TL;DR
- La capacidad depende del diámetro de la cuerda, el diámetro del cuerpo del tambor, el diámetro de la brida, el ancho del tambor y las capas utilizables.
- Calcula el número de vueltas por capa dividiendo el ancho del tambor entre el diámetro de la cuerda y, a continuación, calcula la longitud de la cuerda capa por capa.
- Mantenga un margen de seguridad en la brida y permita un enrollado imperfecto.
- Verifique la tensión de la línea en cada capa, ya que esta disminuye a medida que aumenta el diámetro efectivo del tambor.
No calcule la capacidad del tambor basándose únicamente en la longitud de la cuerda. Un tambor de cabrestante que almacena suficiente cuerda puede resultar inadecuado si la fuerza de tracción de la primera capa, la fuerza de tracción de la capa superior, el ángulo de flotación, la altura de la brida, la relación de flexión de la cuerda o la calidad del enrollado no son seguras. La capacidad del tambor y el rendimiento del cabrestante deben comprobarse conjuntamente.
¿Qué medidas se necesitan para el cálculo?
Necesitas saber el diámetro del cable de acero, la longitud requerida del cable, el diámetro del tambor, el ancho útil del tambor, el diámetro de la brida, el tipo de ranura y el número de vueltas muertas que deben permanecer en el tambor.Sin estos datos, cualquier respuesta sobre la capacidad del tambor es solo una estimación aproximada.
| Aporte | Símbolo | Unidad típica | Por qué es importante |
|---|---|---|---|
| Diámetro del cable de acero | d | mm | Define los ajustes por capa y la altura de la capa. |
| Longitud de cuerda de trabajo requerida | L | m | Define el requisito de almacenamiento |
| Diámetro del barril del tambor | D0 | mm | Define la circunferencia de la primera capa y la flexión de la cuerda. |
| Ancho útil del tambor | W | mm | Define los pliegues a lo largo del tambor. |
| Diámetro de la brida | Df | mm | Limita la altura máxima segura de la capa de cuerda |
| envoltorios muertos | n | envolturas | Cuerda que permanece en el tambor y no puede considerarse como longitud de trabajo. |
Utilice el diámetro real del cable proporcionado por el proveedor. El cable de acero puede tener un diámetro ligeramente mayor que el nominal, y el cable compactado se comporta de manera diferente al de construcción estándar. Si el tambor utiliza ranurado Lebus o helicoidal, consulte al fabricante el paso de la ranura y el ancho útil. Para tambores sin ranurado, añada un margen mayor para compensar posibles imperfecciones en el enrollado.
¿Cuál es la fórmula paso a paso para calcular la capacidad del tambor?
El cálculo práctico es: vueltas por capa = W ÷ d, diámetro del paso de la capa = D0 + d × (2k - 1), y longitud de la capa = vueltas × π × diámetro del paso de la capa.Aquí k es el número de capa que comienza desde 1. Convierta los milímetros a metros antes de sumar la capacidad final.
- Calcula las envolturas utilizables por capa: N = floor(W ÷ d). Usa el valor floor porque las envolturas parciales no deben contarse.
- Calcula el diámetro de paso de la primera capa: D1 = D0 + d. La línea central de la cuerda se encuentra aproximadamente a la mitad del diámetro de la cuerda por encima de la superficie del barril a cada lado del diámetro.
- Para cada capa k, calcule el diámetro del paso: Dk = D0 + d × (2k - 1).
- Calcular la longitud de la capa: Lk = N × π × Dk ÷ 1000, si D está en mm.
- Añada capas hasta que la longitud total de cuerda almacenada supere la longitud de cuerda de trabajo necesaria, más las vueltas muertas y el margen de seguridad.
- Compruebe el margen de seguridad de la brida: la capa superior de cuerda debe permanecer por debajo de la brida con un margen de seguridad, a menudo de al menos 1,5 a 2 diámetros de cuerda, dependiendo de la norma y la aplicación.
Ejemplo: diámetro de cuerda d = 20 mm, barril del tambor D0 = 400 mm, ancho útil W = 600 mm, cuerda de trabajo requerida = 120 m. Vueltas por capa N = piso(600 ÷ 20) = 30. Longitud de la primera capa = 30 × π × 420 ÷ 1000 = 39,6 m. Diámetro de paso de la segunda capa = 460 mm, longitud = 43,4 m. Diámetro de paso de la tercera capa = 500 mm, longitud = 47,1 m. Tres capas almacenan aproximadamente 130,1 m antes de deducir las vueltas muertas y el margen. Si el cabrestante necesita 120 m de cuerda de trabajo más 3 vueltas muertas y margen de bobinado, tres capas pueden ser cercanas, pero deben verificarse cuidadosamente.
¿Cómo influyen los envoltorios muertos y el margen de seguridad en el resultado?
Las vueltas muertas y el margen de bobinado reducen la longitud útil de la cuerda, por lo que deben añadirse a la longitud de almacenamiento necesaria antes de seleccionar el tamaño del tambor.Muchos fallos en los cabrestantes comienzan con un tambor que se calculó al último metro sin tener en cuenta el margen de seguridad en condiciones reales.
Las vueltas muertas son las que quedan en el tambor para proteger el anclaje del cable. Según el diseño del cabrestante y la norma aplicable, los compradores suelen dejar entre dos y cinco vueltas en el tambor. Estas vueltas ocupan capacidad, pero no están disponibles como cable de trabajo. El margen de enrollado cubre el cruce del cable, el error del ángulo de flotación, la tolerancia del cable, la suciedad, el recubrimiento y el uso en campo. Para un tambor ranurado con ángulo de flotación controlado, el margen puede ser moderado. Para un tambor sin ranurar o para uso en campo duro, utilice un margen mayor.
El margen de seguridad de la brida es igualmente importante. Si el cable se acumula demasiado cerca del borde de la brida, puede pasar por encima de ella debido a una tensión lateral o un enrollado deficiente. Como norma práctica de adquisición, solicite al fabricante del cabrestante que muestre el número máximo de capas, el margen de seguridad de la brida y el trazado del cable en el plano de aprobación.
¿Por qué es necesario comprobar la tensión de la línea por capa?
La fuerza de tracción del cabrestante hidráulico es máxima en la primera capa y disminuye a medida que aumentan las capas de cuerda, debido a que el radio efectivo del tambor se hace mayor.Un tambor puede almacenar suficiente cuerda, pero no ser capaz de ejercer la fuerza de tracción necesaria en la capa superior.
La fuerza de tracción se puede estimar dividiendo el par entre el radio del tambor. A medida que se acumula la cuerda, el radio aumenta y, por lo tanto, la fuerza de tracción disminuye. Si un cabrestante tiene una capacidad nominal de 50 kN en la primera capa, puede ofrecer una fuerza considerablemente menor en la tercera o cuarta capa, dependiendo de la geometría del tambor. Esto es fundamental para el manejo de anclas, remolque, asistencia a grúas, posicionamiento marítimo y aplicaciones de recuperación. Siempre especifique si la fuerza de tracción requerida se aplica a la primera capa, al tambor completo o a una capa de trabajo específica.
Para los cabrestantes hidráulicos, también conviene comprobar la cilindrada del motor, la relación de transmisión, la capacidad de frenado, la presión de alivio y el caudal de aceite. Aumentar el diámetro del tambor puede mejorar la vida útil del cable, pero reduce la fuerza de tracción para el mismo par. Reducir el diámetro del tambor puede mejorar la fuerza de tracción, pero incumple la relación mínima de flexión D/d del cable. Un buen diseño de cabrestante equilibra estos factores en lugar de maximizar uno solo.
¿Qué información debo enviar a INI Hydraulic para obtener un presupuesto para un cabrestante?
Indique el diámetro del cable, el tipo de construcción del cable, la longitud de trabajo requerida, la fuerza de tracción requerida por capa, la velocidad, el ciclo de trabajo, el límite de espacio del tambor, el plano de montaje, la fuente de alimentación, los requisitos de frenado y el entorno operativo.Con estos datos, un fabricante puede diseñar el tambor y el sistema de accionamiento del cabrestante de forma conjunta.
- Diámetro del cable de acero, carga mínima de rotura y construcción del cable.
- Longitud de cuerda de trabajo requerida y vueltas de cuerda muertas requeridas.
- Requisitos de tracción de la primera capa y de la capa superior.
- Velocidad de cuerda requerida en condiciones de carga y descarga.
- Presión y caudal hidráulicos disponibles.
- Límites de ancho y diámetro del tambor impuestos por el diseño de la máquina.
- Ángulo de flotación, ubicación de la polea y dirección de salida del cable.
- Tipo de freno, carga de retención y requisitos de parada de emergencia.
- Entorno marino, de alta mar, minero, de construcción o industrial.
- Requisitos de certificación, inspección, pintura y embalaje.
Preguntas frecuentes
¿Puedo usar solo la longitud de la cuerda para seleccionar el tamaño del tambor?
No. También debe verificar el diámetro de la cuerda, el ancho del tambor, el diámetro del barril, el diámetro de la brida, las vueltas muertas, el margen de bobinado, el ángulo de flotación y la tensión de la línea por capa.
¿Cuántas vueltas muertas deben quedar en el tambor?
Muchas aplicaciones utilizan al menos de dos a cinco vueltas de amarre, pero el número exacto depende del diseño del cabrestante, el anclaje de la cuerda, la norma y los requisitos de seguridad.
¿Por qué disminuye la tensión de la línea en las capas superiores?
La fuerza de tracción disminuye porque el radio efectivo del tambor aumenta a medida que se acumulan las capas de cuerda. Para el mismo par de salida, un radio mayor produce una menor fuerza de tracción.
¿Debería elegir un tambor más grande para que la cuerda dure más?
Un tambor de mayor tamaño puede mejorar la vida útil del cable, pero podría reducir la fuerza de tracción y aumentar el espacio necesario. El tambor debe optimizarse en función del motor hidráulico, la caja de engranajes, el freno y las especificaciones del cable.
Recomendación de cálculo final
Utilice el método capa por capa para la capacidad del tambor de primera pasada y, a continuación, solicite a INI Hydraulic que verifique el diseño en función de la fuerza de tracción de la línea, la retención del freno, el ángulo de flotación, el francobordo de la brida y los requisitos de flexión de la cuerda.Un cabrestante hidráulico adecuado no es simplemente un tambor que se ajusta a la cuerda; es un sistema de elevación o tracción compatible que almacena, tira, frena y enrolla la cuerda de forma segura.
Fecha de publicación: 19 de mayo de 2026