Cable de acero para polipasto eléctrico 0.5t-20t
Al elegir o sustituir el cable de acero de un polipasto eléctrico, el mayor riesgo es equivocarse de diámetro o especificación. Este artículo ofrece la tabla comparativa completa de diámetros, estructuras, multiplicidades y fuerzas mínimas de rotura del cable de acero para la gama completa de 0,5t a 20t, y explica la lógica de cálculo del factor de seguridad, el significado de la estructura y las reglas de correspondencia con el tambor y la polea. Al terminar la lectura, podrá seleccionar el cable por sí mismo consultando la tabla, sin necesidad de revisar tres o cuatro manuales de normas.
El cable de acero del polipasto eléctrico es uno de los componentes portantes más críticos de toda la máquina, ya que incide directamente en la seguridad del izaje y en la vida útil del equipo. A la hora de seleccionarlo, no basta con considerar la capacidad nominal del polipasto; también hay que tener en cuenta la multiplicidad, la construcción del cable, la fuerza de rotura y la correspondencia con el tambor y la polea. Este artículo se basa en las normas GB/T 8918-2006 «Cables de acero para usos importantes», ISO 4301 / FEM 1.001 «Especificación de diseño de grúas» y JB/T 9008.1-2014 «Polipasto eléctrico, parte 1: tipos y parámetros básicos», y presenta los datos completos de selección del cable de acero para la gama completa de 0,5t a 20t de los polipastos eléctricos tipo CD1/MD1, explicando punto por punto la base de selección.
Parámetros básicos del polipasto eléctrico CD1/MD1
Antes de abordar el cable de acero, conviene conocer la velocidad de elevación y la potencia del motor de los polipastos eléctricos de las series CD1/MD1. Los mecanismos de elevación de los polipastos de distintas capacidades se diseñan de forma diferente, lo que influye directamente en el cálculo de esfuerzos del cable de acero.
| Especificación(t) | Modelo | Velocidad de Elevación(m/min) | potencia del motor(k W) |
|---|---|---|---|
| 0.5 | CD1 0.5t | 8 | 0.8 |
| 1 | CD1 1t | 8 | 1.5 |
| 2 | CD1 2t | 8 | 3.0 |
| 3 | CD1 3t | 8 | 4.5 |
| 5 | CD1 5t | 8 | 7.5 |
| 10 | CD1 10t | 7 | 13 |
| 16 | CD1 16t | 3.5 | 18.5 |
| 20 | CD1 20t | 3.5 | 18.5 |
Nota: Para polipastos de gran tonelaje (10t y superior), se adopta una velocidad de elevación reducida (7 m/min o 3,5 m/min) con el fin de mejorar la estabilidad de control y la seguridad en condiciones de carga elevada y baja velocidad.
Tabla de selección comparativa del cable de acero para polipasto eléctrico (referencia clave)
La siguiente tabla resume el diámetro del cable de acero, la estructura, la multiplicidad y la fuerza mínima de rotura correspondientes a polipastos eléctricos de 0,5 t a 20 t. Constituye la tabla de referencia esencial para el proceso de selección.
| Polipasto Especificación(t) | diámetro del cable de acero(mm) | Construcción del cable | Multiplicidad | fuerza mínima de rotura(k N) |
|---|---|---|---|---|
| 0.5 | 4.8~6.2 | 6×37+FC | 2/1 | ≥18 |
| 1 | 7.7~8 | 6×37+FC | 2 | ≥35 |
| 2 | 11~12 | 6×37+FC | 2 | ≥65 |
| 3 | 13~14 | 6×37+FC | 2 | ≥90 |
| 5 | 15~16 | 6×37+FC | 2 | ≥120 |
| 8* | 15~16 | 6×37+FC | 4 | ≥120 |
| 10 | 15~16 | 6×37+FC | 4 | ≥120 |
| 16 | 20~22 | 6×37+FC | 4 | ≥220 |
| 20 | 24~26 | 6×37+FC | 4 | ≥320 |
* 8t es una especificación no estándar de uso común; la configuración del cable de acero es la misma que para 10t (la diferencia en la multiplicidad permite lograr diferentes capacidades de elevación).
Consulta rápida del cable de acero para polipastos eléctricos por capacidad
A continuación, las respuestas rápidas sobre el diámetro del cable de acero para polipastos eléctricos de 0.5t a 20t. Cada pregunta se presenta de forma independiente para facilitar la consulta:
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 0.5t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 0.5t utiliza un cable de acero de 4.8~6.2 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 2/1, con una fuerza mínima de rotura ≥18kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 1t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 1t utiliza un cable de acero de 7.7~8 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 2, con una fuerza mínima de rotura ≥35kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 2t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 2t utiliza un cable de acero de 11~12 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 2, con una fuerza mínima de rotura ≥65kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 3t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 3t utiliza un cable de acero de 13~14 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 2, con una fuerza mínima de rotura ≥90kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 5t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 5t utiliza un cable de acero de 15~16 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 2, con una fuerza mínima de rotura ≥120kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 8t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 8t utiliza un cable de acero de 15~16 mm (mismo diámetro que el de 10t, logrando diferentes capacidades de elevación mediante la multiplicidad), estructura 6×37+FC, multiplicidad 4, con una fuerza mínima de rotura ≥120kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 10t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 10t utiliza un cable de acero de 15~16 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 4, con una fuerza mínima de rotura ≥120kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 16t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 16t utiliza un cable de acero de 20~22 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 4, con una fuerza mínima de rotura ≥220kN.
¿Qué cable de acero utiliza un polipasto eléctrico de 20t?
R: El polipasto eléctrico CD1 de 20t utiliza un cable de acero de 24~26 mm, estructura 6×37+FC, multiplicidad 4, con una fuerza mínima de rotura ≥320kN.
¿Por qué este diámetro? La lógica de cálculo con factor de seguridad ≥ 5
La determinación del diámetro del cable de acero se basa fundamentalmente en cumplir el requisito de un factor de seguridad ≥ 5 (según la norma ISO 4301 / FEM 1.001, el factor de seguridad del cable de acero para polipastos eléctricos de los niveles M4~M5 no debe ser inferior a 5). La fórmula de cálculo es:
Donde la tracción soportada por un solo cable = (Carga nominal × aceleración de la gravedad g) ÷ Multiplicidad.
Ejemplo con un polipasto eléctrico de 5t:
Peso: 5000 × 9.8 = 49,000 N = 49 kN
Multiplicidad: 2 (dos cables comparten la carga)
Tracción por cable: 49 ÷ 2 = 24.5 kN
Fuerza mínima de rotura del cable (15~16mm): ≥120 kN
Factor de seguridad real: 120 ÷ 24.5 ≈ 4.9 ≈ 5
Ejemplo con un polipasto eléctrico de 10t:
Peso: 10000 × 9.8 = 98.000 N = 98 kN
Multiplicidad: 4 (cuatro cables reparten la carga)
Esfuerzo por cable: 98 ÷ 4 = 24,5 kN
Fuerza mínima de rotura del cable (15~16 mm): ≥120 kN
Factor de seguridad real: 120 ÷ 24,5 ≈ 4,9 ≈ 5
De los dos ejemplos anteriores se desprende claramente la lógica de diseño: aunque las cargas nominales de 5t y 10t difieren, el esfuerzo máximo por cable se mantiene en ambos casos en torno a 24,5 kN —en el equipo de 5t se logra con una multiplicidad de 2, y en el de 10t con una multiplicidad de 4, lo que permite estandarizar el diseño del cable y del tambor. Este es el principio de «normalización» en ingeniería: utilizar un mismo cable de acero (15~16 mm) y ajustar la multiplicidad para cubrir distintas capacidades de carga.
Construcción del cable: ¿qué significa 6×37+FC?
En la tabla comparativa se indica la construcción del cable como 6×37+FC. Esta designación es el estándar internacional para identificar cables de acero y su significado es el siguiente:
| Marcado | Significado | Descripción |
|---|---|---|
| 6 | 6 Cordón | Cable de Acero Compuesto por 6 Cordón Alambre de acero Alrededor dealma del cable Torcido |
| 37 | Cada cordón 37 Alambre de acero | Cada cordón compuesto por 37 alambres de diferentes diámetros Alambre de acero Torcido en capas(1+6+12+18 estructura) |
| FC | Fibraalma del cable(Fiber Core) | Fabricado con fibra natural o sintética, Función de almacenamiento de aceite Lubricacióny soporte |
Número total de alambres en el cable completo = 6 × 37 = 222. La construcción 6×37+FC pertenece a la estructura de contacto lineal de múltiples alambres, donde la superficie de contacto entre alambres es amplia y la tensión se distribuye uniformemente, ofreciendo las siguientes características:
- Excelente flexibilidad — Buen comportamiento a la flexión, adecuado para condiciones de operación con tambor de pequeño diámetro en polipastos eléctricos con ciclos frecuentes de elevación y descenso.
- Resistencia al desgaste moderada — Aplicable a entornos industriales generales; en condiciones severas como polvo o humedad, se recomienda optar por 6×37+IWR (variante con alma metálica independiente).
- Coste controlado — El alma de fibra (FC) resulta entre un 30% y un 40% más económica que el alma metálica, siendo la opción más habitual en el sector del polipasto eléctrico.
¿Qué es la multiplicidad y cómo influye en la selección del cable de acero?
La multiplicidad (también denominada número de ramales) hace referencia al número de ramales del cable de acero que pasan por la polea móvil en el mecanismo de elevación, es decir, la cantidad de cables que soportan la carga. Cuanto mayor es la multiplicidad, menor es la tracción que soporta cada ramal, lo que permite reducir el diámetro del cable de acero en consecuencia.
Configuración típica de multiplicidad en polipastos eléctricos:
| Polipasto Especificación | Multiplicidad | diámetro del cable de acero | Lógica de carga |
|---|---|---|---|
| 0.5t | 2/1(Conmutable) | 4.8~6.2mm | Cable simple o doble, Flexibilidad en baja capacidadconfiguración |
| 1t ~ 5t | 2 | 7.7~16mm | Reparto de carga con cable doble, Diámetro del cable Incremento según capacidad |
| 8t ~ 20t | 4 | 15~26mm | Reparto de carga con cuatro cables, Control de carga por cable |
Nota sobre un parámetro de diseño clave: En la tabla de selección anterior se observa que los modelos de 5t (multiplicidad 2) y 10t (multiplicidad 4) utilizan exactamente el mismo diámetro de cable de acero (15~16 mm) y la misma fuerza de rotura (≥120 kN). Esto se debe a que la multiplicidad del polipasto de 10t es el doble que la del de 5t, por lo que la carga por cable es prácticamente idéntica (24,5 kN en ambos casos). Esta estrategia de diseño reduce eficazmente la variedad de repuestos: si una planta dispone de polipastos de 5t y 10t, el cable de acero es intercambiable.
Relación entre el diámetro del cable y el del tambor y la polea (relación D/d)
Para seleccionar el cable de acero no basta con comprobar que la fuerza de rotura sea suficiente; también es imprescindible ajustar el diámetro del tambor y de la polea. La norma ISO 4301 / FEM 1.001 establece claramente:
Diámetro de la polea D₂ ≥ 20,0 × d (diámetro del cable)
La relación D/d (cociente entre el diámetro del tambor o de la polea y el diámetro del cable) es el parámetro clave que determina la vida a fatiga por flexión del cable. Cuanto menor sea esta relación, más pronunciada será la curvatura del cable y, por tanto, más corta su vida a fatiga.
Diámetros mínimos de tambor y polea según capacidad
| Polipasto Especificación | diámetro del cable de acero d | Tambormínimo Diámetro(22.4d) | Poleamínimo Diámetro(20d) |
|---|---|---|---|
| 0.5t | 5.5mm(Valor medio) | ≥124 mm | ≥110 mm |
| 1t | 8mm | ≥180 mm | ≥160 mm |
| 2t | 11.5mm | ≥258 mm | ≥230 mm |
| 3t | 13.5mm | ≥303 mm | ≥270 mm |
| 5t | 15.5mm | ≥348 mm | ≥310 mm |
| 10t | 15.5mm | ≥348 mm | ≥310 mm |
| 16t | 21mm | ≥471 mm | ≥420 mm |
| 20t | 25mm | ≥560 mm | ≥500 mm |
¿Por qué es tan importante la relación D/d? El cable de acero se enrolla y desenrolla repetidamente en el tambor y se dobla continuamente al pasar por las poleas. Cuanto menor es la relación D/d, mayor es el deslizamiento entre los cordones y la tensión de compresión, lo que determina directamente la vida útil del cable de acero. Los datos empíricos muestran que, cuando D/d se reduce de 25 a 20, la vida a fatiga por flexión del cable de acero disminuye aproximadamente un 30%~40%. Por lo tanto, está estrictamente prohibido sacrificar la relación D/d para reducir el tamaño del tambor.
7. Normas relacionadas
La selección del cable de acero para polipastos eléctricos está regulada por las siguientes normas nacionales e internacionales. Se recomienda utilizarlas como referencia durante la compra y la inspección de aceptación:
- ISO 4301 — Norma de diseño de grúas: establece los requisitos de D≥22.4d para el tambor y D≥20d para las poleas, así como los factores de seguridad exigidos.
- ISO 4309 — Grúas. Mantenimiento, inspección y desecho del cable de acero: guía para la inspección diaria, la lubricación y los criterios de desecho.
- FEM 1.001 — Vocabulario y clasificación de grúas: define los tipos y parámetros básicos de los polipastos eléctricos.
- GB/T 8918-2006 — Cables de acero para usos importantes: especifica los requisitos técnicos, el método de ensayo y la norma de aceptación del cable.
8. Resumen de recomendaciones de selección
Puntos clave de selección del cable de acero para polipasto eléctrico
- El método de consulta de tablas es el más fiable: consulte directamente la tabla comparativa según el tonelaje y la multiplicidad del polipasto. Toda la gama de 0.5t a 20t tiene datos correspondientes, sin necesidad de cálculos propios.
- El factor de seguridad ≥5 es el límite mínimo: tras la selección, verifique siempre que la carga por cable individual ÷ fuerza de rotura ≥ 5. No elija una especificación inferior para ahorrar costes.
- La construcción del cable debe ser uniformemente 6×37+FC: es la opción universal para toda la gama. El alma de fibra (FC) ofrece buena flexibilidad y una excelente relación calidad-precio; en entornos severos, sustituya por alma metálica (IWR).
- La multiplicidad determina la carga por cable: para gran tonelaje, se aumenta la multiplicidad en lugar de engrosar el diámetro del cable para distribuir la carga. Esta es la lógica de diseño estándar.
- La relación D/d no debe comprimirse: tambor D≥22.4d y polea D≥20d. Reducir estos valores ahorra espacio, pero la vida útil disminuye notablemente.
- Inspección diaria según la norma: inspección visual mensual, medición del diámetro trimestral, y rechazo inmediato si la rotura de alambres supera el 10%. La seguridad es lo primero.
— Fin del artículo —
Datos elaborados según GB/T 8918-2006, ISO 4301, ISO 4309 e FEM 1.001, como referencia técnica para la selección.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cada cuánto tiempo debe reemplazarse el cable de acero de un polipasto eléctrico?
R: No existe un intervalo de reemplazo fijo, ya que depende de la frecuencia de uso, el factor de carga y las condiciones de operación. Según la norma ISO 4309: cuando el número de alambres rotos dentro de un paso de cableado alcanza el 10% del total, o el desgaste del diámetro supera el 7%, o se observa retorcimiento o corrosión severa, el cable debe desecharse y reemplazarse. Se recomienda realizar una inspección visual mensual y una medición del diámetro trimestral.
P: ¿Puedo sustituir el cable por uno de mayor diámetro?
R: No se recomienda aumentar el diámetro por cuenta propia. Al incrementar el diámetro del cable, la relación D/d del tambor y las poleas disminuye proporcionalmente, lo que acelera el daño por fatiga. Además, un cable más grueso puede exceder la capacidad de la garganta del tambor, provocando una mala disposición de las espiras y deformación por compresión. Si se necesita un mayor factor de seguridad, debe ajustarse la multiplicidad o elegir un cable con mayor fuerza de rotura, en lugar de simplemente aumentar el diámetro.
P: ¿Cuál es la diferencia entre 6×37+FC y 6×19+FC?
R: El cable 6×37+FC tiene 37 alambres por cordón, lo que le confiere una estructura de alambres finos y múltiples, mejor flexibilidad y aptitud para tambores de diámetro reducido. El cable 6×19+FC tiene 19 alambres por cordón, con alambres más gruesos, mayor resistencia al desgaste pero menor capacidad de flexión. Dado que el diámetro del tambor en los polipastos eléctricos es relativamente pequeño, se utiliza uniformemente la construcción 6×37+FC.
P: ¿Puedo seguir utilizando el cable de acero si presenta rotura de alambres en la superficie?
R: Depende del número y la posición de los alambres rotos. Según la norma ISO 4309: dentro de un paso de cableado (aproximadamente 6.5 veces el diámetro del cable), si el número de alambres rotos supera el 10% del total, el cable debe desecharse. Por ejemplo, un cable 6×37+FC de 15 mm de diámetro tiene un total de 222 alambres; si en un paso de cableado se superan los 22 alambres rotos, debe reemplazarse. Si las roturas se concentran en un mismo cordón o cerca de la conexión del extremo, el peligro es mayor y se recomienda sustituir el cable incluso con pocos alambres rotos.
