ELEMENTOS FLEXIBLES DE TRANSMISIN DE POTENCIAGENERALIDADESCORREAS

INTRODUCCIN

Los elementos de mquinas flexibles, como bandas, cables o cadenas, se utilizan para la transmisin de potencia a distancias comparativamente grandes. Cuando se emplean estos elementos, por lo general, sustituyen a grupos de engranajes, ejes y sus cojinetes o a dispositivos de transmisin similares. Por lo tanto, simplifican mucho una mquina o instalacin mecnica, y son as, un elemento importante para reducir costos.

ELEMENTOS FLEXIBLES DE TRANSMISIONCorreas planas Correas en V (caucho o neoprene)EstndarAngostasMltiplesHexagonalesCorreas Sincronizadas

Cadenas de rodillosCables de alambre de aceroEjes flexibles

CARACTERSTICAS GENERALESPermiten la transmisin de potencia mecnica a distancias grandes.

Menor precisin de montaje que engranajes.Menor costo total que transmisin por engranajes.

TRANSMISIONES POR CADENAS.

Dentro de las transmisiones mecnicas con enlace flexible entre el elemento motriz y la mquina movida se encuentra la transmisin por cadena como una de las ms utilizadas para trasmitir potencia mecnica de forma eficiente, con sincronismo de velocidad angular entre los elementos vinculados y cuando existe demanda de grandes cargas en los accionamientos.

TIPOS DE CADENAS DE TRANSMISIN DE POTENCIA.

Las diversas exigencias de explotacin a que son sometidas las transmisiones por cadenas han permitido la aparicin de una variedad de tipos de cadenas, las cuales satisfacen diferentes caractersticas y facilidades para la explotacin. Dentro de las cadenas de transmisin de potencia los ms conocidos tipos de cadenas son las de casquillos, las de eslabones perfilados (desmontables), las dentadas, las de rodillos y las correas dentadas.

Cadenas de Casquillos:las cadenas de casquillos estructuralmente coinciden con las cadenas de rodillos, pero ellas se distingue porque no tienen rodillos, por eso son generalmente ms ligeras y baratas. Actualmente son empleadas algunas soluciones de cadenas extraligeras de casquillos con pasadores huecos para disminuir el peso de las cadenas.

Cadenas de Eslabones Perfilados:

este tipo de cadena tiene la ventaja de un fcil arme y desarme de sus eslabones, pues ellos no necesitan ningn otro elemento complementario. El enlace de estos eslabones se hace al desplazar lateralmente el uno con respecto a otro. El diseo de estos eslabones permite su intercambio fcilmente, al poder ser sustituido un elemento de la cadena sin necesidad de desencaje de las articulaciones con empleo de golpes o fuerzas excesivas.

El inconveniente de este tipo de cadena es que solo pueden ser empleadas en velocidades muy bajas, por lo general inferior a 1m/s, debido al incremento de las cargas de impacto motivadas por la poca precisin del paso de los eslabones. Habitualmente, son explotadas en condiciones de lubricacin y proteccin imperfectas, sin exigencias severas de reduccin de las dimensiones exteriores. Usualmente, las cadenas de eslabones perfilados se utilizan en la construccin de maquinaria agrcola.

Cadenas Dentadas:

las cadenas dentadas, conocidas tambin como cadenas silenciosas, constan de un juego de chapas con formas de dientes. Estas chapas estn enlazadas en determinado orden y articulan con deslizamiento o rodamiento, segn sea el tipo constructivo de la cadena. Las articulaciones en las cadenas dentadas determinan en grado considerable su capacidad de trabajo, siendo superiores las cadenas con articulaciones de rodadura con empleo de prismas con superficies cilndricas de trabajo apoyados en rebajos planos realizados en los agujeros de los eslabones.

Varias son las normas de dimensiones establecidas para las cadenas dentadas, las ms conocidas son: la alemana DIN 8190, la estadounidense ANSI B292M-82 y la sovitica GOST 13552-81. Hasta el momento, no existe una normalizacin internacional de las cadenas dentadas, por tal motivo las dimensiones de las ruedas para estas cadenas pueden variar entre normativas y fabricantes, haciendo que los sprockets no sean intercambiables para cadenas de diferentes marcas y fabricantes.

Cadenas de Rodillos:

las cadenas de rodillos son un medio altamente eficiente y verstil de transmisin mecnica. Hasta la fecha, en el campo de las aplicaciones industriales la cadena de rodillos ha sido la de mayor difusin entre la variedad disponible de cadenas de transmisin.

Este tipo de cadena, en su construccin ms generalizada, esta compuesta por placas interiores y exteriores que se alternan sucesivamente y unidas entre si de forma articulada. Cada articulacin de la cadena consta de un pasador en unin con la placa exterior, un casquillo que se encuentra unido a los agujeros de las placas interiores y por ltimo el rodillo, que se encuentra montado con holgura en el casquillo, para disminuir el desgaste de los dientes de las ruedas y el propio casquillo. Durante el montaje de la cadena sus extremos se unen mediante eslabones desmontables complementarios, diferencindose estos empalmes segn la cantidad de eslabones sea un nmero par o impar. Es aconsejable emplear cadenas con un nmero par de eslabones, teniendo en cuenta que los eslabones de unin son ms resistentes que los correspondientes a un nmero impar de eslabones.

caractersticasAlgunos generan sincronismo y otros resbalan

Pueden ocupar distintos lugares en la transmisin mecnica de acuerdo a su capacidad de soportar torque y velocidad (prop. Inversas) correacadena

CADENA La mayor fuerza axial y la mayor potencia transmitida de los flexibles Soporta la menor velocidad perifrica por causa de efecto cordal Generacin de vibraciones Efecto cordal r = radio centro pasador rs = radio de traccin 2 = ngulo de paso N = N de dientes P = Paso recto

- Silenciosas. - Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones. - Gran capacidad de amortiguacin de vibraciones. - Toleran desalineacin entre ejes y ejes no paralelos.(en V)- Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado.- Pueden patinar. Pueden actuar como fusible mecnico.- Permiten inversin de sentido de giro y cambio de direccin de ejes (planas solamente)

CORREAS - CARACTERSTICAS

CORREAS TIPOS : PLANAS

DE CUERO DE POLIMERO

RELACIONES BASICAS Polea Tractora transmitiendo potencia F1 > F2 En rgimen constante Pot = Cte = MT * w = P * D/2 * w Pot = Cte = P * V; V = velocidad lineal de la correa

F1 F2 = P P = Fuerza ficticia equivalente de transmisin

m = relacin de transmisin

Si m =1 F1 + F2 = N Fuerza de montaje

m = w1 / w2 = MT2 /MT1 = D2/D1

-- El valor de F1max es el que produce la rotura del elemento flexible. -- El modo de falla mas comn es por fatiga de materiales.

F2PF1

CORREAS EN VSe aprovecha el efecto de cua para aumentar el coeficiente de rozamiento.

Fundamental, no permitir que la correa toque el fondo de la polea!Las secciones de correas en V se encuentra estandarizadas. Sin embargo, se ofrecen numerosos productos de prestaciones especiales cuya geometra no es estndar.Angulo 2f vale 34, 36 o 38 segn la seccin transversal.

CORREAS TIPOS V Y HEXAGONALES Correa mltiple Correa V Estandar (fibra vegetal) Correa sincronizada Correa hexagonal

CORREAS - CARACTERSTICAS- Silenciosas. - Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones. - Gran capacidad de amortiguacin de vibraciones. - Toleran desalineacin entre ejes y ejes no paralelos.(en V)- Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado.- Pueden patinar. Pueden actuar como fusible mecnico.- Permiten inversin de sentido de giro y cambio de direccin de ejes (planas solamente)

Construccin mas slida. Casi no requieren tensin inicial. No presentan el problema de variacin de cuerda de las cadenas.Movimientos de altsima precisin. Transmiten las vibraciones del mecanismo.Costo mucho mas elevado.

CORREAS SINCRONIZADORAS

CORREAS :TRANSMISIONES CON EJES NO PARALELOS

Debe cumplirse la ley de transmisin por correas:El ramal de entrada debe aproximarse a la polea en una direccin perpendicular al eje de la misma.

Tienen varias limitaciones geomtricas y de funcionamientoSentido de giro nico.Menor relacin de transmisin por etapa.Mayor distancia necesaria entre centros.

LONGITUD DE ELEMENTOAproximada:Exacta: L = [4 C2 - (D - d)2]1/2 + (D L + d S)

ANGULO DE CONTACTO o ABRACETransmisin abiertaTransmisin cruzada

MECANISMO DE TRANSMISION POR FRICCIONFenmeno de arrastre elstico o Fenmeno de deslizamiento controlado

abrace = reposo + deslizamiento reposo = inactivo = r deslizamiento = efectivo = d

Aprox. 80 % de la potencia total setransmite por friccin esttica

Las correas no son capaces detransmitir potencia sin traccin inicial.

Resolviendo la ecuacin diferencial resultante de combinar las ecuaciones de proyeccin se deduce (F1 Fc) / (F2 Fc) = exp (f )Siendo adems F1 = Fi + Fc + F = Fi + Fe + MT/D F2 = Fi + Fc - F = Fi + Fe MT/D

ResultaFi = (MT/D) [exp (f ) + 1] / [exp (f ) - 1]F1 = Fc + Fi [2 exp (f )] / [exp (f ) + 1]F2 = Fc + 2 Fi / [exp (f ) + 1]

LEY de PRONY MODIFICADA

ZONA DE FUNCIONAMIENTO

2*MT/D

VELOCIDAD EN LAS CORREASA velocidades bajas, el efecto de la fuerza centrfuga no es apreciable.

Las correas se adaptan mejor a velocidades lineales altas, que otros elementos flexibles.

Sin embargo, existe lmites a la velocidad de funcionamiento de las transmisiones debidas a:Balanceo de poleasVida de los rodamientos (recordar fuerza de montaje)Rpido aumento del efecto centrfugoCantidad de ciclos de flexin por unidad de tiempoCapacidad neta de transmitir potencia

Cada fabricante impone sus lmites, dependiendo de la calidad de los elementos de la transmisin.

TENSION DE MONTAJE O TRACCION INICIAL

POLEA TENSORAAplicacin: aumentar el ngulo de contacto (y establecer la tensin de montura.)

Puede aprovecharse como elemento para mantener la traccin inicial.Debe preverse el efecto del estiramiento del elemento flexible de transmisin.Generan prdidas mecnicas.

Aumenta los esfuerzos sobre las correas, al producirles flexin invertida.

METODOS USUALES PARA MANTENER LA TRACCION INICIAL

Montar el motor sobre una base pivotada.Colocar una polea de tensora.Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensin mantenida por medio de resortes precargados.Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensin establecida en el montaje.

TRACCION INICIALBase PivotadaMtodo Faires (grfico/analtico)

Mtodo grfico

TRANSMISIONES CON MAS DE UNA CORREA POR MANDOSe debe tener especial cuidado al montar transmisiones con correas mltiples.La diferencia de longitud entre correas generar una tensin diferente en cada correa al tensar el conjunto.Cada correa ser capaz de tomar carga hasta llegar al lmite de Prony impuesto por su lado menos tenso.Las mas cortas pueden llegar a sobrecargarse y romperse prematuramente.Cuando se rompe una correa de un grupo, las restantes deben ser capaces de transmitir la carga temporalmente.Al momento del recambio, TODAS las correas deben ser reemplazadas.El estiramiento natural de las correas una vez usadas har que la nueva sea invariablemente mas corta.

POLEAS EN VCada fabricante especifica el perfil de las poleas a emplear segn el diseo de su seccin de correa.

CALCULO de Correa VFactor de Servicio de potencia: segn el tipo de impulsor e impulsado y el ambiente de trabajo.Cuanto mayor sean las oscilaciones en la transmisin, menor ser la capacidad de las poleasAmbientes calurosos, elementos abrasivos, aceites.

Factor de correccin del arco de contacto.Aplicable sobre la polea menor, para arco distinto a 180 (i 1)Factor de correccin por longitud de correa.Cuanto mas larga sea la corres, menor nmero de flexiones por unidad de tiempo, lo que aumenta la duracin.

Factor de correccin por polea planaVerificar que se cumplan las condiciones geomtricas necesariasAplicar el coeficiente indicado

RESUMEN: Clculo de transmisionesDeterminar que tipos de transmisiones flexibles son adecuadas para la aplicacin, segn:Potencia a transmitir / fuente de potenciaTipo de ambiente / usoEspacio disponibleRuido, mantenimiento, costo, precisin, etc.Recopilar manuales de diseo del fabricante y seguir sus recomendaciones para dimensionar la transmisin. Si no se contara con informacin especfica, utilizar valores promedio de la literatura tcnica. Posiblemente el resultado sea conservador.

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