Introducción
Los tambores son componentes giratorios que se encuentran en los transportadores de banda y que tienen la función de transmitir el movimiento, desviar la dirección o incluso estirar la banda. Este equipo está formado por cuatro componentes estructurales principales: el eje, el cubo, el disco y el cilindro. La figura 1 muestra la distribución de estos elementos en un tambor.
Figura 1: Componentes del tambor - FUENTE: https://www.exctmach.com/products/spare-parts/conveyor-pulley.html
Los tambores también están formados por los anillos de expansión, que se utilizan habitualmente para acoplar el eje al cubo, y los soportes y rodamientos, que serán los encargados de permitir el giro de los tambores. Por esta razón, se selecciona inicialmente el rodamiento y, a partir de esta definición, se selecciona el soporte del rodamiento, ya que cada rodamiento requiere un soporte específico. Los rodamientos y los soportes se seleccionan en función de los requisitos mínimos de duración de vida a la fatiga y en función de las cargas límite de los rodamientos.
Tipos de tambores
Los tambores tienen diferentes funciones en un transportador de banda, dependiendo de la posición en la que se coloquen, como proporcionar desviaciones y curvas en la banda. Teniendo esto en cuenta, podemos definir algunas de las clasificaciones del componente:
- Retorno: situado en el extremo opuesto al terminal de descarga, su función es devolver la cinta a su posición inicial, pudiendo actuar también para tensar la cinta;
- Camilla: responsable de mantener la tensión ideal para que el transportador funcione correctamente;
- Accionamiento: se encarga de transmitir el par. Este tipo de tambor puede estar situado en la descarga, el centro o el retorno del transportador;
- Desviación: su función es desviar el recorrido de la cinta;
- Respaldo: su función es aumentar el ángulo de enganche de la correa con el tambor motriz;
Diseño y aplicaciones
A la hora de dimensionar este tipo de equipos, la información más importante es la anchura y la tensión de la correa, así como el tipo de construcción. Como se muestra en la figura 2, los discos pueden fabricarse íntegramente y soldarse al cilindro, o pueden soldarse al cubo y al cilindro. El tambor debe dimensionarse teniendo en cuenta las posiciones y tipos de soldadura, así como los esfuerzos requeridos en cada posición.
Figura 2: Tipos de construcción de bidones - FUENTE: Colección Kot.
Este equipo es generalmente de acero y, como ya se ha dicho, una de sus principales funciones es la de accionar la cinta para que se consiga el funcionamiento esperado del transportador. En este caso, el tambor a utilizar es el tambor motriz, que está acoplado al conjunto motriz, formado por motores y reductores. En algunos casos en que sea necesario, también se puede acoplar un disco de freno al eje del tambor para utilizarlo junto con un sistema de frenado del transportador.
Para las operaciones en las que se requieren tensiones de banda elevadas, pueden utilizarse distintas configuraciones de accionamiento. Entre ellas, se puede considerar el uso de un conjunto de accionamiento en más de un tambor, así como el uso de un accionamiento doble en el mismo tambor.
La figura 3 muestra el sistema de frenado en un transportador de banda, así como un tambor con doble accionamiento.
Figura 3: Sistema de frenado en un transportador con doble tambor motriz - FUENTE: https://www.mining-technology.com/contractors/crushers/johnson-industries/.
Debido a las diversas aplicaciones de este equipo en transportadores de banda, que a su vez utilizan una variedad de cargas, su cálculo y dimensionamiento en los proyectos se realiza de acuerdo con la capacidad de carga de cada transportador. Su fabricación también sigue las normas y estándares técnicos aplicables a este tipo de equipos.
Otro componente fundamental en el uso de tambores es el revestimiento, cuya finalidad es proteger el equipo del desgaste y también aumentar su capacidad de tracción. Dadas las diversas variantes de diseño, muchos factores deben ser analizados al elegir un tambor para su cinta transportadora, tales como el costo del equipo, el entorno en el que se instalará, la facilidad y el costo de mantenimiento, así como, por supuesto, los parámetros de uso de la cinta transportadora, tales como la tensión, el ángulo de sujeción, el número de ciclos de arranque y parada, la velocidad de la cinta, entre otros. La figura 4 muestra algunos modelos de revestimiento, que se seleccionarán en función de la finalidad para la que se vayan a utilizar.
Figura 4: Tipos de revestimiento - FUENTE: https://www.bocril.com.br/index.php?id=servicos2&cod=43
Ventajas del mercado
Con un mercado en constante crecimiento, surgen nuevas oportunidades para el diseño y la aplicación de este componente en entornos que requieren mayor capacidad, eficiencia o incluso seguridad. Esto se traduce en el desarrollo continuo de tecnologías, con nuevos revestimientos, dimensiones y geometrías cada vez más específicas para las necesidades de su aplicación.
Una de las principales ventajas del uso de tambores es cuando se transportan materiales a largas distancias, ya que el uso de cintas transportadoras supone un importante ahorro de costes. Esto se consigue reduciendo el número de camiones utilizados para transportar materiales, con lo que se reduce la carga de trabajo total. Además, también es posible reducir la interacción directa de los empleados con el proceso de transporte de materiales y con el propio material, lo que redunda en una mayor seguridad operativa. Otra ventaja del uso de cintas transportadoras es un mejor control de las emisiones de partículas. A continuación se presentan algunos métodos aplicados a las cintas transportadoras con este fin:
- Cerramiento de las cintas transportadoras: evita la aspiración de polvo durante los traslados de material;
- Aplicación de supresor de polvo: este producto forma una película alrededor del material, reduciendo las emisiones de polvo;
- Sistema de desempolvado: se encarga de filtrar el aire antes de que las partículas se liberen a la atmósfera;
Otro factor al que hay que prestar atención es la conformidad de los tambores con los transportadores en los que se utilizarán. Es esencial comprobar que los tambores y las cintas son compatibles, evitando así ajustes posteriores en el diseño inicial, o incluso retrabajos para adaptar los componentes.
Conclusión
Los tambores son componentes giratorios que están sometidos a elevados ciclos y a grandes cargas debidas a las tensiones de las correas. Además, los procesos de soldadura son inherentes a la construcción de estos equipos, y también se sabe que estos procesos conducen a la aparición de regiones donde se favorece la nucleación de grietas. Por esta razón, es esencial que el diseño de los tambores sea altamente confiable, teniendo en cuenta los procedimientos correctos de fabricación y dimensionamiento, basados en las normas aplicables, evitando así fallas por fatiga tanto de la estructura como de sus componentes, aumentando la vida útil y la productividad del equipo.
Tras estas consideraciones, queda clara la importancia de los tambores en el uso de los transportadores de banda. Hay que prestar especial atención al mantenimiento y la gestión de estos componentes, evitando interrupciones en la producción y priorizando siempre la eficacia operativa y la seguridad. El conjunto del tambor engloba diferentes piezas, por lo que fallos en componentes individuales, como el rodamiento o el anillo de expansión, pueden poner en peligro todo el funcionamiento del sistema. Por esta razón, la realización de inspecciones y evaluaciones estructurales garantiza una mayor fiabilidad del equipo, proporcionando una mayor productividad y previsibilidad para el mantenimiento de estos activos.
Kot Engenharia tiene una amplia experiencia en la realización de servicios relacionados con tambores y transportadores de banda, desde análisis de elementos finitos hasta análisis de fallos de tambores, así como en la propuesta de mejoras de proyectos.
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Referencias
- FUNCIONAMIENTO Y MECANISMO DE LOS TAMBORES DE LAS POLEAS TRANSPORTADORAS - Terry J King Pr. Eng.
- Manual del transportador continuo Faço, Ed. Faço, 1996.
- Manual CEMA (Asociación de fabricantes de equipos de transporte), versión 93.
- Máquinas transportadoras, Spivakovisky y Diaachkov, Editorial Mir, 1989.
- Transport and Elevation, P. Alexandrov, Ed. Mir, 1994.
