Tipos de caucho comúnmente utilizados en cintas transportadoras: cómo elegir el correcto

Un supervisor de mantenimiento de una planta trituradora de piedra nos llamó la primavera pasada con una frustración familiar. La cinta transportadora que había comprado a un distribuidor local tenía apenas seis meses y la cubierta superior ya mostraba profundas hendiduras en el centro de la cinta. El proveedor lo había vendido como un “cinturón resistente”. El precio era correcto, el ancho era correcto, la carcasa tenía suficientes capas y, sin embargo, la correa fallaba aproximadamente a un tercio de su vida útil esperada.

Cuando le preguntamos un detalle (qué tipo de compuesto de caucho se utilizaba), ella no lo sabía. Resultó que tampoco el distribuidor.

El compuesto de caucho no es una especificación menor en la hoja de datos de una cinta transportadora. Es el factor más importante que decide si un cinturón sobrevive cinco años o cinco meses. Los tipos de caucho más comunes utilizados en las cintas transportadoras son el caucho natural (NR), el caucho de estireno-butadieno (SBR), el caucho de nitrilo (NBR), el neopreno (CR), el EPDM, el caucho de butilo y el caucho de silicona. Cada uno existe por una razón, y combinar el compuesto con el material transportado y el entorno operativo es la esencia de seleccionar una buena cinta transportadora.

Desde 1992, nuestro equipo en Ningbo GUL TZ Rubber Belt Co., Ltd. ha estado fabricando correas de caucho, desde correas planas y correas de distribución hasta correas acanaladas y en V. Los compuestos de caucho son el núcleo de todo lo que fabricamos, y la misma lógica de materiales que rige nuestras correas de transmisión se aplica a las cubiertas de las correas transportadoras. En este artículo, le explicaré los tipos de caucho que se utilizan con mayor frecuencia en las cintas transportadoras, cómo se comparan y cómo combinarlos con su aplicación.

Por qué el compuesto de caucho determina la vida útil de la cinta transportadora

Antes de comparar los tipos de caucho, debemos entender de qué está hecha una cinta transportadora y qué pieza realmente hace el trabajo.

Una cinta transportadora de caucho típica tiene tres capas estructurales:

• Goma cubierta superior — la superficie que entra en contacto con el material transportado. Absorbe abrasión, impacto, calor, aceite y productos químicos.
• carcasa — el refuerzo interno, generalmente capas de tejido de poliéster o nailon o cordones de acero. La carcasa proporciona resistencia a la tracción y estabilidad dimensional, pero casi no tiene resistencia a la abrasión o al impacto por sí sola.
• Goma de la cubierta inferior — protege la carcasa de las poleas, los rodillos y cualquier derrame en el recorrido de retorno.

Cada cinturón plegado también contiene una capa fina: una fina capa de goma entre las capas de tela que une la carcasa. En las correas de cordón de acero, un núcleo de caucho rodea cada cordón.

Ahora, el punto clave: la cubierta de goma determina cómo interactúa la correa con el material que está transportando. Si el material es afilado, la cubierta debe resistir cortes y desgarros. Si hace calor, la funda debe resistir el envejecimiento térmico. Si es aceitosa, la funda no debe hincharse ni ablandarse. Si la cinta circula al aire libre bajo el sol, la cubierta debe resistir el agrietamiento del ozono. Y si la operación conlleva riesgo de incendio, la funda debe ser ignífuga.

La carcasa no ve el material. La portada sí. Cuando una correa falla prematuramente, casi siempre es la goma de la cubierta la que falla primero.

Aquí está la conclusión práctica: no se puede juzgar una cinta transportadora sólo por la resistencia de su carcasa. Dos correas con índices de tracción idénticos pueden tener vidas útiles completamente diferentes si sus compuestos de caucho son diferentes. Una correa 500/3 con una cubierta de caucho natural resistente a la abrasión se comportará de manera muy diferente a una correa 500/3 con una cubierta de SBR de uso general en un ambiente arenoso.

Según nuestra experiencia en la fabricación de productos de caucho durante más de tres décadas, la diferencia de rendimiento puede ser de dos a uno, o incluso más, entre una correa compuesta correctamente y una correa genérica vendida al mismo precio. Por eso entender los tipos de caucho no es un ejercicio académico; es una decisión de compra que afecta su costo operativo.

Tipos de caucho comunes utilizados en cintas transportadoras

Siete familias de elastómeros dominan los compuestos para cubiertas de cintas transportadoras. Se enumeran aquí en el orden aproximado de frecuencia con que aparecen en instalaciones reales.

Comparación de tipos de caucho de un vistazo

Para ayudarlo a evaluar las opciones principales en paralelo, aquí hay una tabla resumen que cubre las propiedades que más importan en la selección de la banda transportadora.

El cuadro que se muestra a continuación brinda una idea visual rápida de cómo se clasifican los siete elastómeros en las tres propiedades que causan la mayoría de las fallas de las bandas transportadoras: abrasión, ataque de aceite y envejecimiento por calor. El índice es relativo: 100 representa el material con mejor rendimiento en esa categoría.

Clasificaciones de grados de correas DIN e ISO

Además del tipo de polímero, las cintas transportadoras suelen estar etiquetadas con una letra que describe el nivel de rendimiento del compuesto de cobertura. Estos grados provienen de normas como DIN 22102 en Europa, ISO 10247 a nivel internacional, AS 1332 en Australia y sistemas similares en América del Norte. Las letras no indican el tipo de goma; Indican para qué se probó y certificó el compuesto.

• Grado M y N — Propósito general. Estos son los grados predeterminados para las bandas de servicio ordinario que transportan materiales a granel no abrasivos o moderadamente abrasivos.
• Grado A — Resistente a la abrasión. La pérdida por abrasión máxima permitida es menor, lo que significa que la cubierta sobrevive más tiempo contra materiales arenosos. Aquí es donde frecuentemente verá compuestos SBR o NR de alto desgaste.
• Grado E — Conductividad electrostática. La cubierta de la correa debe ser lo suficientemente conductora de electricidad para disipar la carga estática, importante en atmósferas explosivas. Se añade negro de humo conductor al compuesto.
• Grado F — Resistente al fuego. La cubierta de la correa debe autoextinguirse en la prueba de llama estandarizada, lo cual es crítico en minería subterránea y entornos similares de alto riesgo.
• Grado S — Combinación de conductividad estática y resistencia a las llamas.
• Grado Z — Propiedades especiales, normalmente reservadas para compuestos con resistencia química, al aceite o al calor muy específicas.

Cuando compra una cinta transportadora, el grado de resistencia al desgaste y las certificaciones estáticas o de llama están impresos en la cubierta de la cinta. Solicite al proveedor el informe de prueba. Un número de abrasión DIN 53516 o ISO 4649 genuino le dice mucho más que la palabra comercial "trabajo pesado".

Cómo seleccionar el caucho adecuado para su cinta transportadora

El proceso de selección se puede dividir en cinco preguntas. Responda honestamente y el tipo de goma correcto será bastante obvio.

Paso 1: ¿Qué estás transmitiendo?

Considere las características físicas del material: tamaño de partícula, forma, peso, abrasividad, humedad, temperatura y contenido de aceite.

Los materiales afilados, pesados ​​y abrasivos, como piedra triturada o chatarra, requieren cubiertas gruesas de NR o NR/SBR con alta resistencia al desgarro y al corte. Los materiales resbaladizos y aceitosos, como semillas empapadas o piezas mecanizadas, requieren NBR. Los materiales calientes como la arena de fundición requieren EPDM. Así es como normalmente asignamos materiales a compuestos:

• Grandes rocas afiladas, alto impacto: cubierta rica en NR
• Arena seca, grava, cemento: SBR o mezcla de NR/SBR, abrasión de grado A
• Partes aceitosas, granos aceitosos: cubierta NBR
• Cenizas calientes, clinker, sinterizado — Cubierta de EPDM
• Carbón subterráneo: CR o SBR retardante de llama, grado F o S
• Productos alimenticios: NR, NBR o silicona que cumplen con la FDA, según el aceite y la temperatura

Paso 2: ¿Cuál es el entorno operativo?

La cinta no sólo ve el material transportado; ve los alrededores. En el exterior, el ozono, la radiación ultravioleta, la lluvia y los cambios de temperatura atacan el caucho. En ese caso, EPDM o CR superan a NR y SBR a pesar de tener menor resistencia mecánica. Una banda instalada dentro de una instalación seca con temperatura controlada tiene muchas menos demandas ambientales que una que pasa por una atmósfera caliente, húmeda o corrosiva.

Paso 3: ¿Qué exigen las regulaciones?

Compruebe si su operación está sujeta a normas obligatorias. Las minas subterráneas suelen requerir correas antiestáticas y resistentes a las llamas que cumplan con la norma ISO 340 o equivalentes nacionales. Las plantas de alimentos requieren correas que cumplan con FDA 21 CFR 177.2600 o el reglamento marco de la UE 1935/2004. Las aplicaciones farmacéuticas pueden requerir un cumplimiento aún más estricto. Estas regulaciones anulan la preferencia de material, así que verifíquelas antes de comenzar a comparar los números de abrasión.

Paso 4: ¿Cuáles son las condiciones mecánicas?

La velocidad de la correa, el diámetro de la polea y la energía del impacto influyen en la dureza, elasticidad y espesor requeridos del compuesto. Las correas de alta velocidad con poleas pequeñas exigen compuestos con buena resistencia a la fatiga por flexión. Los ángulos de canalización profundos exigen una buena flexibilidad y una baja acumulación de calor. NR y SBR son generalmente mejores aquí; EPDM tiene una vida flexible más corta. Si su línea transportadora requiere un posicionamiento exacto o un movimiento sincronizado de varias estaciones, una construcción de correa dentada se convierte en el camino correcto porque elimina el deslizamiento y mantiene el paso con precisión en toda la longitud de la línea.

Paso 5: ¿Cuál es el coste real de por vida?

Una correa SBR más barata puede ser la opción más cara si falla en ocho meses, mientras que una correa EPDM que cuesta un 30 por ciento más puede funcionar durante cuatro años. Compare el costo por tonelada de material transportado, no el precio de factura. Incluya el tiempo de inactividad, la mano de obra y los costos de reemplazo de la correa en esa comparación. Un compuesto premium no es un gasto innecesario; es una póliza de seguro contra paradas no planificadas.

Si su aplicación es una línea de transporte plana sencilla con cargas moderadas y un entorno limpio, nuestra banda plana de caucho es un ejemplo práctico de una banda construida para un servicio confiable en el manejo de materiales en general y el transporte industrial liviano. La misma disciplina compuesta se aplica a cada cinturón que producimos.

Cinta transportadora plana de caucho de uso general Una práctica correa plana para líneas de transporte sencillas con cargas moderadas, construida con la misma disciplina de composición utilizada en toda la gama de productos del fabricante. Ver producto →

Cómo se ve un buen compuesto de caucho en producción

Seleccionar el polímero adecuado es sólo una parte de la historia. El compuesto de caucho real en una cinta transportadora es una mezcla cuidadosamente medida. Un compuesto típico para cubierta de cinta transportadora contiene:

• polímero — uno o más de los cauchos mencionados anteriormente, a menudo mezclados. Por ejemplo, las mezclas de NR/SBR son comunes para equilibrar la resistencia al desgarro y la abrasión.
• Masillas de refuerzo — El negro de carbón es el pilar. El tipo y la carga de negro de humo controlan directamente la resistencia a la abrasión, la resistencia a la tracción y la dureza.
• Plastificantes y suavizantes — ajustar la dureza, la flexibilidad a baja temperatura y la procesabilidad.
• Agentes vulcanizantes y aceleradores. — Los sistemas de azufre y donantes de azufre crean enlaces cruzados entre las cadenas de polímeros. La densidad de reticulación determina si la cubierta es blanda y elástica o dura y resistente al corte.
• Aditivos protectores — los antioxidantes y antiozonantes ralentizan el envejecimiento, especialmente en el servicio al aire libre.
• Aditivos de función especial — retardantes de llama, agentes antiestáticos o agentes desmoldantes según el grado requerido.

La frase "compuesto de caucho" a veces se abrevia a simplemente "caucho" en una hoja de datos, pero la diferencia entre un compuesto bueno y uno malo con el mismo polímero base puede ser enorme. Dos cubiertas SBR pueden tener pérdidas por abrasión DIN 53516 de 120 milímetros cúbicos y 350 milímetros cúbicos. El primero durará años; el segundo desaparecerá en meses. Es por eso que la receta de la composición es una parte muy guardada del proceso de cualquier fabricante de caucho serio.

La vulcanización importa tanto como la fórmula

La vulcanización (la reticulación de cadenas de polímeros bajo calor y presión) determina si el caucho se comporta como un material de ingeniería duradero o como un borrador demasiado grande. En la fabricación de cintas transportadoras, la cubierta se vulcaniza junto con la carcasa en una prensa larga calentada. La temperatura, el tiempo y la presión deben controlarse con precisión. La subvulcanización produce una cubierta suave y de alta fricción que se desgasta rápidamente. La sobrevulcanización hace que la cubierta sea dura y quebradiza, propensa a agrietarse en los bordes.

Como fabricante que cura caucho todos los días, nuestro equipo considera la curva de vulcanización tan importante como la fórmula del compuesto. La misma filosofía de curado se aplica a nuestras correas de distribución industriales engrosadas, que necesitan una alta resistencia al corte en sistemas de posicionamiento y transporte de cargas pesadas. Si está comparando proveedores de cintas transportadoras, pregúnteles cómo controlan el perfil de vulcanización y cuál es su variación de un lote a otro.

Correa de distribución industrial engrosada para cargas pesadas Esta correa de distribución engrosada está diseñada para una alta resistencia al corte en sistemas de posicionamiento y transporte de cargas pesadas, lo que refleja un control cuidadoso del perfil de vulcanización. Ver producto →

Pregunte también por la dureza del compuesto, la resistencia a la tracción, el alargamiento de rotura y la pérdida por abrasión para la correa específica que planea comprar. Un proveedor confiable proporcionará estos datos, ya sea de su propio laboratorio o de un instituto de pruebas independiente. Si un proveedor no puede responder estas preguntas en números, trátelo como una señal de advertencia.

Almacenamiento, mantenimiento y vida útil de las cintas transportadoras de caucho

Incluso el mejor compuesto fallará antes de tiempo si la correa se almacena o se utiliza incorrectamente. Estos son los puntos prácticos que compartimos con nuestros clientes.

Almacenamiento

• Guarde el cinturón en su envoltorio original en una habitación fresca y seca con una temperatura de 15 a 25 grados centígrados.
• Manténgalo alejado de la luz solar directa, lámparas ultravioleta, motores eléctricos productores de ozono y disolventes.
• No apile objetos pesados ​​sobre el rollo. Apoye el rollo horizontalmente sobre un eje o sobre sus lados planos.
• Utilice el cinturón dentro de los dos años posteriores al envío. El caucho envejece incluso durante el almacenamiento; la superficie se oxida y endurece lentamente con el tiempo.

Instalación y operación

• Asegúrese de que el empalme esté curado correctamente. Un mal empalme crea concentración de tensión y la cubierta se romperá cerca de la unión mucho antes de que el resto de la correa se desgaste.
• Supervise el seguimiento y la tensión de la correa. Es posible que una tensión excesiva no rompa la carcasa, pero acelerará el desgaste de la cubierta y creará grietas en los bordes.
• Mantenga limpio el lado de retorno. El material atrapado entre la correa y la polea trasera es una de las principales causas de daños a la cubierta.
• Controlar las zonas de impacto. Si caen grumos grandes desde una gran altura, utilice una cama de impacto o una cubierta más gruesa. Ni siquiera el caucho natural puede absorber una energía de impacto ilimitada.

Para líneas de transporte que requieren indexación fija o bloqueo de posición preciso, una correa dentada de caucho reforzado puede ser una mejor opción que una correa de cubierta lisa. Las correas de distribución se engranan con poleas, eliminando el deslizamiento y manteniendo el paso exacto en toda la línea. Esta construcción es común en transportadores de ensamblaje, líneas de empaque y sistemas automatizados de manejo de materiales.

Correa de distribución síncrona de caucho tipo T Una correa de distribución reforzada que se engrana con poleas para eliminar el deslizamiento y mantener el paso exacto, ideal para transportadores de ensamblaje, líneas de empaque y manejo automatizado de materiales. Ver producto →

Señales de que el compuesto de caucho está fallando

• El endurecimiento y agrietamiento de la superficie generalmente indican envejecimiento por calor o ataque de ozono. Si las grietas aparecen a lo largo de la correa en un patrón regular, el ozono es el probable culpable y el EPDM sería una cubierta más adecuada.
• La hinchazón, el ablandamiento o una textura similar a una esponja significa que el aceite o el solvente están atacando el caucho. Cambiar a NBR o CR es la decisión correcta.
• El desgaste rápido con una superficie rugosa y rasgada significa que el compuesto es demasiado blando para la abrasividad del material. La próxima vez se debe especificar un compuesto SBR o NR más duro y de alto grado de abrasión.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el caucho más común utilizado en las cintas transportadoras?

SBR es el más común. Ofrece el mejor equilibrio entre resistencia a la abrasión y costo, lo que la convierte en la opción predeterminada para las cintas transportadoras de uso general. El caucho natural es la opción más común cuando la resistencia al desgarro y al impacto son críticas, particularmente en aplicaciones de minería y canteras.

¿Cómo sé qué tipo de caucho es mejor para mi cinta transportadora?

Comience enumerando el material transportado y el entorno: abrasividad, exposición a aceites o productos químicos, temperatura máxima, uso en interiores o exteriores y cualquier requisito legal como resistencia a las llamas o contacto con alimentos. Luego, haga coincidir esos factores con la tabla comparativa de este artículo. En caso de duda, consulte a un fabricante que combine su propio caucho y pueda realizar pruebas de laboratorio en su material específico.

¿Puede un tipo de goma soportar aceite y altas temperaturas al mismo tiempo?

No perfectamente. El EPDM soporta el calor pero falla con el aceite. NBR maneja aceite pero tiene una resistencia al calor limitada. CR ofrece un compromiso pero no es el mejor en ninguna de las categorías. En casos exigentes, algunos fabricantes utilizan mezclas especiales o una cubierta superior de NBR más gruesa sobre una carcasa impregnada de EPDM. La verdadera solución es ser honesto acerca de las peores condiciones operativas y seleccionar primero el factor de estrés dominante.

Para obtener una visión más amplia de los tipos de bandas transportadoras industriales y de caucho, consulte nuestra guía relacionada sobre tipos de cintas transportadoras industriales y de caucho .

¿Qué significa “calidad alimentaria” para una cinta transportadora de caucho?

Los compuestos de calidad alimentaria cumplen con normativas como FDA 21 CFR 177.2600 o el reglamento marco de la UE 1935/2004. Utilizan polímeros y aditivos que son seguros para el contacto repetido con los alimentos y no contienen plastificantes ni aceleradores que puedan migrar a los alimentos. El caucho de silicona y el NBR son opciones comunes para las bandas de manipulación de alimentos, según el aceite, la temperatura y los productos químicos de limpieza. La superficie de la correa también debe poder limpiarse y ser resistente a los agentes de lavado utilizados en la instalación.

¿Cuánto tiempo debe durar una cinta transportadora de caucho?

No existe un número único. Una correa bien seleccionada que funcione en condiciones moderadas puede durar de 5 a 10 años. En trabajos mineros severos, lo común es de 1 a 3 años. La vida útil depende de la selección del compuesto, el espesor de la cubierta, la calidad del empalme, el mantenimiento y la severidad del material transportado. La métrica más procesable es la pérdida por abrasión en la prueba DIN 53516 o ISO 4649, combinada con una visión realista de las condiciones de impacto y desgaste de los bordes.

¿Cuál es la diferencia entre los cinturones de Grado M y Grado A?

El grado M es un grado de uso general con un límite de pérdida por abrasión moderado, normalmente un máximo de 250 milímetros cúbicos según DIN 22102. El grado A es un grado resistente a la abrasión con un límite más estricto, normalmente un máximo de 120 milímetros cúbicos. Las correas de grado A están fabricadas con compuestos más duros y resistentes al desgaste y duran más cuando se transportan materiales abrasivos. Si su operación maneja arena, grava, mineral o cemento, el costo adicional del Grado A generalmente se amortiza muchas veces.

Asóciese con un fabricante de caucho que comprende los compuestos

Elegir el caucho adecuado para una cinta transportadora no es complicado una vez que sabes qué preguntar: ¿qué estás transportando, cuáles son las temperaturas de funcionamiento, si hay aceite presente, necesitas propiedades inflamables o antiestáticas y la cinta debe cumplir con las normas alimentarias? Esas respuestas le indicarán NR, SBR, NBR, CR, EPDM o un compuesto mezclado. Los cuadros y tablas de este artículo le brindan una referencia para la conversación que debe tener con su proveedor.

Desde 1992, Ningbo GUL TZ Rubber Belt Co., Ltd. fabrica correas de caucho en Ningbo, China. Somos una empresa nacional de alta tecnología, acreditada con ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001, y hemos participado en la redacción de estándares nacionales e industriales para bandas de caucho. Nuestra gama de productos abarca correas de distribución industriales y automotrices, correas acanaladas, correas trapezoidales, correas planas de caucho y poleas. La misma experiencia en compuestos que se aplica a cada banda que fabricamos está lista para respaldar su proyecto de transportador. Más información sobre Nuestra empresa e historia de fabricación. .

Si está seleccionando una cinta transportadora o cualquier cinta de caucho para una aplicación específica, envíenos la descripción del material y las condiciones de funcionamiento. Podemos recomendar un compuesto, proporcionar datos de prueba y suministrarle una correa que cumpla con los requisitos de su trabajo.