Guía de selección de viga I para polipasto eléctrico 0.5t a 20t
Conclusión clave: La selección de la viga en I para el polipasto eléctrico debe cumplir simultáneamente dos condiciones: el ancho del ala (compatible con la trocha del carro) y la resistencia a la flexión (capacidad de elevación + peso propio del polipasto). Según la norma 05G359-3: para 0,5 t se usa I16~I22a (distancia entre puntos de izaje de 4,2~9 m), para 1 t I16~I25a, para 2 t I22a~I32a, para 3 t I32a~I40a, para 5 t I50a, para 10 t I56a~I63a (todo incluye el peso propio del polipasto). Las capacidades de 16 t/20 t exceden el alcance del catálogo y requieren cálculo individual según GB 50017. Tras la selección, es obligatoria la verificación de resistencia y deflexión.
El polipasto eléctrico se desplaza sobre un riel de viga I, y la correcta selección de la viga es determinante para la seguridad operativa y la vida útil del equipo. Si se elige una viga insuficiente, esta puede deformarse por falta de capacidad de carga, e incluso provocar accidentes por caída; si se sobredimensiona, se incurre en costes innecesarios y el ancho del ala puede no ser compatible con el carro del polipasto. Kelude, con años de experiencia en la fabricación e instalación de polipastos eléctricos, ha recopilado las especificaciones recomendadas de viga en I para cada capacidad de elevación, explicando la lógica de verificación detrás de cada selección para que el usuario acierte a la primera.
Tabla comparativa de selección de viga en I por capacidad de elevación
La siguiente tabla muestra las especificaciones recomendadas de viga en I para polipastos eléctricos tipo CD1/MD1 en vanos estándar (6~12 m). La selección definitiva debe confirmarse mediante verificación de resistencia y deflexión considerando la luz, capacidad de elevación, peso propio del polipasto y factor de carga dinámica. El acero de la viga es Q235B (≈S235JR), el único material disponible en vigas en I laminadas en caliente según norma nacional.
Fuente de datos: Tabla 1 de la norma 05G359-3 «Carriles para equipos de transporte suspendidos», aplicable a polipastos eléctricos con capacidad nominal ≤10 t, con carril recto simplemente apoyado.
| Viga en IModelo | ala Ancho(mm) | sección transversal Altura(mm) | 05G359-3 Admisiblecarga concentradavalor característico [F] (k N) | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| l=4.2m | l=4.8m | l=5.4m | l=6.0m | l=7.5m | l=9.0m | |||
| I16 | 88 | 160 | 12.24 | 10.30 | 7.94 | 6.22 | 3.52 | 1.97 |
| I18 | 94 | 180 | 15.13 | 13.87 | 11.86 | 9.37 | 5.45 | 3.22 |
| I20a | 100 | 200 | 18.05 | 16.65 | 15.44 | 13.61 | 8.08 | 4.96 |
| I22a | 110 | 220 | 23.06 | 20.16 | 18.79 | 17.56 | 11.92 | 7.51 |
| I25a | 116 | 250 | 27.73 | — | — | 22.57 | 18.10 | 11.68 |
| I28a | 122 | 280 | — | — | — | 26.27 | 21.51 | 16.80 |
| I32a | 130 | 320 | 33.20 | 31.49 | — | 33.20 | 29.19 | 23.18 |
| I36a | 136 | 360 | 39.03 | 37.17 | — | 39.03 | 34.40 | 28.93 |
| I40a | 142 | 400 | 41.54 | 39.72 | — | 41.54 | 37.24 | 33.61 |
| I45a | 150 | 450 | 53.92 | 48.69 | — | 53.92 | 45.84 | 41.65 |
| I50a | 158 | 500 | 65.79 | 63.15 | — | 65.79 | 58.70 | 54.15 |
| I56a | 166 | 560 | 110.3 | 71.76 | — | 110.3 | 68.01 | 62.42 |
| I63a | 176 | 630 | 116.2 | 115.8 | — | 116.2 | 115.1 | 72.69 |
Nota: ① l = luz de cálculo del carril (es decir, distancia entre puntos de izaje); ② [F] ya incluye el peso propio del polipasto eléctrico + la carga nominal; ③ "—" indica que esa condición de operación no está recogida en el catálogo (capacidad insuficiente o no económica); ④ El campo de aplicación de la norma 05G359-3 es para polipastos eléctricos de ≤10 t; para 16 t/20 t se requiere un cálculo específico.
Selección recomendada según norma 05G359-3 (modelo CD1)
| Polipasto Capacidad de carga | Carga total Fk(k N) | Punto de izaje Separación4.2m | Punto de izaje Separación6.0m | Punto de izaje Separación7.5m | Punto de izaje Separación9.0m |
|---|---|---|---|---|---|
| 0.5t | 5.6 | I16 | I16 | I20a | I22a |
| 1t | 11.2 | I16 | I20a | I22a | I25a |
| 2t | 21.7 | I22a | I25a | I32a | I32a |
| 3t | 32.9 | I32a | I32a | I36a | I40a |
| 5t | 54.0 | I50a | I50a | I50a | I50a |
| 10t | 106.9 | I56a | I56a | I63a | Fuera de alcance |
| 16t* | 170.7 | Exceso05G359-3Fuera de alcance, Según GB 50017Cálculo independiente | |||
| 20t* | 213.9 | Exceso05G359-3Fuera de alcance, Según GB 50017Cálculo independiente | |||
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 0,5 t?
Según la norma 05G359-3, se recomienda I16~I22a. La carga total de un polipasto eléctrico de 0,5 t es de aproximadamente 5,6 kN (incluido el peso propio). Con una distancia entre puntos de izaje de 4,2 m, se puede utilizar I16 ([F]=12,24 kN); para 6,0 m, también I16 ([F]=6,22 kN); para 7,5 m, se requiere I20a ([F]=8,08 kN); y para 9,0 m, I22a ([F]=7,51 kN). El ancho del ala, de 88 a 110 mm, es compatible con el carro del polipasto. La I16 es la especificación mínima; el material de la viga en I es Q235B, y debe instalarse un tope en el extremo del carril.
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 1 t?
Según la norma 05G359-3, se recomienda I20a~I25a. La carga total de un polipasto eléctrico de 1 t es de aproximadamente 11,2 kN (incluido el peso propio). Con una distancia entre puntos de izaje de 4,2 m, se puede utilizar I16 ([F]=12,24 kN > 11,2 kN); para 6,0 m, se requiere I20a ([F]=13,61 kN); para 7,5 m, I22a ([F]=11,92 kN); y para 9,0 m, I25a ([F]=11,68 kN). El ancho del ala es de 100 a 116 mm.
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 2 t?
Según la norma 05G359-3, se recomienda I22a~I32a. La carga total de un polipasto eléctrico de 2 t es de aproximadamente 21,7 kN (incluido el peso propio). Con una distancia entre puntos de izaje de 4,2 m, se puede utilizar I22a ([F]=23,06 kN); para 6,0 m, I25a ([F]=22,57 kN); para 7,5 m, se requiere I32a ([F]=29,19 kN); y para 9,0 m, I32a ([F]=23,18 kN). El ancho del ala es de 110 a 130 mm.
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 3 t?
Según la norma 05G359-3, se recomienda I32a~I40a. La carga total de un polipasto eléctrico de 3 t es de aproximadamente 32,9 kN (incluido el peso propio). Con una distancia entre puntos de izaje de 4,2 m, se puede utilizar I32a ([F]=33,20 kN); para 6,0 m, I32a ([F]=33,20 kN); para 7,5 m, se requiere I36a ([F]=34,40 kN); y para 9,0 m, I40a ([F]=33,61 kN). El polipasto de 3 t se encuentra en el umbral de tonelaje para equipos especiales; la instalación del carril debe ser realizada por una empresa cualificada.
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 5 t?
Según la norma 05G359-3, se recomienda I50a. La carga total de un polipasto eléctrico de 5 t es de aproximadamente 54,0 kN (incluido el peso propio). Con una distancia entre puntos de izaje de 4,2 m, se puede utilizar I50a ([F]=65,79 kN); para 6,0 m, I50a ([F]=65,79 kN); para 7,5 m, I50a ([F]=58,70 kN); y para 9,0 m, I50a ([F]=54,15 kN). La viga I50a tiene un ancho de ala de 158 mm y una altura de sección de 500 mm; debe verificarse que la trocha del carro del polipasto sea compatible.
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 10 t?
Según la norma 05G359-3, se recomienda I56a~I63a. La carga total de un polipasto eléctrico de 10 t es de aproximadamente 106,9 kN (incluido el peso propio). Con una distancia entre puntos de izaje de 4,2 m, se puede utilizar I56a ([F]=110,3 kN); para 6,0 m, I56a ([F]=110,3 kN); para 7,5 m, se requiere I63a ([F]=115,1 kN); y para 9,0 m, queda fuera del alcance de la norma.
¿Qué viga en I se necesita para un polipasto eléctrico de 16 t o 20 t?
Queda fuera del campo de aplicación de la norma 05G359-3; se requiere un cálculo individual. La carga total para 16 t es de aproximadamente 170,7 kN, y para 20 t, de aproximadamente 213,7 kN. Solución recomendada: ① aumentar los puntos de izaje para reducir la distancia a 3~4 m; ② utilizar una sección transversal compuesta soldada en forma de I; ③ o seleccionar una viga en H y realizar la verificación correspondiente. El diseño del carril debe ser realizado por un ingeniero cualificado en diseño de estructura de acero, calculado según la norma GB 50017-2017.
Método de verificación de selección de la viga en I
La selección de la viga en I no debe basarse únicamente en la tabla comparativa de tonelajes; es imprescindible realizar una verificación mecánica. Los tres indicadores clave de la verificación son la resistencia a flexión, la tensión cortante y la deflexión.
Fórmulas de verificación
Momento flector máximo: Mmáx = μ × (Q + G0) × L / 4 (carga puntual, viga simplemente apoyada; μ=1,05 es el coeficiente dinámico, según GB 50017-2017)
Tensión de flexión: σ = Mmáx / Wx ≤ f (la viga en I laminada en caliente solo está disponible en Q235B, f=215 MPa; Q355B se utiliza para secciones transversales compuestas soldadas)
Deflexión en el centro del vano: fmáx = (Q + G0) × L³ / (48 × E × I) ≤ L/600 (para polipasto eléctrico con régimen de trabajo ligero o medio; para polipasto manual, se toma L/400)
Donde: Q = Capacidad de Elevación (N), G₀ = peso propio del polipasto y del carro (N), L = Luz (mm), Wx = módulo de sección (mm³), E = Módulo de Elasticidad (2,06×10⁵ MPa), I = momento de inercia (mm⁴)
Ejemplo: Polipasto eléctrico de 5 t (peso propio 500 kg, carga total 5,5 t ≈ 53900 N, coeficiente dinámico μ=1,05), distancia entre puntos de izaje de 4,2 m (4200 mm) según la norma 05G359-3, se selecciona una viga en I I50a (Wx=1860×10³ mm³, I=46500×10⁴ mm⁴). El cálculo da Mmáx=1,05×53900×4200/4=59,4×10⁶ N·mm, σ=59,4×10⁶/1860×10³=31,9 MPa ≤ 215 MPa. La deflexión f=1,05×53900×4200³/(48×2,06×10⁵×46500×10⁴)=0,46 mm, L/600=7,0 mm, la deflexión es admisible. Nota: la fórmula anterior es un modelo simplificado de carga puntual; en la práctica, el polipasto eléctrico se desplaza sobre dos ruedas, por lo que para una verificación precisa se recomienda utilizar un modelo de carga de dos ruedas o consultar directamente el valor [F] de la tabla 1 de la norma 05G359-3 para la selección.
Aviso importante
• Las especificaciones recomendadas corresponden al polipasto eléctrico estándar tipo CD1/MD1; antes de la selección, verifique siempre los planos de instalación del polipasto.
• La distancia entre puntos de izaje se refiere a la separación entre dos varillas de suspensión contiguas; la longitud total del carril puede ampliarse añadiendo más puntos de izaje.
• Desviaciones admisibles en la instalación del carril: rectitud ≤1,5 mm/m, nivelación ≤L/1000, desviación de trocha ±3 mm.
• Las conexiones de la viga en I deben evitar la zona del centro del vano; el cordón de soldadura debe someterse al 100% a ensayo por ultrasonidos.
• En carriles suspendidos, deben verificarse simultáneamente la resistencia de la varilla de suspensión y la capacidad de carga de la estructura del tejado.
• La instalación de carriles que implique equipos especiales (≥3 t y altura ≥2 m) debe ser ejecutada por empresas cualificadas.
Preguntas frecuentes sobre la viga en I para polipasto eléctrico
P: ¿Existe la viga en I en material Q355B?
R: La viga en I laminada en caliente (GB/T 706-2016) solo está disponible en Q235B, con un límite elástico ≥235 MPa y una resistencia de diseño a flexión de f=215 MPa. Si la tensión calculada supera los 215 MPa, debe aumentarse el modelo de la viga en I en lugar de cambiar el material. El Q355B se utiliza para secciones transversales soldadas o vigas en H.
P: ¿Qué hacer si la luz de la viga en I es insuficiente?
R: Cuando la luz supere el campo de aplicación, se puede optar por: ① aumentar el modelo de la viga en I; ② utilizar una sección transversal soldada; ③ reducir la distancia entre varillas de suspensión añadiendo puntos de apoyo; ④ añadir soportes de columna en el centro del vano. Las opciones ③ y ④ requieren reevaluar la capacidad de carga de la estructura de la nave industrial.
P: ¿Pueden intercambiarse la viga en I y la viga en H?
R: No se recomienda el intercambio directo. El ala de la viga en I tiene una inclinación (1:6~1:10), y la superficie de rodadura de la rueda del polipasto eléctrico está diseñada según esa inclinación. Sustituirla por una viga en H provocaría un contacto lineal entre la rueda y el ala, acelerando el desgaste de ruedas y generando un funcionamiento inestable. La viga en I sigue siendo la opción preferente.
P: ¿Qué hacer si la distancia entre puntos de izaje supera los 9 m?
R: La norma 05G359-3 cubre un máximo de 9,0 m. Para luces mayores se puede: ① añadir puntos de izaje intermedios para reducir la distancia; ② utilizar vigas de sección transversal soldada en lugar de viga en I laminada; ③ optar por un sistema de doble carril suspendido. La opción ① es la más económica, pero debe verificarse la capacidad de carga de la estructura del tejado.
