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¿Cómo obtener la velocidad a la que gira un Transportador Helicoidal ya instalado y funcionando?

Calcular velocidad de giro de un transportador de tornillo

¿Cómo puedo saber las revoluciones por minuto (rpm) a las que gira mi Transportador de Tornillo?

   Este artículo va dirigido al personal que trabaja en áreas de mantenimiento o aquellas personas que actualmente tengan a su cargo la labor de mantener en buenas condiciones transportadores de tornillo helicoidal, ya sea para documentar las características del transportador o bien para saber si pueden optimizar el desempeño del equipo. 

   Como vimos en uno de nuestros artículos anteriores (dar click para ver el artículo), un transportador helicoidal requiere de energía mecánica rotatoria para realizar la labor de manejo de materiales a granel, la cual hace girar al el tornillo helicoidal,  y generalmente esta energía rotatoria es producida por medio de motores eléctricos trifásicos, aunque existen otros tipos como los monofásicos y algunos motores a gasolina. En este artículo nos centramos en motores eléctricos trifásicos, que por lo regular vienen a 60 Hertz, con velocidades de salida de 3500, 1800, 1200 rpm, dependiendo de las fases del motor, los más comunes son de 1800 rpm de velocidad de salida, un transportador helicoidal por lo regular la velocidad de trabajo oscila entre los 20 a 80 rpm, en algunos casos cuando son inclinados llegan hasta los 180 rpm. 
   Entonces para nosotros poder bajar la velocidad de 1800 rpm de un motor trifásico, es necesario colocar un reductor mecánico de engranajes, el cual tiene la función de reducir la velocidad de salida del motor y aumentar el par torsor (torque), que como vimos, existe una amplia gama como son los reductores de engranaje sinfin corona, reductor de engranes helicoidales, reductor de engranajes hipoidales, reductor de engranajes planetarios, etc, (dar click para ver el artículo), cada uno de ellos tiene sus ventajas y desventajas, y también existen con diferentes configuraciones de flecha o eje de salida, como son reductores de eje paralelo, de eje colineal, de eje ortogonal etc, (dar click para ver el artículo) ya dependiendo de nuestro diseño será la selección de este reductor. 
   Lo primero que tenemos que hacer, es identificar el sistema motriz, es decir el reductor y el motor eléctrico, en nuestro transportador helicoidal, a continuación algunas fotografías de como puede lucir el conjunto de motorreductor en nuestro equipo (pasa saber más sobre el tipo de reductores que podemos integrar en nuestro transportador helicoidal DAR CLICK AQUI)
   Para cuestiones de cálculo de velocidades los divideremos en 3 grupos de cajas reductoras:
 

A.- Cajas reductoras por transmisión directas para Transportadores de Tornillo Helicoidal

Este tipo de transmisiones de caja reductora se caracterizas por tener un motor electrico conectado al reductor por medio de una brida atornillable. Estas cajas reductoras de velocidad pueden ser:

  • Motorreductor de Engranajes Rectos con cople de interconexión entre ejes (Figura 1).- Por medio de un cople se conectan la flecha motriz del reductor con el eje conducido del transportador helicoidal.

  • Motorreductor sin fin corona de eje hueco (Figura 2).- El reductor tiene un eje hueco donde entra el eje sólido conducido del transportador helicoidal.

  • Motorreductor de Engranajes Rectos de eje hueco (Figura 3).- El reductor tiene un eje hueco donde entra el eje sólido conducido del transportador helicoidal.

  • Motorreductor de Engranajes Helicoidales de eje hueco (Figura 4).- El reductor tiene un eje hueco donde entra el eje sólido conducido del transportador helicoidal.

Figura 1.- Transmisión directa con cople

Transmisión directa con cople
Transmisión reductor Engranaje rectos eje hueco

Figura 3- Transmisión reductor Engranaje rectos eje hueco

Figura 2- Transmisión reductor Sin Fin Corona Eje Hueco

Transmisión reductor Sin Fin Corona Eje Hueco
Transmisión reductor Engranaje Helicoidales eje hueco

Figura 4- Transmisión reductor Engranaje Helicoidales eje hueco

¿Como determinar la velocidad del Transportador helicoidal ya instalado, movido por un reductor de acoplamiento  directo?

Los pasos para determinar la velocidad final del eje helicoidal, es la siguiente:

1.- Identificar el motor eléctrico (Figura 5) y revisar la placa de datos, obtener la velocidad de salida del motor, en este ejemplo el motor gira a 1,770 rpm según la placa de datos indicado en la flecha amarilla (Figura 6)

Motor Electrico

Figura 5- Motor Electrico

Placa de Datos de Motor Eléctrico

Figura 6- Placa de Datos de Motor Eléctrico

2.- Identificar el motorreductor (Caja reductora de velocidad) (Figura 7) y revisar la placa de datos, obtener la relación de velocidad, en este ejemplo la caja reductora tiene una relación de 22.5 representada por la letra "i", según la placa de datos indicado en la flecha amarilla (Figura 8)

Reductor de engranes Helicoidales eje hueco conectado a motor electrico 

Figura 7- Reductor de engranes Helicoidales eje hueco conectado a motor electrico 

Placa de datos de Reductor de engranes Helicoidales eje hueco 

Figura 8- Placa de datos de Reductor de engranes Helicoidales eje hueco 

3.- Para obtener la velocidad de salida del Eje helicoidal (VH), debemos realizar una división:

    VH = V1 / RV

​                                      

 V1 = Velocidad entregada por el motor Eléctrico: 1,770 rpm (Figura 6)

 RV= Relación de velocidad de la caja reductora: 22.5 (Figura 8)

   VH = 1,770 rpm / 22.5  =  78 rpm

La velocidad de salida de este tipo de reductores directos a flecha helicoidal ya sea por transmisión por cople (Figura 1) o transmisión por eje hueco (Figuras 2,3,4), se calcula con el método descrito y son 78 rpm.

B.- Cajas reductoras por transmisión por Sprockets y Cadena para Transportadores de Tornillo Helicoidal

Este tipo de transmisiones de caja reductora se caracterizas por tener un motor eléctrico conectado al reductor por medio de una brida atornillable como una primera reducción, después por medio de sprocktes y cadena conectados al eje helicoidal como segunda reducción. Estas cajas reductoras de velocidad pueden ser:

  • Motorreductor de Engranajes Rectos y Helicoidales eje colineal con una segunda reducción (Figura 9).- Por medio de sprockets y cadena se realiza una segunda reducción, muy utilizados para cuando deseamos aumentar torque.

  • Motorreductor Cicloidal de eje colineal con una segunda reducción (Figura 10).- Por medio de sprockets y cadena se realiza una segunda reducción, muy utilizados para cuando deseamos aumentar torque.

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Figura 9.- Transmisión con caja reductora engranes rectos y un segunda reducción por medio de sprocket y cadena.

Transmisión con caja reductora engranes rectos y un segunda reducción por medio de sprocket y cadena.

Figura 10- Transmisión con caja reductora cicloidal y un segunda reducción por medio de sprocket y cadena.

Transmisión con caja reductora cicloidal y un segunda reducción por medio de sprocket y cadena.

¿Como determinar la velocidad del Transportador helicoidal ya instalado, movido por una caja reductora, y con una segunda reducción con Sprockets y Cadena?

Los pasos para determinar la velocidad final del eje helicoidal, es la siguiente:

1.- Identificar el motor eléctrico (Figura 11) y revisar la placa de datos, obtener la velocidad de salida del motor, en este ejemplo el motor gira a 1,770 rpm según la placa de datos indicado en la flecha amarilla (Figura 12)

Motor Electrico

Figura 11- Motor Electrico

Placa de Datos de Motor Eléctrico

Figura 12- Placa de Datos de Motor Eléctrico

2.- Identificar el motorreductor (Caja reductora de velocidad) (Figura 7) y revisar la placa de datos, obtener la relación de velocidad, en este ejemplo la caja reductora tiene una relación de 22.5 (ratio) representada por la letra "i", según la placa de datos indicado en la flecha amarilla (Figura 8)

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Figura 13- Reductor de engranes Rectos eje colineal conectado a motor electrico 

Placa de datos de Reductor de engranes Helicoidales eje hueco 

Figura 14- Placa de datos de Reductor de engranes Rectos eje colineal

3.- Para obtener la velocidad de salida del Eje helicoidal (VH), debemos realizar una división:

      VH = V1 / RV

​                                      

 V1 = Velocidad entregada por el motor Eléctrico: 1,770 rpm (Figura 6)

 RV= Relación de velocidad de la caja reductora: 22.5 (Figura 8)

      VH = 1,770 rpm / 22.5  =  78 rpm

  Una vez que contamos con la velocidad de salida del reductor, que son 78 rpm, procedemos a realizar calculo de velocidad de la segunda reducción por medio de sprockets.

4.- Identificar los 2 Sprockets y Cadena de Transmisión de segunda reducción (Figura 15).- Identificar los dos Sprockets, al Sprocket conectado a la flecha del reductor le llamaremos "S1" y al Sprocket conectado al eje del transportador helicoidal lo llamaremos "S2". Y tendremos que contar el número de dientes de cada uno de los sprockets.

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Figura 14- Sprockets S1 y S2

5.- Para este ejemplo el número de dientes del sprocket "S1" es de 10 dientes, el número de dientes del sprocket "S2" es de 18 dientes.

NDS1 (Número de dientes sprocket 1) = 10 Dientes

NDS2 (Núnero de dientes sprocket 2)= 18 Dientes

VS1 (Velocidad del Sprocket 1) = 78 rpm (Velocidad obtenida en el paso numero 3)

VS2 (Velocidad del Sprocket 2) =  Desconocida

Para obtener la velocidad del Sprocket 2 (VS2), que en realidad es la velocidad de giro del Eje helicoidal , debemos realizar utilizar la siguiente formula:

  VS2 = (VS1 * NDS1) / NDS2

  VS2 = (78 rpm * 10 Dientes) / 18 Dientes  =  43 rpm

  Por lo que el resultado de VS2, se considera la velocidad a la que gira nuestro transportador helicoidal es de VH= 43 rpm.

C.- Cajas reductoras eje Paralelo por transmisión por Poleas y Bandas para Transportadores de Tornillo Helicoidal

Este tipo de transmisiones de caja reductora se caracterizas por realizar dos reducciones, un motor eléctrico con poleas y bandas como una primera reducción y después caja reductora como segunda reducción conectada al eje del transportador helicoidal. Estas cajas reductoras de velocidad pueden ser:

  • Motor y conjunto de Poleas y Banda conectado a una Caja Reductora de Ejes Paralelos (Figura 9).- Por medio de conjunto de poleas y bandas el motor reduce su velocidad como primera etapa, posteriormente una caja reductora de ejes paralelos y eje hueco reduce en segunda etapa la velocidad de giro del transportador helicoidal.​​​

Figura 15- Transmisión con caja reductora cicloidal y un segunda reducción por medio de sprocket y cadena.

Transmisión con caja reductora cicloidal y un segunda reducción por medio de sprocket y cadena.

¿Como determinar la velocidad del Transportador helicoidal ya instalado, movido por un motor eléctrico con reducción de poleas y bandas como primera reducción, y una caja reductora, y con una segunda reducción?

Los pasos para determinar la velocidad final del eje helicoidal, es la siguiente:

1.- Identificar el motor eléctrico (Figura 16) y revisar la placa de datos, obtener la velocidad de salida del motor, en este ejemplo el motor gira a 1,770 rpm según la placa de datos indicado en la flecha amarilla (Figura 17)

Motor Electrico

Figura 16- Motor Electrico

Placa de Datos de Motor Eléctrico

Figura 17- Placa de Datos de Motor Eléctrico

2.- Identificar las 2 Poleas y Bandas a de Transmisión de la primera reducción (Figura 15).- Identificar las dos Poleas, a la Polea conectada a la flecha del motor eléctrico le llamaremos "P1" y a la Polea conectada al eje entrada del reductor lo llamaremos "P2". Y tendremos que medir el diámetro exterior de cada una de las poleas.

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Figura 18- Reductor de engranes Rectos eje colineal conectado a motor electrico 

3.-   Para este ejemplo el diámetro exterior de la Polea "P1" es de 8 pulgadas, el diámetro exterior de la Polea 2 "P2" es de 22 pulgadas.

DP1 (Diámetro de Polea 1) = 8"

DP2 (Diámetro de Polea 2)= 22"

VP1 (Velocidad de Polea 1) = 1770 rpm (Velocidad del motor eléctrico Figura 17)

VP2 (Velocidad de Polea 2) =  Desconocida

Para obtener la velocidad del la Polea 2 (VP2), que en realidad es la velocidad de entrada al reductor, , debemos realizar utilizar la siguiente formula:

  VP2 = (VP1 * DP1) / DP2

  VP2 = (1770 rpm * 8" ) / 22"  =  643.6 rpm

  Por lo que el resultado de VP2, se considera la velocidad entregada de la primera etapa de reducción que utilizaremos en el siguiente paso como velocidad de entrada al reductor.

4.- Identificar el motorreductor (Caja reductora de velocidad) (Figura 19) y revisar la placa de datos, obtener la relación de velocidad, en este ejemplo la caja reductora tiene una relación de 25.13 (ratio), según la placa de datos indicado en la flecha roja (Figura 20)

Figura 19- Reductor de ejes paralelos conectado a motor electrico 

Figura 19- Reductor de ejes paralelos conectado a motor electrico 

Figura 20- Placa de datos de Reductor de ejes paralelos

Figura 20- Placa de datos de Reductor de ejes paralelos

3.- Para obtener la velocidad de salida del Eje helicoidal (VH), debemos realizar una división:

      VH = V1 / RV

​                                      

 V1 = Velocidad entregada por la primera reducción: 643.6 rpm (Velocidad calculada en el paso anterior)

 RV= Relación de velocidad de la caja reductora: 25.13 (Figura 20)

      VH = 643.6 rpm / 25.13  =  25.61 rpm

  Una vez que contamos con la velocidad de salida del reductor, que son 25.61 rpm la consideramos como la velocidad de nuestro eje helicoidal.

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