Cables de silicona para cadenas portacables industriales | Cables flexibles para máquinas CNC y sistemas de control de movimiento

Cables de silicona para cadenas portacables industriales | Cables flexibles para máquinas CNC y sistemas de control de movimiento

Referencia técnica — Selección de cables para cadenas portacables en sistemas CNC y de control de movimiento

¿Por qué los cables de las cadenas portacables fallan de forma diferente al resto de cables de una máquina?

Un cable instalado en un armario de control se estropea por el paso del tiempo, el calor o un error puntual durante la instalación. Un cable que circula por una cadena portacables se estropea por repetición — la misma flexión, miles de veces al día, millones de veces a lo largo de su vida útil. Eso cambia lo que realmente importa en las especificaciones. La temperatura nominal y la clase de tensión siguen siendo aplicables, pero rara vez son la causa de que un cable para cadena de arrastre se estropee prematuramente. Casi siempre, el fallo prematuro se debe a una de estas cinco variables que no tienen nada que ver con las cifras principales de la ficha técnica.

Esta página se estructura en torno a esas cinco variables, ya que acertar con ellas es más importante que cualquier dato técnico concreto.

Las cinco variables que determinan realmente la vida útil

1. Radio de curvatura en función del diseño real de la cadena, y no únicamente del valor mínimo especificado para el cable El radio mínimo de curvatura de un cable (normalmente 7,5 veces el diámetro exterior en el caso de las cadenas de arrastre, frente a 6 veces en el de las instalaciones fijas) es un límite mínimo, no un objetivo. Tender un cable con su radio mínimo absoluto en una cadena que además se retuerce o presenta un desgaste desigual de los eslabones acorta significativamente su vida útil en comparación con especificar una cadena de un tamaño superior y mantenerse holgadamente por encima del mínimo.

2. Índice de llenado dentro de la cadena Si se aprieta demasiado la cadena (normalmente por encima de un nivel de llenado de ~70-75%), los cables se enredan entre sí al flexionarse, lo que genera puntos de desgaste por fricción que no se detectan en un cálculo estático del radio de curvatura. Un llenado insuficiente desperdicia la capacidad de la cadena, pero rara vez provoca fallos; el llenado excesivo es el error más habitual y más perjudicial.

3. Toronado del conductor: este es el principal factor diferenciador oculto entre los cables “flexibles” y los “apto para cadenas portacables” Muchos cables que se comercializan como “flexibles” utilizan un conductor de hilos finos adecuado para flexiones ocasionales o para la instalación, pero no el trenzado ultrafino tipo “cuerda” necesario para soportar millones de ciclos recíprocos continuos. Esta es la diferencia que no aparece en las especificaciones de tensión o temperatura, pero que constituye la razón más habitual por la que un cable comercializado como «flexible» falla en aplicaciones con cadenas portacables mucho antes de lo esperado.

4. Carga de torsión, si la hubiera El desplazamiento rectilíneo de ida y vuelta y el desplazamiento combinado con torsión (habitual en algunos pórticos multieje) plantean problemas de fatiga distintos. Un cable homologado para un desplazamiento puramente recíproco en una cadena portacables no está automáticamente homologado para un servicio combinado de flexión y torsión; esto debe especificarse por separado si la aplicación incluye algún componente rotacional.

5. Resistencia a la abrasión de la camisa en los puntos de contacto con la cadena Incluso con un porcentaje de relleno adecuado, el desgaste de la cubierta en los puntos de contacto entre cable y cable o entre el cable y la pared de la cadena se acumula a lo largo de millones de ciclos. La resistencia a la abrasión del compuesto de la cubierta es más importante en este caso que en el de un cable que solo se flexiona ocasionalmente en un punto fijo.

Dónde se conecta este cable

Especifique un cable de silicona apto para cadenas portacables cuando:

• el cable discurre por un canaleta portacables o cadena de arrastre con un movimiento recíproco continuo (desplazamiento de los ejes CNC, sistemas de pórtico, lanzaderas de almacenamiento y recuperación automatizadas)
• Además, la aplicación exige una resistencia al calor superior a la que puede soportar un cable estándar para cadenas portacables de PUR o PVC (cerca de motores de husillo, en entornos de fabricación con altas temperaturas).

Un cable estándar de poliuretano (PUR) para cadenas portacables puede ser la opción más adecuada y económica cuando:

• la temperatura ambiente es moderada (dentro del rango de aplicación práctico del PUR) y la resistencia al calor no es el factor decisivo; por lo general, el PUR ofrece una mejor resistencia a la abrasión de la base por cada dólar invertido que la silicona en los rangos de temperatura en los que ambos materiales son viables
• La aplicación consiste en un movimiento alternativo puro, sin carga térmica combinada.

La silicona demuestra su utilidad especialmente cuando se dan simultáneamente un desplazamiento continuo de la cadena y un calor ambiental elevado o cercano al motor, y no solo por el esfuerzo que supone el desplazamiento de la cadena.

Construcción

Cable de silicona para cadena portacables frente a cable estándar de PUR para cadena portacables

Un caso práctico de diseño de cadenas, paso a paso

Se trata de un patrón recurrente que merece la pena describir de forma general, no de un proyecto concreto verificado: el cable del eje Z de una máquina CNC, que discurre a través de una cadena portacables compacta situada cerca de la carcasa del motor del husillo, presentaba grietas en la cubierta cuando se había completado aproximadamente un tercio de la vida útil prevista del cable. La investigación suele apuntar a una de dos causas en este tipo de casos: o bien el radio de curvatura de la cadena estaba cercano al mínimo absoluto del cable, en lugar de estar holgadamente por encima de él, o bien la exposición al calor cerca del husillo superaba la resistencia nominal de la cubierta original del cable (no resistente al calor). Confirmar el radio de curvatura real de la cadena y la temperatura de la carcasa del motor antes de volver a especificar el cable, en lugar de dar por sentado que el primer cable era simplemente defectuoso, es el paso de diagnóstico más eficaz.

Preguntas frecuentes

El cable de nuestra cadena de arrastre se ha averiado mucho antes de alcanzar su vida útil prevista. ¿Se trata de un cable defectuoso? No necesariamente. Las averías prematuras suelen deberse más a un radio de curvatura cercano al mínimo absoluto del cable, a un exceso de llenado de la cadena o a una exposición al calor no prevista que a un defecto de fabricación. El primer paso para el diagnóstico consiste en comprobar el radio de curvatura real una vez instalado y el índice de llenado de la cadena, y compararlos con los valores nominales del cable.

¿Cualquier cable de silicona “flexible” es adecuado para su uso en cadenas portacables? No. La flexibilidad necesaria para flexiones ocasionales y la resistencia a la fatiga específica para el uso en cadenas portacables son requisitos técnicos distintos. El uso en cadenas portacables requiere un trenzado de conductores ultrafino, tipo «rope-lay», específicamente homologado para millones de ciclos de flexión continuos; un cable de hilos finos diseñado para ofrecer flexibilidad general no está automáticamente homologado para este fin.

¿Nuestra aplicación requiere silicona, o bastaría con un cable de cadena portacables de PUR estándar? Si las temperaturas ambientales y las cercanas al motor se mantienen dentro del rango de aplicación del PUR, el cable estándar para cadenas portacables de PUR suele ser la opción más rentable. La silicona justifica su mayor coste especialmente cuando se dan simultáneamente un recorrido prolongado de la cadena y una exposición prolongada a altas temperaturas.

Nuestro eje de pórtico se desplaza y gira ligeramente; ¿afecta esto a los requisitos del cable? Sí. El esfuerzo combinado de flexión y torsión plantea un problema de fatiga distinto al del movimiento recíproco puro, y debe especificarse por separado: un cable homologado únicamente para el desplazamiento rectilíneo en una cadena de arrastre no está automáticamente homologado para soportar una carga torsional adicional.

¿En qué relación de relleno de la cadena debemos basar nuestro diseño? Un objetivo habitual es mantener el nivel de llenado por debajo de aproximadamente el 70-75% de la sección transversal interior de la cadena, aunque esto debe contrastarse con las instrucciones específicas del fabricante de la cadena, ya que la geometría interna de la cadena varía según la marca y el tamaño.

Lista de verificación de especificaciones para la oferta

1. Número de hilos, sección transversal y si la alimentación y la señal se transmiten por un mismo cable
2. Radio de curvatura real de la cadena (no solo el valor mínimo indicado para el cable)
3. Longitud del recorrido y frecuencia de los ciclos (ciclos por minuto/hora, si se conoce)
4. Temperatura ambiente y temperatura cerca del motor en el punto de instalación
5. Si el recorrido incluye algún componente de torsión o giro

[Solicitar presupuesto]  ·  [Consulta a un ingeniero antes de definir las especificaciones]  ·