AXILINEEquilibrado de tambores de cinta transportadora: motrices, tensores, desviadores
El tambor de una cinta transportadora gira despacio, a menudo por debajo de 100 rpm, y esto cambia toda la lógica del trabajo. La fuerza centrífuga crece con el cuadrado de las revoluciones, por lo que en un tambor lento incluso un desequilibrio grosero presiona sobre los apoyos con menos fuerza que el empalme de la cinta o su desalineación. Colocamos sensores en las unidades de rodamiento y primero averiguamos quién hace vibrar realmente el transportador. Equilibramos cuando la medición lo confirma.
Por qué en un tambor lento el desequilibrio rara vez es el culpable
La fuerza del desequilibrio se calcula como masa por radio por el cuadrado de la velocidad angular. El cuadrado lo decide todo. Un trozo de roca de 1 kg, adherido a una virola de 400 mm de radio, a 75 rpm tira de los apoyos con una fuerza de unos 25 N. Esto es menos que el propio peso del trozo. Ese mismo kilogramo a 1500 rpm presionaría con casi una tonelada, una diferencia de cuatrocientas veces.
Por eso, en un tambor de 50–100 revoluciones por minuto, el desequilibrio casi nunca es la fuente principal de vibración. Los apoyos los sacuden otras fuerzas: el golpe del empalme de la cinta, la variación de tensión por la excentricidad de la virola, el esfuerzo lateral por la desalineación de la cinta, las frecuencias de engrane del reductor, los defectos de los rodamientos. Ninguna de ellas depende de la distribución de masa del tambor, y los contrapesos no las afectan. De ahí el orden que no rompemos: antes de hablar de equilibrado, comprobamos lo que se rompe más a menudo y vibra más fuerte.
- Tensión de la cinta: demasiado tensa sobrecarga los apoyos, poco tensa patina en el tambor motriz y hace tirones en toda la instalación.
- Alineación de la cinta: desvío lateral, roce con el bastidor, desalineación de los ejes de los tambores.
- Revestimiento: el desgaste irregular cambia el radio de trabajo y provoca tirones en la tensión a la frecuencia de giro.
- Motorreductor: su eje de entrada gira decenas de veces más rápido que el tambor, y en nivel de vibración a menudo supera todo lo demás.
- Unidades de rodamiento del tambor: holgura, desgaste del ajuste, deterioro de la jaula.
- Estructura metálica: fijación de los apoyos aflojada, grietas en las soldaduras, bastidor de la galería flexible que amplifica cualquiera de las fuentes.
Cómo distinguir el desequilibrio de otras causas por el espectro y la fase se explica en artículos aparte. Conclusión para el transportador: primero descartamos la cinta, el revestimiento y el reductor, después sacamos los contrapesos de prueba.
Cuándo el equilibrado del tambor sí es necesario
El desequilibrio pasa a primer plano donde el tambor gira más rápido o donde la masa se ha desplazado de forma grosera. Un tambor de 400 mm con una cinta de 3 m/s ya hace unas 143 rpm, y ahí las fuerzas centrífugas son apreciables. La segunda situación típica no depende de las revoluciones: ha entrado agua o material derramado dentro del cuerpo hueco, y la masa cambia de un arranque a otro.
Compruébelo con la siguiente lista. Si coinciden dos o tres puntos, la medición casi con seguridad confirmará el desequilibrio.
- La vibración apareció después de una reparación: soldadura de la virola, cambio del disco frontal, recargue de los muñones.
- Se revistió el tambor de nuevo, y la capa quedó con espesor desigual.
- En la virola o en el disco frontal hay una zona limpia con marcas de puntos de soldadura: ahí estaba el contrapeso de equilibrado de fábrica.
- Dentro del cuerpo, al girarlo a mano, se oye el desplazamiento de agua o de material derramado.
- El material se ha adherido por dentro a través de una soldadura no estanca y no se elimina con el lavado.
- Tambor rápido: diámetro pequeño, cinta desde 2,5–3 m/s, revoluciones superiores a 120–150 por minuto.
- La vibración en los apoyos es estrictamente de giro: pico exactamente en la frecuencia de rotación, fase estable de un arranque a otro.
- Los rodamientos de los apoyos se calientan y se deterioran repetidamente con tensión y alineación de la cinta normales.
Comprobamos con el sensor láser la estabilidad de la fase —el ángulo con el que la vibración está referenciada a la marca del extremo del tambor—. Si la fase se desvía decenas de grados entre arranques, la masa dentro del cuerpo es móvil: primero drenar el agua, después los contrapesos.
Construcción: de dónde viene la vibración en cada componente
El tambor de un transportador es una estructura soldada: virola, dos discos frontales, cubos y eje, con el revestimiento por encima. Gira sobre dos unidades de rodamiento partidas montadas en el bastidor. Vamos a repasarlo por componentes, porque el diagnóstico y el método de tratamiento dependen de cada uno.
Tambor motriz y motorreductor
Es el único tambor con accionamiento propio, por lo que es el único que se puede hacer girar con la cinta aflojada. El motorreductor cuelga del eje o está montado al lado. Su eje de entrada y sus pares de engranajes dan vibración en frecuencias decenas de veces más altas que la frecuencia de giro del tambor, y el espectro las separa de inmediato.
Tambor tensor
Va montado sobre un carro móvil o el bastidor del dispositivo tensor. Una fijación flexible significa una frecuencia propia baja, y el carro se balancea con facilidad ante cualquier fuerza. No tiene accionamiento propio, gira solo por la cinta: in situ se puede diagnosticar, pero equilibrar solo con el transportador en marcha.
Tambores desviadores y de cola
Ángulo de contacto pequeño, revoluciones iguales o mayores debido al menor diámetro. Aquí el desequilibrio suele venir de la adherencia de material: el tambor está en contacto con el lado sucio y no útil de la cinta. Unos rascadores y desviadores en buen estado resuelven más que los contrapesos.
Revestimiento
Goma lisa o con estriado romboidal, a veces cerámica. El desgaste irregular desplaza el centro de masas y, al mismo tiempo, cambia el radio de trabajo. El segundo efecto es más traicionero: la cinta se tensa y se afloja a la frecuencia de giro, y en el espectro esto se parece a un desequilibrio, pero solo se trata con un nuevo revestimiento.
Adherencia de material y agua en el interior
El concentrado húmedo, la arcilla y el polvo de cemento se adhieren a la virola en una capa irregular que cambia durante el turno. Un caso aparte: agua dentro del cuerpo hueco, entrada a través de una soldadura defectuosa. En la deceleración libre —la parada libre— se oye, y en los arranques hace que la fase sea aleatoria.
Unidades de rodamiento y bastidor
Carcasas partidas con rodamientos de rodillos esféricos de doble hilera sobre casquillos de fijación. El casquillo se afloja, la carcasa desgasta el ajuste, la fijación al bastidor se estira. El bastidor de la galería es flexible y, en su propia frecuencia, amplifica varias veces cualquier fuente.
En origen, el tambor está equilibrado por el fabricante. Si la vibración ha aumentado, busque un evento: una reparación, un contrapeso perdido, una adherencia de material, agua, desgaste del revestimiento. La distribución de masa no cambia por sí sola.
El límite inferior de revoluciones: qué se puede medir realmente
Las revoluciones del tambor se calculan fácilmente: dividimos la velocidad de la cinta entre la longitud de la circunferencia. Una cinta de 1,6 m/s y un tambor de 800 mm dan 38 rpm; una cinta de 2 m/s y un tambor de 630 mm dan 61 rpm. La frecuencia de giro resulta ser de 0,6–1,7 Hz, y esto ya es un problema: a esas frecuencias el acelerómetro entrega migajas de señal, y la velocidad de vibración en mm/s es pequeña incluso con un desequilibrio apreciable.
El límite práctico para el equilibrado in situ está en torno a 120 rpm, es decir, 2 Hz de frecuencia de giro. Por encima de ese valor registramos con confianza la amplitud y la fase de la componente de giro 1x, y trabajamos por el método de los coeficientes de influencia: el equipo, mediante arranques de prueba, aprende cómo responde exactamente su tambor a la masa añadida. Por debajo, lo decimos con honestidad: las revoluciones y el espectro todavía se pueden evaluar, pero la precisión de la fase cae, y, sobre todo, normalmente ahí no hay nada que tratar.
También hay un aspecto normativo. La ISO 20816-3, en su edición vigente, se aplica a máquinas con revoluciones desde 120 por minuto; por debajo de eso, simplemente no existen zonas de evaluación formales. Un tambor lento lo evaluamos por la tendencia respecto a su propia línea base, no por la tabla de zonas.
Si su tambor gira a 40–60 rpm y vibra, lo más probable es que no necesite la visita de un equilibrador. Necesita un diagnóstico: cinta, revestimiento, reductor, rodamientos, bastidor. Nosotros también lo hacemos, pero llamamos a las cosas por su nombre ya por teléfono.
Fuentes: ISO 20816-1:2016
Qué comprobamos antes de los contrapesos de prueba
La medición en un transportador no empieza con el equipo, sino con una ronda de inspección. Equilibrar un tambor con la virola sucia o con la cinta descentrada no tiene sentido: la corrección se iría junto con el trozo de material adherido que se desprenda, o se perdería en una vibración que no genera el tambor.
- Tensión de la cinta según la ficha técnica del transportador, recorrido del carro tensor, estado del dispositivo tensor de contrapeso.
- Centrado de la cinta con el transportador vacío y cargado, señales de roce con el bastidor y los bordes.
- Revestimiento: espesor en los bordes y en el centro, desgarros, desprendimientos, estado del estriado.
- Virola: adherencias en el exterior, señales de soldadura, excentricidad con comparador al girar lentamente.
- Cavidad del cuerpo: desplazamiento de agua o material derramado al oído al girarlo, estado de los tapones de drenaje.
- Unidades de rodamiento: holgura, temperatura, estado de los casquillos de fijación y de los pernos de las carcasas.
- Motorreductor: nivel y espectro de vibración en sus apoyos, estado del acoplamiento.
- Bastidor y vigas de apoyo: grietas en las soldaduras, fijación aflojada, inestabilidad de la plataforma.
- Rascadores y desviadores de la cinta: si están instalados, si están bien presionados, si funcionan.
Las frecuencias características de defecto de los rodamientos en apoyos lentos se sitúan en unos pocos hercios y se leen mal, por lo que evaluamos las unidades de forma integral: espectro, temperatura, holgura, lubricación. Hay un artículo aparte con más detalle sobre el diagnóstico de rodamientos.
Fuentes: ISO 281:2007 · ISO 13373-3:2015
Cómo se realiza el equilibrado del tambor motriz
- 01
Inspección y decisión
Recorremos la lista de comprobación anterior, calculamos las revoluciones del tambor a partir de la velocidad de la cinta y el diámetro. Si las revoluciones están por debajo del límite práctico, o en la vibración no hay componente de giro del tambor, nos detenemos en el diagnóstico y el informe.
- 02
Sensores y marca
Colocamos dos acelerómetros en las unidades de rodamiento del tambor, en dirección radial, sobre superficies limpias de las carcasas. Pegamos la marca reflectante en el disco frontal o en el cubo, y fijamos el sensor láser de fase en un soporte magnético al bastidor. Su personal retira los resguardos durante la medición.
- 03
Medición antes de los trabajos
Hacemos funcionar el transportador vacío, sin carga sobre la cinta. Registramos el nivel total, la amplitud y la fase de 1x, las revoluciones, el espectro. El empalme de la cinta golpea con un periodo igual a su vuelta completa, que son decenas de segundos. El promediado síncrono por marca (el equipo promedia la señal a lo largo de muchas vueltas del tambor) separa el golpe del empalme de la componente de giro del propio tambor.
- 04
Arranques de prueba en dos planos
El tambor tiene dos planos de corrección: los discos frontales junto a la virola, a ambos lados. Fijamos el contrapeso de prueba con una mordaza o con un imán, hacemos un arranque, y el equipo calcula los coeficientes de influencia y da la masa y el ángulo para cada plano. En tambores estrechos, con poca separación entre los planos, a veces basta con uno solo.
- 05
Instalación de los contrapesos de corrección
Método habitual: soldamos placas de acero a los discos frontales por fuera, cerca de la virola, donde el radio es máximo. Al lado hay revestimiento de goma, por lo que protegemos y enfriamos la zona de soldadura, y tramitamos el permiso de trabajo en caliente con antelación. Si la soldadura está prohibida, fijamos los contrapesos con pernos a los orificios existentes del disco.
- 06
Medición de control e informe
Un nuevo arranque confirma el resultado. En el informe hacemos constar la amplitud y la fase de antes y después, las revoluciones, las masas y los ángulos de los contrapesos, el desequilibrio residual y el grado alcanzado. Guardamos los coeficientes de influencia: el siguiente equilibrado de este tambor se hará sin arranques de prueba, en uno o dos arranques.
Los tambores tensores y desviadores no tienen accionamiento propio: los equilibramos con el transportador en marcha, con el mismo esquema, si la componente de giro de ese tambor se distingue con claridad en los apoyos. Con el revestimiento desgastado, es más honesto retirar el tambor para repararlo.
Fuentes: Especificaciones del fabricante Balanset-1A · Manual de operación Balanset-1A
Tolerancia: hasta qué nivel equilibramos
Para los tambores de transportador, los fabricantes suelen fijar el grado de calidad de equilibrado G16 según la ISO 21940-11 en su edición vigente; a los tambores rápidos de diámetro pequeño se les asigna G6.3. Calculamos el desequilibrio residual admisible a partir de la masa del tambor y las revoluciones de trabajo, y el equipo compara el resultado con la tolerancia de forma automática.
El grado G normaliza el desequilibrio residual, no la vibración de los apoyos. Sobre un bastidor de galería flexible, incluso un tambor equilibrado dentro de tolerancia puede mostrar un nivel apreciable procedente de fuentes vecinas. Por eso en el informe hacemos constar ambas magnitudes: el desequilibrio residual en g·mm y la vibración de los apoyos antes y después.
| Tambor | Revoluciones típicas | Grado G | Comentario |
|---|---|---|---|
| Motriz, diámetro 630–1250 mm | 40–100 rpm | G16 | El desequilibrio rara vez es el principal; primero el diagnóstico |
| Motriz rápido, hasta 500 mm | 120–200 rpm | G16 / G6.3 | El equilibrado in situ está plenamente justificado |
| Tensor y desviador | según diámetro y cinta | G16 | Equilibrado con el transportador en marcha, si la 1x se distingue |
| Tras un nuevo revestimiento en reparación | cualquiera | G6.3 | Equilibrado en banco antes del montaje; in situ, solo control |
Cómo se elige el grado G y cómo se convierte la tolerancia en gramos al radio de instalación del contrapeso se explica en artículos aparte sobre el grado de calidad y el desequilibrio residual.
Fuentes: ISO 21940-11:2016
Desplazamiento por Portugal, precios, preparación
Somos ingenieros que diseñamos y fabricamos los equipos Balanset y equilibramos con ellos en las visitas. Base en Vila Nova de Gaia, cerca de Oporto, trabajamos por toda Portugal: canteras, puertos, plantas de cemento y de procesado de madera, terminales de grano. El Balanset-1A se transporta en un solo maletín; para trabajar hace falta una toma de 230 V o un inversor.
Los paquetes empiezan desde 550 EUR por máquina (diagnóstico 300 EUR + equilibrado desde 250 EUR), la factura mínima por visita es de 500 EUR, y el cálculo exacto lo da la calculadora del sitio web. También es posible una visita de diagnóstico sin equilibrado: al final obtiene un informe con las mediciones y una lista de causas por prioridad.
Por su parte, hacen falta la parada y los arranques de prueba del transportador, los resguardos del tambor retirados, la virola lavada, el agua drenada del cuerpo, y el permiso de soldadura o la decisión de fijar los contrapesos con pernos. Prepare varios tambores de una misma línea para una sola visita: sale más económico por rotor.
Hay una lista completa de preparación en el artículo sobre la preparación del equipo para el equilibrado in situ. Para el transportador, dos puntos son críticos: la virola limpia y los arranques de prueba acordados.
Preguntas frecuentes
¿Se puede equilibrar el tambor sin retirar la cinta?
Sí, esa es precisamente la opción habitual. El tambor motriz gira con su propio motorreductor, y hacemos funcionar el transportador vacío. El empalme de la cinta golpea con un periodo igual a su vuelta completa, y el equipo aísla la componente de giro del tambor de forma síncrona con la marca. Solo hay que retirar la cinta si se repara el propio tambor.
El tambor gira a 60 rpm y vibra mucho. ¿Ayudará el equilibrado?
Casi seguro que no. A 60 rpm, la fuerza del desequilibrio es insignificante: incluso un kilogramo de masa adherida a un radio de 400 mm tira de los apoyos con menos fuerza que su propio peso. Busque la causa en la tensión y la alineación de la cinta, el revestimiento, el reductor, las unidades de rodamiento y el bastidor. Podemos acudir con un diagnóstico y mostrar el origen por el espectro, pero aquí los contrapesos no son el remedio.
Se limpió la virola del material adherido, pero la vibración persiste. ¿Por qué?
Significa que la adherencia no era la única causa. Continuaciones frecuentes: el material se adhirió por dentro del cuerpo a través de una soldadura no estanca, el revestimiento está desgastado de forma irregular, la unidad de rodamiento está dañada, o el origen no es el tambor en absoluto, sino el motorreductor o la cinta. La medición en los apoyos, con la descomposición por frecuencias, muestra hacia dónde mirar a continuación.
¿Se puede equilibrar in situ un tambor tensor o desviador?
De forma condicional. No tienen accionamiento propio, giran solo por la cinta, por lo que hacemos las mediciones y los arranques de prueba con el transportador en marcha. Esto es posible cuando la componente de giro de ese tambor concreto se lee con claridad en sus apoyos. Con el revestimiento desgastado, es más honesto equilibrar en banco después de la reparación.
¿Qué grado de calidad necesita un tambor de transportador?
Normalmente G16 según la ISO 21940-11; para tambores rápidos de diámetro pequeño se toma G6.3. El desequilibrio residual admisible se calcula a partir de la masa y las revoluciones de trabajo: cuanto más despacio gira la máquina, más gramos-milímetro se le permiten. Un tambor lento no necesita una tolerancia estricta, simplemente no la notaría.
¿Cuánto tiempo lleva y qué hay que preparar?
Un solo tambor motriz con acceso normal lleva unas horas, incluyendo la medición de control y el informe. Lo que más tiempo consume es la organización: esperar la parada, retirar los resguardos, tramitar el permiso de trabajo en caliente. Prepare los arranques de prueba, la virola limpia y el agua drenada del cuerpo, y así lo resolveremos en un solo turno junto con el diagnóstico de la línea.
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Responderemos a sus preguntas, concretaremos los datos iniciales y le diremos qué hace falta para el presupuesto y la visita.