Correas y poleas - sas PDF

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Poleas y Correas Generalidades

•

Los sistemas de transmisión de poleas y correas se emplean para transmitir la potencia mecánica proporcionada por el eje del motor entre dos ejes separados entre sí por una cierta distancia. La transmisión del movimiento por correas se debe al rozamiento éstas sobre las poleas, de manera que ello sólo será posible cuando el movimiento rotórico y de torsión que se ha de transmitir entre ejes sea inferior a la fuerza de rozamiento.

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El valor del rozamiento depende, sobre todo, de la tensión de la correa y de la resistencia de ésta a la tracción; es decir, del tipo de material con el que está construida (cuero, fibras, hilos metálicos recubiertos de goma, etc.) y de sus dimensiones.

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Las poleas son ruedas con una o varias hendiduras en la llanta, sobre las cuales se apoyan las correas.

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Las correas son cintas cerradas de cuero y otros materiales que se emplean para transmitir movimiento de rotación entres dos ejes generalmente paralelos. Pueden ser de forma plana, redonda, trapezoidal o dentada.

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Este sistema se emplea cuando no se quiere transmitir grandes potencias de un eje a otro. Su principal inconveniente se debe a que el resbalamiento de la correa sobre la polea produce pérdidas considerables de potencia; sobre todo en el arranque. Para evitar esto parcialmente se puede utilizar una correa dentada, que aumenta la sujeción.

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Para evitar que las correas se salgan de las poleas, será necesario que las primeras se mantengan lo suficientemente tensas como para que sean capaces de transmitir la máxima potencia entre ejes sin llegar a salirse ni romperse. Para evitar este problema se emplean a veces rodillos tensores, los cuales ejercen sobre las correas la presión necesaria para mantenerlas en tensión.

rodillo extensor

Transmisión simple •

Cuando un mecanismo transmite par directamente entre dos ejes: motriz y conducido, se trata de un sistema de transmisión simple.

Si se consideran dos poleas de diámetros "d1" y "d2" que giran a una velocidad "n1" y "n2" respectivamente, tal y como se indica en la figura, al estar ambas poleas unidas entre sí por medio de una correa, las dos recorrerán el mismo arco, en el mismo periodo de tiempo. d1 * n1 = d2 * n2

Transmisión simple y ramales paralelos V

T1 conducida

r1

R2

R1

r2 T2

conductora

T1 C T2 V r1

T1 conducida

v

R2 R1

r2 T2

conductora

La potencia perdida en cada polea vale

La potencia útil es: Y el rendimiento de la transmision puede estimarse como: V r1

T1 conducida

v

R2 R1

r2 T2

conductora

Por ejemplo para: A=3.7 % %

El rendimiento de la transmisión depende de la relación de diámetros entre la polea y el del propio de eje de la misma.

• La capacidad de tranmisión de

potencia de un sistema de poleas está siempre condicionada por la más pequeña de ellas indepen dientemente de las demás.

• En un caso de diseño cuanto

mayor es el diámetro de la polea menor ancho de correa se necesita.Y tb. a mayor diámetro menos se flexiona la correa y la vida de ésta es mayor.

Correa Trapezoidal

• La sección de la

polea es trapezoidal y se aloja en una ranura trapezoidal efectuada en la polea. La sección queda definida por el ancho “b”, la altura “h”, y el ángulo de las caras laterales

b B

A

h C

D

Polea trapezoidal

La carga normal que actúa sobre la correa da lugar a dos componentes N’ y N’’, normales a las caras de la garganta (Fig).

b B

A

N’

N’’ N C

Cada una de ellas da lugar a una fuerza de rozamiento con la cara de la polea Fr de valor:

D

El conjunto de las dos fuerzas de rozamiento será

C. Trapezoidal Esto se puede interpretar expresando que una correa trapezoidal, equivale a una correa plana, con un coeficiente de rozamiento mayor

Alineamiento

• En

un sistema de poleas al menos debe existir una con orejetas y lo normal es que ésta sea la de menor diámetro.

Notas importantes • Cuando la distancia entre centros de las

poleas es ocho o más veces su diámetro, ambas deberían poseer orejetas.

• Es recomendable colocar correas locas en el reverso de la correa que pueden contribuir al correcto tensado de la correa que es esencial.

Notas importantes • A diferencia de las correas planas y trapeciales

las correas dentadas no se basan en el mecanismo de fricción para transmitir la potencia. Como consecuencia las cargas en los rodamientos se reducen y se incrementa su vida útil.

• La máxima velocidad periférica de una

combinación polea metálica correa estandar no debiera exceder en ningún caso los 30 m/s

Sist. Poleas Compuestos • • •

n1 *d1 = n2 * D2

•

i = i1,2 * i2,3 = (d1/D2) * (d2/d3) = (n2/n1) * (n3/n2)

n2 * d2 = n3 * d3 i = n3 / n1 = (d1 / D2) * (d2 / d3)

Polipastos

Rebalamiento por deslizamiento

• Si

se producirá un resbalamiento de la correa sobre la polea debido al deslizamiento de ésta Tc: tensión en ramal cargado. F2 Td: tensión en ramal descargado. Td

O2

Si a la polea de la figura Tc se le da libertad para girar sobre su centro y se le aplica al mismo tiempo el par M2=F2·R2

Del equilibrio de momentos se tiene El esfuerzo máximo que se puede vencer será entonces o

• Nótese que Tc y

Td son las mismas en las dos poleas de la transmisión.

F2 Td

O2

Tc

• Por lo cual

debe tomarse de la menor de las poleas.

la zona a2 b2 c2 de la correa, la tensión • En pasa de Tc a Td, disminuyendo por lo tanto.

• Asumiendo que la correa es elástica y sigue la ley de Hooke, al disminuir la fuerza la correa debe acortarse.

a ese acortamiento la correa sufre • Debido un resbalamiento sobre la polea. Esto es de tal forma que solo en el ángulo contacto con la polea.

sigue en

En el resto del espacio angular la correa está resbalando pues sobre la polea

Tensión Inicial • Al poner en marcha un mecanismo de este tipo para que la transmisión de potencia sea posible ha de existir en la correa cierta tensión inicial Ti, pues si no, ésta patinaría.

• Al iniciar el movimiento la tensión pasa en el ramal cargado de Ti a Tc y en el descargado de Ti a Td.

• Admitiendo que el alargamiento es igual al

acortamiento, y si la correa sigue la ley de Hooke, el incremento de fuerza en la correa cargada ha de ser igual al decremento en la descargada.

De aquí se deduce:

• Es decir la tensión inicial ha de ser igual a la semisuma de las dos tensiones Tc y Td, cuando se transmite la fuerza F.

• Como Tc = m Td al sustituirse se tiene: expresión del valor de Td que puede conseguirse con una Ti dada.

• Como además La fuerza que se puede transmitir F a partir de una Ti dada vale :

También

proporciona el valor de la tensión inicial requerida para transmitir una fuerza F...