Mejorar la eficiencia y reducir el coste de propiedad

Una nueva serie compacta de accionamientos para escaleras mecánicas de Renold Gears

por Simon Thompson

Para escaleras mecánicas de alto tráfico, las soluciones de transmisión de potencia deben ofrecer los más altos estándares de durabilidad, eficiencia y funcionamiento silencioso. En este exigente contexto, Renold Gears, parte del grupo internacional de ingeniería Renold plc, destaca. Durante más de un siglo, el fabricante británico Renold ha sido sinónimo de productos de larga duración, ganándose la confianza de industrias de todo el mundo gracias a su compromiso con la calidad y el alto rendimiento.

Los nuevos variadores compactos de Renold para escaleras mecánicas están diseñados para ofrecer un rendimiento óptimo en un rango de potencia de motor de 11 kW a 75 kW. La gama incluye:

• Un sinfín vertical simple (VSW) de servicio liviano para escaleras mecánicas comerciales y de tránsito
• Un tornillo sin fin vertical helicoidal (VWH) de servicio mediano para escaleras mecánicas públicas y de tránsito donde el espacio es limitado
• Un tornillo sin fin horizontal de alta resistencia (HSW), para las principales escaleras mecánicas de tránsito subterráneo

Nuestra gama de cajas de engranajes para escaleras mecánicas garantiza una solución de accionamiento robusta para cada tipo de escalera mecánica.

En el centro de la serie de accionamientos para escaleras mecánicas compactas de Renold se encuentra el VWH140, un reductor helicoidal de tornillo sin fin con accionamiento vertical adecuado para escaleras mecánicas de nivel medio con mucho tráfico.

Beneficios del VWH140

El VWH140 está diseñado para establecer nuevos puntos de referencia en el sector de la movilidad urbana con eficiencia, confiabilidad y optimización del espacio, junto con necesidades de mantenimiento significativamente reducidas.

Diseño compacto

El diseño compacto y vertical del VWH140 responde a la necesidad de maximizar el espacio en el desarrollo de infraestructura urbana. Esta configuración vertical es especialmente ventajosa para instalaciones en estructuras, ya que permite que el variador se integre perfectamente en la estructura de una escalera mecánica. Esto minimiza el espacio ocupado y simplifica la instalación, incluso en espacios reducidos.

El diseño del VWH140 se optimiza aún más al ofrecer tres opciones de espacio, lo que garantiza una fácil intercambiabilidad con unidades de otros fabricantes. Esto lo convierte en una alternativa inmediata tanto para nuevas instalaciones como para proyectos de modernización críticos, eliminando la necesidad de una reingeniería o rediseño exhaustivos de la infraestructura existente.

Tecnología avanzada de engranajes

La clave del rendimiento del VWH140 reside en su sofisticado sistema de engranajes. La etapa de entrada de alta velocidad incorpora engranajes helicoidales de Renold. Este avanzado sistema de engranajes helicoidales se combina con engranajes helicoidales en la segunda etapa. Esta combinación de engranajes helicoidales lo distingue de los diseños tradicionales de engranajes de doble hélice o de una sola hélice. Este enfoque híbrido aprovecha las ventajas de ambos:

• Etapa de engranaje helicoidal: ofrece altas relaciones de reducción en un espacio compacto, lo que garantiza un funcionamiento suave y silencioso.
• Etapa de engranajes helicoidales: proporciona una etapa de reducción adicional de alta eficiencia con alta densidad de potencia, mejorando significativamente la capacidad general de transmisión de potencia y garantizando un rendimiento constante bajo cargas pesadas continuas.

Esta combinación de engranajes de dos etapas da como resultado un variador eficiente capaz de proporcionar el par y la velocidad necesarios en un paquete compacto. El completo catálogo de variadores para escaleras mecánicas de Renold abarca rangos de potencia de motor de 11 kW a 75 kW, con una opción de motor con montaje en brida para aplicaciones de más de 30 kW. El Renold VWH140 cubre específicamente un rango de potencia de motor de 18.5 kW a 30 kW.

Beneficios operativos

El Renold VWH140 está diseñado para brindar beneficios operativos tangibles tanto a fabricantes de equipos originales (OEM) como a usuarios finales. Su diseño responde a la necesidad de mayor eficiencia, fiabilidad y sostenibilidad.

Alta eficiencia y ahorro energético: Optimizar el consumo energético se traduce en menores costes operativos y una menor huella de carbono para la infraestructura urbana. Para los usuarios finales, esto implica reducciones en las facturas de electricidad; mientras que para los fabricantes de equipos originales (OEM), ofrece un argumento convincente para un menor coste total de propiedad (TCO).

Bajo nivel de ruido y vibración: El Renold VWH140 ofrece un funcionamiento significativamente más silencioso gracias a la suavidad inherente de su engranaje sinfín, combinada con el acoplamiento de distribución de carga de sus engranajes helicoidales. Este es un factor crucial en espacios comerciales y públicos, donde la contaminación acústica puede perjudicar la experiencia del usuario y afectar el entorno.

Reducción del tiempo de inactividad: El VWH140 logra una confiabilidad avanzada gracias a varias innovaciones clave. La tecnología de bajo consumo de aceite de Renold es un factor diferenciador técnico. A diferencia de los diseños tradicionales de cajas de engranajes, que requieren mayores volúmenes de aceite y funcionan con niveles más altos, este enfoque reduce significativamente el volumen de lubricante requerido dentro de la caja de engranajes. Menos aceite implica menos agitación, lo que se traduce directamente en temperaturas de operación más bajas. Las temperaturas más bajas prolongan la vida útil del aceite, lo que amplía los intervalos de cambio y reduce la frecuencia de mantenimiento. Esto también minimiza la tensión térmica en componentes internos como cojinetes, engranajes y sellos, lo que, en última instancia, prolonga su vida útil y mejora la confiabilidad y el tiempo de actividad del variador.

Diseño sin fugas: Además de su bajo volumen de aceite, el diseño sin fugas del VWH140, con sellos laberínticos opcionales sin contacto, es un factor diferenciador clave. Estos sellos avanzados son cruciales para prevenir fugas de lubricante, un problema común en cajas de engranajes de diseño antiguo o menos sofisticados. Las fugas de aceite no solo crean condiciones potencialmente peligrosas, sino que también requieren recargas y limpiezas frecuentes, lo que incrementa el mantenimiento y los costos operativos. Gracias a un sistema de lubricación sellado y contenido, el VWH140 reduce el tiempo de inactividad por fugas de aceite para los usuarios finales y minimiza el impacto ambiental.

Facilidad de instalación y mantenimiento

El diseño del VWH140 de Renold prioriza la simplicidad y la eficiencia en el mantenimiento de la instalación. 

Huella intercambiable: Una ventaja importante del VWH140 es su fácil intercambio con reductores de la misma huella estándar. Sus tres opciones de huella garantizan que pueda reemplazar variadores existentes de diversos fabricantes o integrarse fácilmente en nuevos diseños de escaleras mecánicas sin necesidad de una compleja reingeniería de la estructura o los soportes del motor. Esto reduce el tiempo de instalación, la complejidad y los costes asociados para los fabricantes de equipos originales (OEM) y simplifica los proyectos de modernización para los usuarios finales.

Costos de vida útil reducidos: el VWH140 ofrece:

• Menores costos de vida útil a través de una poderosa combinación de tecnología de bajo consumo de aceite (que extiende los intervalos de cambio de aceite y reduce los gastos de aceite)
• Alta eficiencia operativa (que reduce el consumo total de energía)
• Funcionamiento sin fugas y mayor vida útil de los componentes gracias a la reducción de las temperaturas de funcionamiento. Para los usuarios finales, esto se traduce en importantes beneficios, como un menor inventario de repuestos y tiempos de mantenimiento más cortos.

Adaptabilidad y personalización: El Renold VWH140 se puede personalizar para adaptarse a las características de especificaciones de adquisición que pueden ser específicas de algunos diseños de escaleras mecánicas y requisitos operativos.

Prueba de rendimiento: eficiencia, ruido y retorno de la inversión.

Las ventajas del VWH140 se han cuantificado mediante exhaustivas pruebas y análisis comparativos. Antes de lanzar el VWH140 al mercado, el equipo de Renold realizó una serie de pruebas con productos alternativos disponibles en el mercado, de diversos rangos de precios. Para la elaboración de este artículo, se han omitido los nombres de estos productos.

Las pruebas se realizaron con un rango de velocidades de operación y cargas de salida aplicadas. El par de entrada y de salida se monitorizó mediante transductores de par de alta precisión durante la fase de calentamiento del reductor hasta alcanzar temperaturas estables.

Resumen ejecutivo de los resultados de las pruebas

En toda la gama de potencias aplicadas, el VWH140 presentó menores pérdidas de potencia y niveles de ruido que otras alternativas con engranajes helicoidales. En comparación con la competencia con engranajes helicoidales cónicos, el VWH140 mostró niveles de ruido significativamente más bajos, a la vez que presentó menores pérdidas de potencia, hasta aproximadamente el 30 % de su potencia nominal. Esto es muy relevante considerando que las escaleras mecánicas operan con cargas más ligeras la mayor parte del tiempo.

Resultados detallados de la prueba

Ventaja de eficiencia cuantitativa: en pruebas, cuando se midió a una entrada de 1460 rpm, el VWH140 demostró un claro liderazgo en eficiencia y pérdida de potencia.

Pérdida de potencia: El Renold VWH140 presentó una pérdida de potencia significativamente menor en todo el rango de potencia de salida en comparación con la Alternativa 1 y otras cajas de cambios probadas. Por ejemplo, a una potencia de 30 kW, la pérdida de potencia del VWH140 se mantiene por debajo de los 2 k, en comparación con los casi 3.5 kW de pérdida de una alternativa. Para los usuarios finales, esto se traduce directamente en un menor desperdicio de energía y menores costos operativos.

Eficiencia general: El VWH140 ofrece una eficiencia excepcionalmente alta (superior al 90 % de forma constante) en todo el rango de potencia, superando constantemente a una alternativa. Es tan eficiente como otro variador comparable hasta el 50 % de potencia, lo que demuestra un rendimiento competitivo en cargas variables. Basándose en una eficiencia media ponderada en el tiempo (derivada del ciclo de trabajo APTA), el VWH140 alcanza una eficiencia del 89 %. Esto se compara favorablemente con una alternativa del 85 % y está casi a la par con otra del 90 %.

Rendimiento acústico superior: La suavidad del engranaje helicoidal Renold y su fabricación de precisión contribuyen a un funcionamiento notablemente más silencioso. Las mediciones cuantitativas del nivel de ruido ofrecen pruebas claras:

• Renold VWH140 presenta niveles de ruido entre aproximadamente 75.5 dB y 77 dB.
• Por el contrario, una alternativa (tipo gusano/helicoidal) opera aproximadamente entre 77.5 dB y 79 dB.
• Otro accionamiento comparable (tipo cónico/helicoidal) muestra niveles significativamente más altos, que oscilan entre 81.5 dB y 82.5 dB.

Estas comparaciones muestran que el variador VWH140 es más silencioso que las alternativas probadas, lo que proporciona un beneficio tangible para cualquier aplicación donde la comodidad acústica y el cumplimiento de las regulaciones de ruido sean prioridades.

Periodo de amortización acelerado: Más allá del rendimiento técnico, el resultado más atractivo para los usuarios finales es el rápido retorno de la inversión. La combinación de beneficios de alta eficiencia (que se traduce en un menor consumo de energía) y menores costos de mantenimiento (gracias a tecnologías de bajo consumo de aceite y sin fugas) se traduce en ahorros operativos.

El análisis comparativo lo demuestra claramente:

El Renold VWH ofrece un periodo de amortización más rápido, de tan solo 5.5 años. En comparación, otras unidades probadas mostraron un ahorro de costes de 8.9 años para recuperar la inversión inicial. renold.com.