Selección de polipastos eléctricos CD1 MD1 HC: velocidad y clase
Punto clave La selección completa de la serie de polipastos eléctricos requiere la correspondencia de tres parámetros técnicos fundamentales: la velocidad de elevación viene determinada por la velocidad del motor y la relación de transmisión del reductor (v=πD₀n/i·m), la clase de funcionamiento define el ciclo de trabajo JC (M3~M4 seleccionar 25%, M5 seleccionar 40%, M6 seleccionar 60%), y la multiplicidad del polipasto afecta al equilibrio entre la fuerza del cable y la velocidad de elevación (con m=2 la velocidad es alta y la fuerza baja; con m=4 la velocidad es baja y la fuerza alta). El modelo CD1 es adecuado para M3~M4, el MD1 para M4~M5 y el HC para M5~M6. Este artículo cubre los parámetros de selección y el proceso de cálculo para toda la serie de 1~20t.
El polipasto eléctrico es el componente de elevación más crítico de la grúa. Los polipastos eléctricos CD1/MD1/HC fabricados por Kelude Industrias Pesadas cubren toda la serie de 1~20t. Todos los productos se someten a ensayos de carga y pruebas de aislamiento antes de salir de fábrica. Los modelos CD1 (una velocidad), MD1 (dos velocidades) y HC (polipasto de caja cuadrada) cubren los niveles de clase de funcionamiento M3~M6. Una selección técnica adecuada requiere la correspondencia simultánea de tres dimensiones: velocidad de elevación, clase de funcionamiento y multiplicidad del polipasto, siendo todas ellas imprescindibles. Este artículo aborda, desde una perspectiva de ingeniería de diseño, el método de correspondencia de parámetros para la selección de toda la serie de polipastos eléctricos, incluyendo el proceso de cálculo completo.
Para consultar precios orientativos por tonelaje y preguntas frecuentes sobre la selección de polipastos eléctricos, consulte la guía de parámetros técnicos y selección del polipasto eléctrico de 5t y las preguntas frecuentes sobre precios de polipastos eléctricos. Para el cálculo de ingeniería detallado del mecanismo de elevación (cable de acero / tambor / motor), consulte el cálculo de ingeniería del mecanismo de elevación del polipasto eléctrico.
Diagrama estructural del polipasto eléctrico CD1/MD1
Comparativa de parámetros de selección de polipastos eléctricos CD1 / MD1 / HC
Velocidad de elevación: cálculo y selección
La velocidad de elevación v del polipasto eléctrico viene determinada por la velocidad del motor n, la relación de transmisión del reductor i, el diámetro del tambor D₀ y la multiplicidad del polipasto m: v=π×D₀×n/(i×m×60). Donde D₀ es el diámetro nominal del tambor (m), n es la velocidad nominal del motor (rpm), i es la relación de transmisión del reductor (en el modelo CD1, reductor de engranajes de tres etapas, aproximadamente 100~120), y m es la multiplicidad del polipasto. Un mismo motor combinado con diferentes relaciones de transmisión y multiplicidades puede cubrir un rango de velocidades desde 3.5m/min (carga pesada, baja velocidad) hasta 8m/min (carga ligera, alta velocidad).
Velocidades estándar por modelo: CD1 de una velocidad a 8m/min (1~5t); MD1 de dos velocidades a 8/0.8m/min (5t) o 7/0.7m/min (10t); HC de dos velocidades a 3.5/0.35m/min (16~20t). El modelo HC también puede equiparse con motor de frecuencia variable para lograr una regulación de velocidad continua de 0.5~8m/min. Principio de selección: si la prioridad es la eficiencia en operaciones de elevación frecuente, se elige la velocidad alta de 8m/min; si la prioridad es la seguridad en el ensamblaje de precisión con cargas pesadas, se elige la velocidad baja de 3.5m/min; si se necesitan ambas, se opta por el MD1 de dos velocidades.
Clase de funcionamiento y ciclo de trabajo
La clase de funcionamiento determina el ciclo de trabajo JC del motor (porcentaje de tiempo de funcionamiento dentro de un ciclo de trabajo). Para M3 (carga ligera, baja frecuencia) se selecciona JC=25%, con un tiempo de parada ≥3 veces el tiempo de funcionamiento después de cada operación; para M4 (carga media, frecuencia media) JC=25%; para M5 (carga media-pesada) JC=40%; para M6 (carga pesada, alta frecuencia) JC=60%. El modelo CD1 viene de serie con JC=25% (adecuado para M3~M4), el MD1 con JC=25%/40% (adecuado para M4~M5) y el HC con JC=40%/60% (adecuado para M5~M6).
Para un mismo motor, la potencia nominal de salida con JC=40% es aproximadamente un 15%~20% inferior a la de JC=25%, ya que un valor JC más alto requiere una mayor capacidad térmica para la disipación de calor. En ningún caso debe utilizarse un motor con JC=25% para condiciones de trabajo superiores a M5: el funcionamiento continuo provocaría el sobrecalentamiento y la quema del motor. Si se requiere una clase de funcionamiento superior, se debe seleccionar un motor de mayor potencia o sustituirlo por un polipasto de caja cuadrada tipo HC.
Multiplicidad del polipasto y fuerza del cable
La multiplicidad del polipasto m afecta directamente al equilibrio entre la fuerza del cable de acero y la velocidad de elevación. Con m=2 (dos cables), la fuerza del cable F≈(Q+q)/(2×η) y la velocidad de elevación v=2v₀ (siendo v₀ la velocidad lineal del tambor); con m=4 (cuatro cables), F≈(Q+q)/(4×η) y v=v₀/2. Para tonelajes pequeños de 1~10t se utiliza habitualmente m=2, que ofrece una estructura simple, menor coste y mayor velocidad; para tonelajes grandes de 10~20t se utiliza m=4, donde la fuerza del cable se reduce a la mitad, permitiendo una reducción de diámetro del cable de aproximadamente 1~2 especificaciones. Aunque el tamaño del polipasto y del tambor aumenta, la vida a fatiga por flexión del cable de acero se prolonga entre un 30% y un 50%.
Impacto de la multiplicidad del polipasto en el precio: m=4 requiere 2~4 poleas adicionales en comparación con m=2, lo que incrementa el coste de fabricación del polipasto en un 10%~15%, pero la reducción de diámetro del cable de acero disminuye los costes de sustitución posteriores. El diámetro del cable de acero se selecciona según la fuerza de rotura ≥F×n (para el nivel M5, n=5). El proceso de cálculo detallado se describe en el cálculo de ingeniería del mecanismo de elevación del polipasto eléctrico.
Parámetros de selección de las series CD1/MD1/HC
| Modelo | Capacidad de Elevación(t) | velocidad(m/min) | Motor(k W) | JCvalor | Clase de Funcionamiento |
|---|---|---|---|---|---|
| CD1 1t | 1 | 8 | 1.5 | 25% | M3~M4 |
| CD1 2t | 2 | 8 | 3.0 | 25% | M3~M4 |
| CD1 3t | 3 | 8 | 4.5 | 25% | M3~M4 |
| CD1/MD1 5t | 5 | 8/0.8 | 7.5 | 25%/40% | M4~M5 |
| MD1 10t | 10 | 7/0.7 | 13 | 40% | M4~M5 |
| MD1/HC 16t | 16 | 3.5/0.35 | 13 | 40% | M5~M6 |
| MD1/HC 20t | 20 | 3.5/0.35 | 18.5 | 40% | M5~M6 |
Durante la selección, tenga en cuenta que las velocidades indicadas en la tabla corresponden a la configuración estándar. Es posible ajustar la relación de transmisión del reductor para obtener velocidades no estándar según las necesidades del cliente. Kelude ofrece un servicio de personalización de velocidades no estándar; en todos los casos se recalculan el factor de seguridad del cable de acero y la capacidad térmica del motor. (Por ejemplo, reducir la velocidad de 8 m/min a 5 m/min en un modelo de 5 t para aumentar la capacidad de elevación). El polipasto de caja cuadrada HC puede equiparse opcionalmente con control de velocidad por frecuencia (requiere la incorporación de un variador de frecuencia y un encoder, con un incremento de precio aproximado del 20 % al 40 %). Cualquier selección de velocidad no estándar requiere recalcular el factor de seguridad del cable de acero y la capacidad térmica del motor.
Normas técnicas recomendadas
• JB/T 10220-2014 — Freno para polipasto eléctrico
• JB/T 10218-2014 — Motor de rotor cónico para polipasto eléctrico
• JB/T 10219-2014 — Reductor para polipasto eléctrico
Preguntas frecuentes sobre la selección del polipasto
P: ¿Cómo elegir entre los modelos CD1 y MD1?
R: Para aplicaciones de elevación convencionales, el CD1 (una velocidad, menor coste) es la opción adecuada. Si se requiere un posicionamiento preciso, el MD1 (dos velocidades, con velocidad lenta de 0,8 m/min para ajuste fino) es el más indicado. El polipasto de caja cuadrada HC está diseñado para aplicaciones de alta frecuencia con cargas elevadas (M5~M6); su precio es el más alto, pero su vida útil es la más prolongada.
P: ¿Es mejor una velocidad de elevación alta o baja?
R: Depende de las condiciones de trabajo. Para operaciones de elevación de alta frecuencia (más de cien ciclos diarios), se recomienda la velocidad alta de 8 m/min para maximizar la productividad. Para trabajos de ensamblaje de precisión con cargas pesadas, la velocidad baja de 3,5 m/min garantiza una mayor seguridad. El modelo MD1 de dos velocidades combina ambas opciones (8/0,8 m/min): la velocidad alta para elevación rápida y la velocidad baja para ajuste y posicionamiento fino.
P: ¿Qué es el ciclo de trabajo y qué ocurre si se elige incorrectamente?
R: El ciclo de trabajo se calcula como: tiempo de conexión / (tiempo de conexión + tiempo de desconexión) × 100 %. El CD1 estándar tiene un ciclo de trabajo del 25 %, lo que significa que el motor puede estar en funcionamiento como máximo el 25 % del tiempo del ciclo; no es apto para condiciones de trabajo superiores a M5. Si se utiliza un CD1 en aplicaciones de M5 (que requieren un ciclo de trabajo del 40 %), el motor puede sobrecalentarse y quemarse en un plazo de 30 a 60 minutos debido a una disipación de calor insuficiente.
P: ¿Cómo afecta la multiplicidad del polipasto al precio y a la vida útil?
R: Con m=4 se utilizan de 2 a 4 poleas adicionales en comparación con m=2, lo que incrementa el coste de fabricación del polipasto en un 10 %–15 %. Sin embargo, la tensión del cable de acero se reduce a la mitad, lo que permite disminuir el diámetro del cable en 1 o 2 especificaciones. La vida a fatiga por flexión del cable de acero aumenta entre un 30 % y un 50 %, lo que reduce el coste total de operación. Para cargas elevadas (≥10 t), se recomienda m=4.
