramente las especificaciones, y una cinta elegida para una función suele ser una mala opción para la siguiente.

La altura de elevación es la variable que los compradores suelen subestimar, ya que lo que importa es la longitud de la correa, y esta es mayor que la altura de elevación. Una polea de cabeza a 40 m por encima de la polea de arranque implica aproximadamente 80 m de correa en el bucle, más el recorrido alrededor de las poleas, más el margen necesario para el tensado. Cada metro de esa longitud se alarga. En un proyecto en un puerto fluvial, nos pidieron un presupuesto para una correa para un tramo descrito como de 32 m; la longitud real de la correa, medida desde los centros de las poleas y el recorrido, era de 71 m. La diferencia era casi suficiente para cambiar el número de capas, y sí que modificó significativamente el requisito de tensado. Siempre indique la longitud de la correa y el recorrido de tensado, no solo la altura del centro, y pida lo mismo a cualquier persona que le presupueste una correa.

La velocidad de la cuchara es la tercera variable y conlleva una penalización sutil. Las cucharas del elevador se descargan por acción centrífuga, y la velocidad necesaria para expulsar el material depende del diámetro de la polea y la forma de la cuchara. Si la velocidad es demasiado baja, la cuchara arrastra el material de vuelta por la cinta transportadora, lo que aumenta la carga sin aumentar la producción. Si la velocidad es demasiado alta, cada cuchara comienza a salir disparada, el lado de retorno de la cinta se llena de material en suspensión y la cinta se carga y descarga miles de veces por hora con un impacto en cada cuchara. En la práctica, la mayoría de las cintas transportadoras industriales funcionan a una velocidad de entre 1,0 y 2,0 m/s en la línea de la cuchara, con las cintas para grano en el extremo superior y las cintas para clínker pesado en el inferior, y la especificación de la cinta debe reflejar en qué extremo se encuentra. La alta velocidad reduce el tiempo disponible para que la cinta se flexione alrededor de la polea, y la fatiga por flexión se convierte en una preocupación de diseño más importante.

Luego está el extremo de transmisión, que es un sistema de correas separado en la misma máquina y que a menudo se olvida cuando se moderniza un ascensor. Un accionamiento de ascensor suele ser una caja de engranajes con correas entre el motor y el reductor o entre el reductor y el eje del cabezal. Cambiar la velocidad del eje del cabezal o aumentar el tamaño del motor para obtener mayor capacidad, y la selección de la correa de transmisión debe cambiar en consecuencia. Menos correas más gruesas que giran más rápido no son intercambiables con más correas más delgadas que giran más lento, incluso si ambas transmiten la misma potencia, porque se comportan de manera diferente bajo cargas de choque y se desgastan a diferentes ritmos en una polea pequeña. Los compradores que estén modificando una pata existente deben considerar quéfabricante de correas de transmisiónofertas en conjuntos a juego y en el rango llevado por unfabricante de correas trapezoidalesantes de asumir que la configuración de accionamiento existente se puede simplemente actualizar, y también se debe verificar si un accionamiento síncrono sería más adecuado leyendo elcorrea de distribuciónrango como comparación.

Cuando el sitio es una industria específica en lugar de un material específico, suele ser útil leer cómo se describe el arancel para ese sector, porque el mismo cinturón puede tener un tamaño muy diferente en una cantera que en una planta de alimentos. Nuestras notas sectoriales paraplantas de cemento,minería y canteras,manipulación de graneles en puerto,alimentos y envases,reciclajeylogística y almacenamientoTodos describen las condiciones de trabajo que influyen en la decisión sobre la cinta transportadora del ascensor, y vale la pena leerlos junto con la tabla de materiales anterior. Familias de cubiertas especiales comoCorreas resistentes al calor,Correas resistentes al aceiteyCorreas resistentes a productos químicosExisten porque un único compuesto de uso general no puede cubrir todos los residuos, y conviene comprobar si su material realmente requiere uno de ellos en lugar de suponer que no.

Una última consideración sobre cómo interactúan estas opciones. No se puede seleccionar la cubierta a partir del material y la carcasa a partir de la altura de forma independiente y esperar que el resultado sea correcto. Un material muy abrasivo requiere una cubierta más gruesa, una cubierta más gruesa modifica el diámetro de la polea necesario para la misma tensión de flexión, y una polea más grande cambia la trayectoria de descarga, lo que modifica la separación entre cangilones. Todo está interconectado. Al cotizar una cinta transportadora elevadora, el material, la longitud de la cinta, la separación entre cangilones y los diámetros de las poleas se incluyen en el cálculo, y si falta alguno de ellos, lo solicitamos en lugar de asumir un valor.

06Seguimiento, deslizamiento y recogida: problemas exclusivos de una pierna vertical

En una pata de ascensor, el margen para corregir una correa que se desajusta es mínimo. La holgura con respecto a la carcasa se mide en decenas de milímetros, los tacos rigidizan la correa lateralmente y no hay una polea tensora que la empuje hacia atrás. Por eso, la mayoría de los problemas de alineación en un ascensor se solucionan antes de instalar la correa, haciendo que el empalme sea recto, alineando las poleas de cabeza y de apoyo en ambos planos y asegurándose de que los orificios de los tacos se perforen con una sola referencia, en lugar de marcarlos desde el borde más cercano.

Cuando una correa se desvía, la dirección de la desviación indica dónde buscar. Una correa que se mueve constantemente hacia un lado a lo largo de todo el recorrido, en cada posición del empalme, casi siempre presenta un problema de alineación de la polea, y la solución consiste en calzar o ajustar los soportes de la correa en lugar de manipularla. Una correa que oscila lateralmente una vez por revolución, volviendo al centro entre medias, tiene un empalme desalineado; la correa está siendo dirigida por su propia junta diagonal. Esto es un fallo en el empalme y no mejorará con la tensión. En ocasiones, una correa se desvía solo en la región de unos pocos cubos, lo que indica un cubo deformado o un cubo con pernos de longitud incorrecta en ese lado, y la correa se desvía en lugar de dirigirse.

El deslizamiento es diferente del desajuste y tiene causas distintas. Si la correa se desliza sobre la polea de la bota cuando la pata está cargada, pero funciona correctamente en vacío, el problema casi siempre es la tensión, no la fricción. El tensor ha llegado al límite de su recorrido, o la correa se ha alargado más de lo previsto en el diseño, o el contrapeso es demasiado ligero para la cadena de cangilones instalada. Aumentar la tensión de la transmisión sin corregir el tensor solo provocará un desgaste más rápido de la polea de la bota. En una pata de clinker, el equipo de mantenimiento respondió al deslizamiento aumentando la masa del contrapeso dos veces, hasta que falló el eje de la bota. La correa había estado funcionando más allá de su límite de elongación durante meses y la tensión adicional acortó la vida útil del eje en lugar de solucionar el problema de la correa.

El deslizamiento que se produce únicamente al arrancar y solo en clima frío tiene una explicación y una solución diferentes. El lubricante de la caja de cambios se espesa, el sistema de transmisión no puede acelerar la cadena de cangilones cargada con la suficiente rapidez y la correa patina sobre la polea de protección durante uno o dos segundos en cada arranque. Los arranques en frío repetidos pulen el revestimiento de la polea, y una vez pulido, el deslizamiento reaparece también en clima cálido. Los sistemas de arranque suave, o una rampa de aceleración ligeramente más larga, solucionan este problema mucho mejor que una mayor tensión, y su funcionamiento posterior no supone ningún coste.

El diseño del tensor merece más atención de la que suele recibir. Un tensor de tornillo en la bota es sencillo y económico, y funciona bien en tramos cortos donde la elongación total es pequeña. No es adecuado para tramos largos, ya que ajustarlo requiere detener la máquina y el ajuste es discreto. Un tensor por gravedad con contrapeso mantiene la tensión constante automáticamente a medida que la correa se elonga, pero solo si hay suficiente recorrido libre en el bastidor y solo si el contrapeso se calcula para la correa suministrada en realidad, en lugar de la del plano original. Hemos visto tensores por gravedad instalados con 600 mm de recorrido nominal, de los cuales 550 mm se consumieron por la elongación inicial de la correa durante los primeros tres meses. A partir de ese momento, la máquina se convirtió, en la práctica, en un tensor de tornillo sin tornillo. Sea cual sea la configuración, registre la posición de funcionamiento del tensor cuando la correa sea nueva y mídala mensualmente. Ese único dato es el indicador más útil del estado de la correa que puede obtener en un elevador.

Dos componentes de un ascensor merecen especial atención porque interactúan directamente con la correa. La polea de la bota debe estar aislada y el aislamiento debe mantenerse seco y libre de material incrustado; una polea de bota lisa y incrustada tiene una fracción del agarre necesario, y ninguna cantidad de tensión lo restaurará. La polea de cabeza, por su parte, determina la tensión de flexión que experimenta la correa en cada rotación, por lo que una polea de cabeza que ha sido reaislada a un diámetro efectivo menor, lo que ocurre cuando se mecaniza una superficie desgastada, aumenta efectivamente la flexión en una correa que ya estaba trabajando intensamente. Nuestras notas sobrepoleas transportadorasexplicar la selección del diámetro y la elección del revestimiento, y la discusión de los dispositivos autoalineables enseguimiento y tiempo de inactividadEs un recordatorio útil de la cantidad de problemas que puede causar un pequeño error de alineación cuando no hay redundancia en el sistema.

07Modos de fallo y puntos de inspección específicos de las correas de los ascensores

Una cinta elevadora presenta varios modos de fallo que simplemente no existen en una cinta transportadora horizontal, y un plan de mantenimiento que solo revise lo que cubre una inspección de cinta plana no los detectará. No hay rodillos que inspeccionar, ni dispositivo de ajuste que modificar, ni faldón de carga que revestir. En cambio, hay una cadena de cangilones, una bota que se llena con derrames y una cinta perforada cientos de veces. La lista de inspección debe reescribirse teniendo en cuenta estas realidades, en lugar de copiarla de una lista de verificación de cintas transportadoras.

Aquí es también donde se aclara el límite con la familia de rodillos y poleas tensoras. Si está diagnosticando una línea de surcos, los culpables suelen ser los rodillos, las poleas tensoras y sus cojinetes, y las páginas sobrerodillos transportadores,rodillos ociososy el más amplioguía de selección de rodillosson el punto de partida adecuado. Si está diagnosticando una pata de ascensor, ninguno de esos componentes existe en la máquina, y la falla casi siempre se encuentra en la correa, los cangilones o el guardapolvo. Utilizar un diagnóstico de correa plana para un problema de ascensor es una de las razones más comunes por las que una reparación no es duradera.

Comience la inspección en la bota, ya que es donde la máquina le brinda la información más valiosa. Una profundidad de material en el depósito de la bota por encima del nivel de la polea es una señal grave, no meramente estética; significa que la descarga se está atascando, que los cangilones están transportando material de regreso por el lado de retorno o que el sellado de la bota ha fallado. Cualquiera de estas condiciones aumenta la carga que soporta la correa y pone material abrasivo en contacto con la correa y la polea. Luego, revise los bordes de la correa a través de la puerta de inspección, moviendo la correa estación por estación. Busque una franja pulida o brillante a lo largo del borde, lo que indica contacto con la carcasa; una línea oscura de polvo de fricción alrededor de las cabezas de los pernos, lo que indica sujetadores flojos; y cualquier grieta corta que corra paralela al borde de la correa en lugar de transversalmente. Estos dos últimos hallazgos son los más importantes de toda la máquina.

En la cabeza, observe la trayectoria de descarga en lugar de la cinta transportadora. Si el material no se expulsa con claridad, los cangilones lo recircularán y recargarán el lado de retorno. A continuación, inspeccione el lado de la polea de la cinta transportadora en la zona de flexión, en el punto donde se dobla alrededor de la polea de cabeza, para detectar pequeñas fisuras. En las patas de servicio a altas temperaturas, es aquí donde se manifiesta primero el envejecimiento térmico, y aparece mucho antes de que la cubierta del lado del cangilón parezca desgastada. Finalmente, cuente la posición de la carrera de tensado y compárela con el último registro. Un cambio de más de unos pocos milímetros al mes en una cinta transportadora de varios años de antigüedad merece ser investigado, ya que generalmente significa que la cinta está trabajando a una tensión mayor de la que fue diseñada.

Los cangilones son tan importantes como la correa, al igual que el polvo que generan. Una pata que produce constantemente polvo fino de goma negra, en lugar del polvo grueso propio de la manipulación de materiales, tiene los cangilones rozando la correa o resbalando en la polea de la bota. Una pata que no produce polvo en absoluto, pero cuya correa se está estirando, está funcionando con una carga limpia pero sobrecargada, y la correa fallará por fatiga en lugar de abrasión. Analizar el polvo no es superstición; es una forma sencilla de diferenciar dos problemas que, a simple vista, parecen idénticos.

Hay algo que conviene aclarar sobre la economía de las inspecciones. Las comprobaciones importantes de una cinta transportadora de ascensor requieren menos de una hora y dos personas, para lo cual se necesita una llave dinamométrica, una cinta métrica, una linterna y una cámara. Ninguna de las herramientas de la lista requiere instrumentos que la mayoría de las plantas no posean ya. La razón por la que se omiten estas comprobaciones no es el costo. Es porque la pata está cerrada, es ruidosa y sigue funcionando, por lo que nunca se percibe urgencia hasta que la cinta se desmonta por completo. Una lista de verificación breve y fija, con un espacio para anotar el valor de ajuste, convierte esta situación en algo que un operario de turno puede hacer sin que se lo pidan.

08Especificación, pedido y cambio de una correa de ascensor

Cada consulta sobre correas para ascensores que recibimos se divide en dos categorías. La primera incluye todos los datos de la máquina y permite realizar un presupuesto el mismo día. La segunda solo especifica el ancho de la correa y menciona el ascensor, y se necesitan varias rondas de preguntas antes de poder determinar el tamaño adecuado. La diferencia no radica en la experiencia del comprador, sino en si alguien se tomó la molestia de anotar las especificaciones de la máquina. La lista de datos es corta, y el orden es menos importante que tener toda la información.

Lo que el fabricante de correas necesita es el ancho de la correa, la longitud de la correa medida alrededor del recorrido en lugar de la altura central, el paso de la cangilón y la línea de paso, el tamaño y la masa de la cangilón, el material y su densidad aparente tanto en seco como en húmedo, el tonelaje requerido, los diámetros de las poleas de cabeza y cola, la velocidad de la cangilón, el recorrido de tensado disponible, la temperatura máxima del material y si la pata está en interiores o expuesta. Cualquiera de esos datos que se deje en blanco se convierte en una suposición, y las suposiciones en una correa elevadora son costosas porque la correa es el componente que se cambia al final y el que genera más tiempo de inactividad para alcanzarlo. Cuando nos pidieron que coticáramos once correas para un grupo de silos de grano, resultó que cuatro de las máquinas habían sido reclasificadas para un tonelaje mayor años antes sin ningún cambio en los planos de la correa. La investigación sacó a la luz esto, y dos de esas correas eran demasiado pequeñas para el trabajo que habían estado realizando.

Cuando hablamos de costos, estos se basan en una lista corta de factores, más que en una cifra única por longitud de correa. El número de capas y el material de la carcasa establecen la base. Las carcasas de cordón de acero cuestan más que las textiles y modifican los requisitos de empalme. El grosor de la cubierta y la elección del compuesto aumentan el contenido de material, y un compuesto resistente al calor o a los productos químicos lo incrementa aún más. El perforado es un paso de fabricación con su propio costo, y un paso o línea de paso no estándar implica un cambio de herramientas. Finalmente, el plazo de entrega y la cantidad del pedido son importantes, ya que una sola correa de repuesto cortada a una longitud inusual no se produce al mismo ritmo que un lote de correas estándar. Los compradores que deseen avanzar rápidamente en un proyecto deben esperar que la conversación se centre en esas cinco o seis variables, en lugar de en una cifra global.servicioEl equipo está acostumbrado a trabajar con ellos elemento por elemento.

La documentación y la verificación merecen un párrafo aparte, ya que son las que protegen a ambas partes después de la entrega. Una correa para un ascensor debe llegar con sus dimensiones verificadas según el pedido, el patrón de orificios inspeccionado según el plano aprobado, el empalme marcado o suministrado como un kit in situ con instrucciones, y un registro de la construcción y el lote de la correa. En el lado de recepción, las comprobaciones sensatas son la longitud, el ancho y el grosor de la correa en un punto definido, la distancia entre orificios medida en al menos veinte pasos en lugar de dos, el diámetro de los orificios en varias estaciones y el acabado de los bordes. La medición en una larga serie de orificios es la que detecta los problemas reales. Una correa que mide un milímetro de largo en un solo paso parece aceptable, pero se vuelve inutilizable en trescientos pasos.seguro de calidadLas notas describen cómo se gestionan esos controles en la fase de producción, y la aplicación de la misma disciplina en la recepción de mercancías evitará discusiones posteriores.

Cambiar una correa es un trabajo planificado, no una emergencia, y vale la pena planificarlo adecuadamente. Mida la correa vieja antes de retirarla, para que la nueva se pueda fabricar con una longitud verificada en lugar de con un dibujo que ya podría ser incorrecto. Anote la posición de tensado con la correa vieja puesta, para que la nueva se pueda tensar al mismo punto de referencia y registrar la diferencia. Inspeccione las poleas de cabeza y de bota mientras la correa esté quitada, ya que una polea desgastada es la razón más común por la que una correa nueva falla rápidamente. Revise los cangilones para detectar deformaciones y reemplace los dañados antes de que toquen una correa nueva. Luego, tense, haga funcionar vacío durante una hora, vuelva a apretar y solo entonces cargue. Esa secuencia, seguida en ese orden, es el seguro más económico disponible para una pata de ascensor, y las patas que se la saltan son las que nos vuelven a llamar tres meses después. Los compradores que necesitan la gama completa de productos para comparar con una propuesta pueden revisar lapágina de productosLea las descripciones antes de decidir qué pedir.

Háblenos sobre el uso de su cinturón de ascensor.

09Preguntas frecuentes

¿En qué se diferencia una cinta elevadora de una cinta transportadora plana del mismo ancho?

La trayectoria de la carga es la diferencia fundamental. En una línea de transporte por artesa, el material descansa sobre la cinta y se mueve por fricción, mientras que en un elevador, cada cangilón y su contenido cuelgan de la cinta como una carga de tracción. Esto significa que la cinta en un tramo suele trabajar entre el 50 y el 80 por ciento de su resistencia nominal cerca de la cabeza. Además, está perforada dos veces por cangilón a lo largo de toda su longitud, pasa por poleas mucho más pequeñas y prácticamente no tiene margen de desviación, ya que la holgura de la carcasa es de tan solo unas decenas de milímetros. El mismo ancho y la misma resistencia nominal no hacen que ambos sistemas sean intercambiables.

¿Necesito una estructura de cable de acero para una pata alta de ascensor?

No siempre, pero la justificación se refuerza con la altura. Por encima de los 60 a 80 m de elevación, o cuando un tonelaje elevado debe pasar por una carcasa que limita el ancho de la cinta, la mínima elongación de trabajo de una estructura de cordón suele justificarse, ya que la torre de recogida puede ser más corta y la cinta mantiene su longitud durante una larga vida útil. Por debajo de esa altura, una estructura textil de cuatro capas con un empalme diseñado adecuadamente suele ser la solución más práctica. La desventaja es que los cordones requieren un empalme controlado en obra y toleran peor los daños por impacto que la tela.

¿Por qué los agujeros para los tornillos de mi cinturón se hacen cada vez más grandes?

Casi siempre se debe al movimiento del cucharón. Un sujetador cuya precarga se ha relajado permite que el cucharón se balancee ligeramente, y el perno golpea el orificio un poco en cada giro. El polvo negro alrededor de la cabeza del perno es la señal inequívoca, y un orificio ovalado es la siguiente etapa. El orificio en sí no es el problema; un orificio solo crece cuando la carga a su alrededor ya no se distribuye uniformemente. Volver a apretar a un valor fijo, colocar placas o barras de sujeción en el lado de la polea y comprobar que los cucharones se asienten planos contra la correa detendrá el proceso. Perforar orificios más grandes para facilitar el montaje lo empeora.

Mi cinturón se resbala cuando la pierna está cargada. ¿Debería añadir más contrapeso?

Primero, compruebe el recorrido del tensor. El deslizamiento bajo carga que desaparece cuando la pata funciona sin tensión suele deberse a un problema de tensión, no de fricción, y la causa habitual es que el tensor ha agotado su recorrido porque la correa se ha alargado más de lo previsto. Si esto es lo que ha ocurrido, añadir masa al contrapeso simplemente aumenta la tensión en una correa que ya está trabajando demasiado, y la siguiente avería será un rodamiento, un eje o una polea, en lugar de la correa. Acortar la correa mediante un nuevo empalme o planificar su sustitución por una de menor elongación soluciona la causa real.

¿Con qué frecuencia se deben reapretar los pernos del cucharón?

Tres veces al inicio de la vida útil de la correa y luego a intervalos fijos. Vuelva a revisar cada sujetador después de la primera hora de funcionamiento en vacío, ya que una parte importante se habrá aflojado a medida que los orificios se asientan y la correa se asienta. Revise nuevamente después de una semana y una vez más después de que la pata haya transportado una carga completa durante un turno. Después de eso, una verificación del torque en cada parada planificada es suficiente, siempre que el registro de mantenimiento muestre que se realizaron las verificaciones anteriores. Las patas cuyos pernos solo se revisan cuando algo cae en el guardapolvo son las que pierden cangilones.

¿Puedo convertir una cinta transportadora horizontal en una cinta elevadora perforándola?

Solo en caso de emergencia, y nunca debe ser un método planificado. Una correa plana generalmente se fabrica para una tensión de trabajo menor y un diámetro mínimo de polea mayor que el que exige una pata de ascensor, y perforarla reduce el ancho de la sección que soporta la tensión entre las dos filas. Los agujeros perforados a mano también tienen bordes mucho más ásperos que los perforados en fábrica, y esos bordes comienzan a rasgarse en cuestión de semanas. Si una pata debe volver a estar operativa rápidamente, una correa perforada en fábrica, diseñada para tal fin, es la opción más segura, incluso si tarda más en llegar que una pieza cortada de una plancha disponible en el almacén.