5.2 Catarinas y cadenas PDF

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5.2 Catarinas y cadenas. Las ruedas dentadas son elementos que se ayudan a la transmisión de potencia entre ejes. Debido al contacto continuo que experimentan sus dientes, estos sufren desgaste a determinado tiempo, por lo cual se han realizado trabajos con el fin de que estos tengan un mejor desempeño. ¿Qué es una cadena? Una cadena es un componente confiable de una máquina, que transmite energía por medio de fuerzas extensibles, y se utiliza sobre todo para la transmisión y transporte de energía en los sistemas mecánicos. La función y las aplicaciones de la cadena son similares a la de una correa. La cadena de rodillo de acero está formada por una serie de piezas de revolución que actúan como cojinetes, estando situados cada conjunto a una distancia precisa del otro mediante otras piezas planas llamadas placas. El conjunto cojinete está formado por un pasador y un casquillo sobre el que gira el rodillo de la cadena. El pasador y el casquillo son cementados para permitir una articulación bajo presiones elevadas, y para soportar las presiones generadas por la carga y la acción de engrane impartida a través de los rodillos de cadenas, generalmente las placas exteriores e interiores se someten a un proceso de templado para obtener una mayor tenacidad Hay muchas clases de cadena, por ello es conveniente clasificar cada tipo de cadena por el material utilizado en su composición o por el método de construcción de ellas. Podemos clasificar cadenas en cinco tipos:  Cadena de hierro fundido

Fig. Cadena de hierro fundido.

 Cadena de acero molde

Fig. Cadena de acero molde.  Cadena forjada

Fig. Cadena forjada.

 Cadena de acero

Fig. Cadena de acero

 Cadena plástica

Fig. Cadena plástica. El uso y demanda para los primeros tres tipos de cadena hoy en día ha disminuido, sin embargo, se utilizan solamente en algunas situaciones especiales. Por ejemplo, la cadena del hierro fundido es parte del equipo que se utiliza en el tratamiento del agua; la cadena forjada se utiliza en los transportadores superiores para las fábricas de automóviles. Las cadenas están constituidas por eslabones metálicos enlazados entre sí. Los tipos de cadenas son:  Cadenas de rodillos: Es un dispositivo mecánico que, a través de partes mecánicas ensambladas entre sí, sirve para dar movimiento a dos ejes y poder transmitir la potencia mecánica.

Fig. Cadena de rodillos.

 Cadena transportadora: Sirve para trasmitir movimiento de un mecanismo a otro, generalmente a través de engranes.

Fig. Cadena transportadora.  Transportadores de cadena de rodillo vivo por cadena: Los rodillos llevan una Catarina en un extremo y son movidas por una cadena que pasa sobre todas las catarinas.

Fig. Transportadores de rodillo.

 De rodillo vivo por cadena, de rodillo a rodillo: Los rodillos llevan dos catarinas en un extremo y el movimiento se transmite por cadena de cada rodillo al que le sigue.

Fig. Cadena de rodillo a rodillo.  Curvas de rodillo vivo por cadena: Son curvas con rodillos cónicos o rectos que llevan una o dos catarinas en un extremo y que son movidas por una sola cadena rodillo a rodillo.

Fig. Curvas de rodillo vivo por cadena.

 Espuela o derivaciones de rodillo vivo por cadena: Son tramos rectos o curvos para entrar o salir de una línea principal; también tienen rodillos con catarina (s) en un extremo.  De doble o triple cadena: Llevan una cadena en cada lado del transportador que son las que mueven la carga; también pueden llevar una cadena al centro del mismo. Se usan para mover tarimas.

Fig. Cadena doble.  De rodillo vivo por cadena para servicio pesado: Se fabrican con rodillos más robustos que los tipos anteriores y la transmisión del movimiento se hace rodillo a rodillo; también se utiliza para mover tarimas.

Fig. Cadena de rodillo vivo para servicio pesado.

TRANSMICIONES DE CADENA Las cadenas junto con las bandas y los engranes son las formas más comunes de transmitir potencia de un eje a otro. Este tipo de transmisiones (cadena, catarina) se utilizan por lo regular cuando el torque y/o la temperatura alcanzan magnitudes altas. Cuando la distancia entre ejes es grande la aplicación de este tipo de transmisión también es recomendable. Las cadenas pueden clasificarse: 1. Cadena por elevación Cadena de travesaño Cadena común 2. Cadena por transporte 

Desmontable o de unión por ganchos



Articulada de extremos cerrados

3. Cadenas de transmisión 

Articulada, de clavijas



De rodillos



De eslabones dentados

CADENAS PARA ELEVACION La forma común para la cadena de elevación es la que consiste de eslabones ovalados. El otro tipo de cadena de este tipo es la de travesaños que tiene la particularidad que no se aplastan ni se enredan.

Fig. Cadenas para elevación

CADENAS PARA TRANSPORTE Puede ser del tipo desmontable o de unión por ganchos o del tipo articulado de extremos cerrados. El diseño de los dientes de la catarina para este tipo de cadenas se da en gran parte de forma empírica, teniendo cuidado de que el diente posea una forma y un espaciado tal que la cadena salga de entre la catarina con cierta suavidad y sin interferencia, aun después de que por alguna circunstancia sea estirada o que está presente desgaste. Las cadenas de esta clase generalmente se utilizan a menudo para transmitir potencias a velocidades bajas, como en el caso de la maquinaria agrícola por ultimo cabe mencionar que estas cadenas están hechas de eslabones fundidos de hierro maleable, y carecen de las cualidades de marcha suave de las cadenas echas más cuidadosamente. CADENAS DE TRANSMISION DE POTENCIA Las articuladas de clavijas, de rodillos silenciosos son los tres tipos conocidos de esta clase de cadenas. Estos tipos de cadenas generalmente están elaboradas de acero, maquinadas con precisión las partes que se desgastan están endurecidas, y corren sobre catarinas que están diseñadas cuidadosamente. Debido a que la cadena de rodillos es la más utilizada dentro de la industria. Está constituida por eslabones los cuales son de dos tipos: 

Eslabones de pernos



Eslabones de rodillos

Fig. Cadenas de transmisión de potencia.

La distancia lineal que existe entre los rodillos se le conoce como paso y el ancho es una medida del espacio interior entre placas de eslabón Las cadenas pueden ser fabricadas con simple, doble, triple, o cuádruple cantidad de hileras. Las dimensiones de los parámetros anteriores se pueden localizar en los manuales del fabricante. Cuando se requiere transmitir cargas más pesadas de lo que es posible con cadenas de rodillos del mismo paso, o bien cuando se desee el menor grado de ruido, la cadena silenciosa es la normalmente utilizada, este tipo de cadena no tiene rodillos poro son los eslabones están fabricados para que estos puedan engranar directamente con los de la rueda dentada

Fig. Cadenas de rodillo simple. CATARINAS Están fabricadas con acero 1045, acero inoxidable, acero comercial y acetal. Para que una catarina y una cadena concuerden se debe ver el numero nominal de una catarina es el mismo número nominal que el de la cadena correspondiente. Los rollos de cadena se colocan deslizando la misma sobre la catarina. Por lo tanto, deben estar suficientemente apretadas para su resistencia en uso constante. Para la selección de una Catarina se tienen que seguir los siguientes pasos: 

Determinar el tipo de carga a transmitir



Seleccionar el factor de servicio



Calcular el diseño de HP



Seleccionar el paso de la cadena



Determinar la distancia entre centros



Calcular el largo de la cadena



Los tipos de catarinas son:



Catarinas para cadena de rodillo



Catarinas para cadena de tablillas



Ruedas catarinas

Tipos de ruedas catarinas. Las cadenas en la transmisión de potencia, conducen y son conducidas por ruedas dentadas denominadas ruedas catarinas. Las ruedas dentadas pueden poseer hileras múltiples. Esto último dependerá del número de ramales o hileras que contenga la cadena. Los aspectos fundamentales en la constitución física de estas ruedas son sus especificaciones dimensionales.

Selección del tamaño de la rueda catarina y de la distancia central. Para asegurar una operación suave y una vida larga, las ruedas catarinas deberán constar de al menos 17 dientes y no más de 67. Para situaciones especiales donde la velocidad es baja o donde existe limitación del espacio, se pueden usar las ruedas catarinas con menos de 17 dientes. La experiencia ha demostrado que la razón de la velocidad dada en la ecuación no debe exceder de 7. gr 

d2 w1 N2   d1 w2 N1

d  diametro La rueda catarina pequeña deberá tener un ángulo de cobertura de la cadena de 120° para tener una operación y un rendimiento satisfactorios. El ángulo de cobertura de la cadena de la rueda Catarina más pequeña en una transmisión de dos ruedas catarinas con una razón de velocidad de menos de 3.5 siempre será de 120° o más. El ángulo de cobertura de la cadena incrementa con el aumento de la distancia central. Para aplicaciones normales la distancia central se encuentra entre 30 y 50 pasos de la cadena.

Fig. Aplicación de Catarinas en transmisión por cadena....