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Cuando se escucha la palabra automatización, todos coinciden en que se requieren procesos precisos, confiables y rápidos, que puedan ser cíclicos y operar las 24 horas del día. Sin excepción. Los sistemas de cadenas portacables son una parte indispensable de la automatización de procesos porque hay aplicaciones en casi todos los centros de producción que requieren que las piezas de las máquinas reciban continuamente energía, datos o medios como aire y agua. En esta página, descubrirá qué es exactamente una cadena portacables, cuándo se utiliza, qué materiales están disponibles, qué opciones de disposición y ensamble existen y, por último, pero no menos importante, qué debe tener en cuenta al seleccionar los cables adecuados.
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Para cadenas portacables sin montar:
Para cadenas portacables ensambladas:
¿Qué es una cadena portacables y qué función desempeña?
Una cadena portacables es un sistema mecánico que protege, soporta y guía cables y mangueras de medios en aplicaciones de máquinas en movimiento permanente.
Los movimientos en la cadena portacables se realizan de forma controlada para que las fuerzas que actúan permanentemente sobre el cable o la manguera de medios no provoquen daños o fallas prematuros. En última instancia, los cables y las mangueras de medios están sometidos a millones de movimientos de flexión a lo largo del recorrido en la cadena portacables.
Entonces, ¿cuáles son las principales características de una cadena portacables?
Permite la conexión eléctrica, óptica, hidráulica o neumática entre dos puntos en movimiento lineal de forma fácil y eficaz. Ciertas cadenas portacables permiten rotaciones de hasta 540° y, por lo tanto, también pueden realizar movimientos tridimensionales, como se requiere en aplicaciones de robótica.
Guía y soporta los cables y mangueras contenidos de forma controlada, respetando el radio de curvatura mínimo admisible.
Proporciona protección mecánica a cables y mangueras, e incluso los separa de las influencias químicas ambientales si están encerrados con cubiertas protectoras.
Esto no solo reduce la cantidad de intervalos de mantenimiento para cables y mangueras, sino que también aumenta su vida útil.
¿Cómo está construida una cadena portacables?
Una cadena portacables está formada por muchos eslabones de cadena interconectados que están cerrados por ambos lados cortos. El tamaño del eslabón de la cadena viene determinado por el número y las dimensiones de los cables.
Un eslabón de cadena consta de los siguientes elementos:
- Banda lateral
- Los eslabones individuales de la cadena de banda lateral están conectados entre sí con clavijas de conexión.
- Los soportes de bastidor están disponibles en una amplia gama de variantes. Además de las variantes abiertas, también las hay con tapas protectoras de plástico, aluminio, acero o incluso acero inoxidable para proteger los cables de las condiciones ambientales en caso necesario.
- Los separadores, por su parte, aseguran la correcta posición y separación de cables y mangueras dentro de la cadena portacables. Se fijan verticalmente al tirante del bastidor.
- Elementos de conexión: para garantizar que la cadena portacables pueda fijarse al sistema o máquina en ambos extremos, se utilizan elementos de conexión para una gran variedad de posiciones de montaje.
¿Qué ventajas tiene una cadena portacables en comparación con los sistemas trolley?
Las ventajas competitivas de las cadenas portacables en comparación con los sistemas tradicionales, como las barras conductoras, las suspensiones tipo festón y los sistemas trolley, son:
- destacan por su capacidad para transportar distintos tipos de servicios (cables de fuerza, señal y datos, así como mangueras hidráulicas y neumáticas),
- pueden utilizarse incondicionalmente en entornos críticos en los que el polvo, la humedad, los productos químicos y las sustancias agresivas pueden estar presentes en la atmósfera a diario.
- pueden soportar altas velocidades y aceleraciones.
- Los cables pueden instalarse, sustituirse o instalarse posteriormente.
- También son posibles distancias de recorrido horizontales, así como verticales, diagonales y circulares.
- Los trabajos de mantenimiento son fáciles de realizar, pero suelen requerir menos mantenimiento.
- Requieren una longitud de medios mucho menor para distancias de desplazamiento comparables, ya que los medios son lineales en la cadena portacables en lugar de colgarse.
La cadena portacables sigue el cable
¿Qué significa eso?
La cadena portacables sirve para la protección y el guiado de cables y mangueras flexibles instalados en una cadena portacables. Por este motivo, las cadenas deben diseñarse siempre en función de las características del cable/manguera y no al revés. Cuanto más precisos sean los cables y mangueras que se vayan a utilizar, mejor.
¿Cómo se organizan los cables en la cadena portacables?
Para garantizar que la cadena portacables funcione sin problemas y evitar posibles daños en los medios, antes de seleccionar la cadena portacables deben evaluarse muy detenidamente los cables y mangueras que se van a tender, que son relevantes para el tamaño de la cadena y la composición de los componentes.
Por citar sólo algunos ejemplos, asegúrese de que:
- los cables/mangueras se encuentran dispuestos de forma suelta uno junto al otro dentro de las cámaras de la cadena. Deben separarse en la medida de lo posible mediante separadores.
- Los cables/mangueras se instalan de forma simétrica en cuanto a su peso y tamaño. Los de mayor diámetro y peso en el exterior, los de menor diámetro y peso en el interior. También pueden colocarse por orden decreciente de tamaño, de dentro a fuera. Evite disponer los cables uno encima del otro sin utilizar un separador.
- en una sección sólo se utilizan medios con la misma cubierta exterior para evitar fricciones innecesarias.
- se garantiza un espacio definido entre el cable/ ducto y el separador conforme a un medio, de modo que los cables/ ductos puedan moverse libremente y permitir que los medios se desplacen entre sí y con respecto a la cadena portacables.
¿Qué cable usar para la cadena portacables?
Los cables y mangueras aptos para cadenas portacables a veces se flexionan de forma muy intensa y continua. En consecuencia, están permanentemente expuestos a las tensiones resultantes del movimiento de flexión de la cadena portacables. A diferencia de los movimientos de torsión tridimensionales, este movimiento de flexión es siempre lineal y siempre en una dirección.
La flexibilidad de un cable influye directamente en su radio de curvatura, que indica cuánto se puede doblar un cable sin mermar su capacidad funcional.
Cuanto más reducido sea el radio de curvatura, mayor será el esfuerzo sobre el cable y más difícil será alcanzar la larga vida útil requerida.
Por lo tanto, los requisitos para la flexibilidad de cables y mangueras pueden definirse de la siguiente manera
Los conductores dentro del cable deben ser, como mínimo, de hilo fino, es decir, corresponder a la clase de conductor 5.
Cuanto más corta sea la longitud de paso, es decir, el trenzado del conductor, mayor será la flexibilidad de todo el ensamble de trenzado.
Por supuesto, estos deben haber cumplido con los requisitos de la cadena portacables y las condiciones ambientales predominantes.
Los cables para cadenas portacables solo tienen más de 25 conductores en casos excepcionales. Esto evita el riesgo de que los numerosos conductores se enreden literalmente y luego se rompan.
En última instancia, la cadena portacables no sólo debe soportar su propio peso, sino también el de los cables y mangueras de medios colocados en ella a lo largo de metros.
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¿Qué otros factores son importantes al elegir una cadena portacables?
Muchos factores son de gran importancia al configurar cadenas portacables. Además de especificar los cables para cadena portacables y considerar su entorno de aplicación, también deben determinarse la longitud, velocidad, aceleración y tiempo de operación de la cadena portacables, así como el peso de los cables.
También es importante incluir en la planificación la disposición posterior, el tipo de montaje y el material de la cadena portacables.
Encontrará información detallada al respecto en nuestro libro blanco.
¿Qué configuraciones de cadena son posibles?
Las disposiciones autoportantes son principalmente adecuadas para tamaños más pequeños de cadena portacables. Son menos susceptibles al desgaste que las configuraciones deslizantes, ya que no hay fricción entre la parte superior e inferior de las cadenas portacables durante el funcionamiento. Sin embargo, la longitud autoportante de una cadena portacables es limitada.
A medida que aumenta la distancia de desplazamiento, el peso neto de la cadena portacables, así como el peso de los cables y mangueras en su interior, generan tensión en la aplicación, lo que puede provocar que la cadena se combe en el tramo no soportado. La comba no es necesariamente negativa, pero reduce los valores posibles de velocidad y aceleración de la cadena portacables.
Si se supera el valor máximo permitido de flecha, recomendamos soportar la cadena portacables u optar por una aplicación deslizante. Si hay que salvar distancias con un recorrido superior a 10 m, la elección de la cadena portacables suele depender de la disposición deslizante con canal guía. Las soluciones de diseño especial (por ejemplo, zapatas deslizantes) minimizan los efectos de fricción entre las partes de la cadena que están superpuestas. La disposición deslizante permite distancias de desplazamiento de hasta 100 m y más.
¿Qué opciones de ensamble están disponibles?
La aplicación con ensamble horizontal es la cadena portacables más utilizada. La cadena portacables se coloca plana sobre una superficie estable.
La aplicación con montaje lateral significa que la cadena funciona montada de lado. Esta configuración es necesaria si hay poco espacio hacia arriba y el montaje normal de las cadenas portacables requeriría demasiado espacio. También es necesaria cuando la carga adicional de los servicios excede la capacidad máxima de auto-soporte de la cadena, pero por alguna razón no se puede utilizar la configuración deslizante.
Las siguientes opciones están disponibles: aplicaciones soportadas donde la cadena portacables se desplaza sobre el piso, dentro de un canal guía, por ejemplo, en aplicaciones de recorridos largos. O aplicaciones suspendidas donde la cadena portacables no está soportada desde la parte inferior, por ejemplo, en máquinas herramienta.
El ensamble vertical significa que la dirección del movimiento es vertical y el arco del radio de la cadena no toca el suelo ni el techo. Para el ensamble vertical, la cadena puede estar suspendida o ponerse en funcionamiento mientras está en posición vertical.
Los cables/mangueras deben fijarse en ambos extremos con los accesorios correspondientes y no deben tocar la cadena portacables.
¿De qué material están hechas las cadenas portacables?
Todos los materiales utilizados en LAPP para fabricar cadenas portacables son respetuosos con el medio ambiente (RoHS y WEEE). Las cadenas portacables se distinguen por los materiales utilizados en los eslabones de la cadena y los materiales empleados en los marcos transversales.
Por tanto, dividimos las cadenas en:
Las cadenas portacables de plástico son adecuadas para aplicaciones estándar versátiles en la gran mayoría de los entornos (incluidos exteriores) y también se utilizan para cargas elevadas en la cadena en ambientes húmedos y con aceite, o para recorridos largos. Con las cadenas portacables de plástico se alcanzan los valores más altos de velocidad y aceleración. Tanto las aplicaciones autoportantes como las deslizantes o con movimiento circular pueden realizarse con cadenas de plástico. Se fabrican a partir de un compuesto a base de poliamida (Brylon 6) y están disponibles como variante abierta o completamente cerrada.
Por cierto: LAPP también ofrece cadenas portacables híbridas. En los sistemas híbridos, los tirantes del bastidor y las tapas protectoras son de aluminio. La combinación de plástico y aluminio contribuye dota a la cadena de una mayor rigidez/estabilidad y resistencia a entornos agresivos. Las cadenas portacables híbridas están disponibles en variantes abiertas o totalmente cerradas.
Las cadenas portacables de acero son adecuadas para una amplia gama de aplicaciones y, especialmente, para entornos donde el plástico no es lo suficientemente resistente. Es el caso, por ejemplo, de los entornos con temperaturas extremas más o menos altas. Aquí es donde las cadenas de acero ofrecen una clara ventaja sobre las de plástico.
Opciones de configuración de una cadena portacables
La mayoría de los sistemas de cadenas portacables están equipados con una sola cadena. Sin embargo, también pueden tener varias cadenas del mismo modo. Si el número de cadenas es mayor que 1, estas pueden correr directamente una junto a la otra, en forma de anillo o en capas superpuestas. A menudo, la cadena tiene una dirección de movimiento constante y lineal, conocida como desplazamiento. En muchas aplicaciones, sin embargo, también se requieren rotaciones dentro de la cadena portacables, a veces de hasta 600°, y en estos casos solo pueden lograrse mediante una configuración multicadena. También existen innumerables opciones de configuración de cadenas para movimientos combinados, es decir, para desplazamientos y rotaciones.