Cadena de potencia para máquina-herramienta: secciones y carga

Qué significa cadena de potencia en la práctica de la máquina-herramienta

La cadena de potencia es la parte del portacables que lleva los conductores que hacen el trabajo real: cables de motor de servo, cables de husillo, líneas de freno y alimentaciones auxiliares. Los conductores de señal —encoder, sensor de temperatura, detector de proximidad— viajan en la misma cadena pero no deben compartir compartimento. La razón no es estética: es calor, ruido electromagnético y carga mecánica, tres problemas que se comportan de forma distinta en un cable de motor de 35 mm² que en un par de encoder de 0,2 mm².

Por qué la cadena se dimensiona por conductores, no por cables

Casi todas las consultas describen la cadena por el número de cables. Es la unidad equivocada. Dos cables de husillo de 16 mm² llevan mucho más cobre que seis cables de 1,5 mm², y es el cobre el que genera calor y resiste el doblez. Dimensione la cadena por la sección total de conductor, el diámetro exterior y la rigidez del conductor mayor.

Una cadena holgada en número de cables puede seguir sobrecargada en cobre. En caso de duda, indique la suma de secciones en milímetros cuadrados por compartimento: es la cifra que decide si el haz se calienta en un recorrido de treinta metros.

Reducción de ampacidad dentro de la cadena

Un cable de motor que admite 40 A al aire libre no lleva 40 A dentro de un portacables cerrado. La cadena es un conducto: el calor solo sale por las placas laterales y por los huecos entre eslabones, y la tasa de llenado determina cuánto aire se mueve. Tres factores reducen la corriente utilizable.

• Tasa de llenado. Por encima de aproximadamente el 40 % de la sección interior ocupada, el haz empieza a aislarse a sí mismo. Mantenga los compartimentos de potencia al 30 – 40 % cuando el servicio sea continuo.
• Agrupamiento. Cuatro conductores cargados uno al lado del otro se reducen mutuamente, y más cuando se tocan en toda su longitud, como ocurre en un portacables.
• Ambiente. Una cadena dentro del carenado trabaja a 45 – 55 °C, no a 25 °C. Pida la tabla de reducción del cable a la temperatura real, no la corriente de catálogo.

La consecuencia práctica: si un cable de husillo se especifica al límite de su ampacidad al aire, trabajará caliente dentro de la cadena; una funda de PVC o PUR caliente se endurece, se agrieta en la curva y deja la pantalla al descubierto. Subir una sección suele costar menos que cambiar un cable de husillo en una máquina ya instalada en el cliente.

Separar potencia y señal en la misma cadena

Llevar potencia y encoder en un mismo portacables es normal y aceptable, siempre que la separación sea física y no nominal.

• Use un separador vertical de al menos 2 mm entre potencia y señal, y fíjelo: un separador que se desplaza deja un hueco justo donde el haz se dobla.
• Lleve el cable de encoder apantallado con la pantalla conectada en el lado del variador y no confíe nunca en la cadena como pantalla.
• Mantenga un mínimo de 20 mm entre el compartimento de potencia y el de encoder en accionamientos por encima de 400 V.
• Coloque el conductor de protección en el compartimento de potencia y conecte el extremo fijo de la cadena al chasis de la máquina.

La mayoría de las alarmas falsas de encoder en máquinas-herramienta no son fallos del encoder, sino 3 mm de hueco entre dos compartimentos y cuarenta centímetros sin apantallar.

Adecuar la cadena al servicio de servo y husillo

Los ejes de servo y de husillo cargan la cadena de forma distinta y rara vez se sirven bien con la misma serie.

Ejes de servo

Aceleración alta, carrera corta y muchas inversiones. La carga dominante es la fatiga en la curva, así que el radio y la calidad de los pasadores importan más que la anchura. Mantenga el llenado por debajo del 40 % para que el cable de motor disipe calor durante el ciclado rápido.

Ejes de husillo en pórticos y máquinas de columna móvil

Carrera larga, haz pesado y un cable de husillo rígido por naturaleza. Aquí deciden la anchura interior, la carga por metro y el método de soporte. Un cable de husillo doblado una sola vez por debajo de su radio mínimo no falla de inmediato: falla al tercer mes, en el punto donde se comprimió la pantalla.

Cambiadores de herramienta y ejes auxiliares

Ciclos muy altos con carga baja. Use la serie más pequeña que cumpla el radio y compruebe la resistencia a ciclos, no la resistencia estática.

Reglas de montaje para conductores grandes

• Sujete el cable de motor en el extremo móvil con una abrazadera real, no con una brida pasada por un eslabón. Un cable de 35 mm² tirando de un eslabón ovaliza el alojamiento del pasador.
• Deje un 10 – 20 % de holgura dentro de la cadena para que el conductor nunca trabaje a tracción al final de la carrera.
• No apile nunca un cable de husillo rígido sobre cables de señal finos; ponga el conductor pesado en la parte inferior del compartimento.
• Respete el radio mínimo del propio cable, que en un cable de motor de 35 mm² suele ser de 6 a 8 veces su diámetro, mayor que el radio de cadena anunciado para ese tamaño.

Señales de fallo propias de las cadenas de potencia

Los conductores de potencia fallan de forma distinta a los de señal. Vigile una funda endurecida que ya no flexiona, una curva visiblemente aplanada, cobre roto dentro de una funda intacta tras flexiones repetidas y un variador que dispara por sobrecorriente solo tras una marcha larga a temperatura alta. Cualquiera de ellas indica que la cadena es corta en tasa de llenado o que el conductor se dobló por debajo de su radio desde el primer día.

Qué enviar para cotizar una cadena de potencia

• Lista de cables de motor y husillo con secciones, diámetros exteriores y tipo de pantalla
• Corriente continua, ciclo de servicio y temperatura ambiente dentro del carenado
• Carrera, velocidad, aceleración y orientación de montaje
• Líneas de encoder y sensores que deben compartir la cadena, con sus diámetros
• El radio de curvatura disponible y el método de soporte

SONDA fabrica cadenas de potencia de plástico e híbridas para ejes de máquina-herramienta, con separadores fijos, compartimentos apantallados y series que admiten altura y anchura interior de forma independiente. Envíe las secciones de conductor en lugar del número de cables y recibirá una cadena dimensionada para el calor, no solo para el espacio.