CLCULOS PARA LA SELECCIN DE TRANSMISIONES POR CORREA

TRAPECIAL Y SUS CARACTERSTICAS DE TRABAJO

Alejandro Ozaeta

Condiciones de trabajo

Caracterstica de la carga en la mquina motriz y accionada.

Potencia a transmitir (N) Frecuencia de rotacin de una de las dos

poleas (n1 n2). Relacin de transmisin (i) o frecuencia de

rotacin de la otra polea.

Seleccin del factor de servicio (fs).

Clculo de la potencia de diseo (ND).

Este valor se define como la potencia mxima a transmitir teniendo en cuenta las condiciones consideradas por el factor de servicio

Seleccin del perfil de la correa

Seleccin del dimetro de las poleas

Siendo: d1. Dimetro de la polea motriz. d2. Dimetro de la polea accionada.

La seleccin de las poleas se realiza con base en los catlogos

Clculo de la longitud de la correa (Ln) y la distancia entre los centros de la

poleas (a).

Con base en el clculo de la longitud aproximada (L0) se selecciona una correa con longitud primitiva (Ln) cercana a la aproximada

Recalculo la distancia entre centros

Las expresiones mostradas solamente son vlidas para transmisiones abiertas con dos poleas. Si la transmisin a disear tiene caractersticas diferentes a las mencionadas, se recomienda realizar un dibujo a escala de la transmisin para determinar las distancias entre los centros de las poleas.

Clculo de la velocidad de la correa

Siendo: n1. Frecuencia de rotacin de la polea motriz

[rpm]. n2. Frecuencia de rotacin de la polea accionada

[rpm]. d1. Dimetro de la polea motriz [mm]. d2. Dimetro de la polea accionada [mm]. Vmax = 25...30 [m/s]

Verificacin de los ciclos de flexin por segundo (if).

Siendo: np. Nmero de poleas en la transmisin. v. Velocidad de la correa [m/s]. Ln. Longitud primitiva de la correa [mm]. Se recomienda no sobrepasar el valor lmite de

flexiones por segundo durante el funcionamiento normal de una transmisin por correa trapecial (40 s-1)

Verificacin del ngulo de contacto ()

Siendo: d1. Dimetro primitivo de la polea menor [mm]. d2. Dimetro primitivo de la polea mayor [mm]. a. Distancia entre los centros [mm]. Se recomienda que este valor sea mayor a 120

para no causar un rpido deterioro de las correas

Clculo de la potencia nominal transmisible por correa (N1).

Siendo: N1. Potencia transmisible por correa [kW]. d. Dimetro primitivo de la polea menor [mm]. r. Frecuencia de rotacin de la polea ms rpida

[rpm] dividida por mil. Ki. Factor por razn de transmisin. K1, K2, K3 y K4. Factores empricos calculados por los

fabricantes de transmisiones por correa trapecial.

Clculo de la potencia nominal transmisible por correa (N1).

Donde i es la razn de transmisin (n1/n2).

Clculo de la cantidad de correas (z).

Siendo: z. Nmero de correas de la transmisin. N. Potencia a transmitir [kW]. fs. Factor de servicio. N1. Potencia nominal transmisible por correa [kW]. C. Coeficiente de ngulo de contacto. CL. Coeficiente por correccin de a longitud.

Clculo de la cantidad de correas (z).

. ngulo de contacto de la polea menor en grados

Ln. Longitud primitiva de la correa [mm]. Lb. Longitud base estndar [mm]

Tensin esttica por correa (So)

ft: factor de tensado C: Coeficiente de ngulo de contacto ND: Potencia de diseo [kW] Z: Nmero de correas. V: Velocidad de las correas [m/s] L: densidad lineal de la correa [kg/m]

ft Caracterstica

2.5

Valor mximo del factor que considera f = 0.5123. Representa la tendencia a incrementar la capacidad de carga de la correa a expensas del aumento del tensado esttico.

2.02

Valor mnimo del factor que considera f = 1.469. Representa la tendencia a un aumento de la vida til de la correa por emplear un mnimo tensado esttico.

Tipo L [kg/m]

A 0.11

B 0.2

C 0.33

D 0.68

Cargas en los ramales

Determinando as la tensin total en el ramal tenso y

flojo (S1 y S2) de la siguiente manera:

Cargas en los ejes

Donde: S1. Tensin en el ramal tenso [N]. S2. Tensin en el ramal flojo [N]. W1. Peso de la polea 1 [N]. W2. Peso de la polea 2 [N]. El ngulo est definido como (180 - ) / 2, con dado en grados.

CONTROL DE LA TENSIN ESTTICA EN LAS CORREAS

Mtodo de la flecha constante

Perfil A B C D S0 [N] 32 37 83 124

Mtodo de la fuerza constante el trmino S0 no es considerado S0 = 0

Perfil A B C D F [N] 25 25 50 100

Mtodo para el control de la tensin esttica utilizado por fabricantes

Medir la longitud (t) [mm] de uno de los dos ramales de la transmisin.

Aplicar una fuerza perpendicular a la correa hasta realizar una deflexin de 16 milmetros por cada metro de longitud del ramal.

Comparar el valor de la fuerza aplicada con los valores recomendados, si la fuerza aplicada es menor que la recomendada la transmisin presenta una tensin escasa, y en caso contrario la transmisin presenta una tensin excesiva.

Perfil Rango de dimetros en la polea menor

[mm]

Rango de velocidad de la polea menor

[rpm]

Fuerza recomendada [N]

Correa usada Correa nueva

A

75 94 1000 2500 16.5 24.5 2501 4000 12.5 18.5

95 124 1000 2500 20.0 30.0 2501 4000 17.0 25.0

125 180 1000 2500 24.0 35.5 2501 4000 21.0 31.0

B 110 140 860 2500 23.5 35.0 2501 4000 20.0 30.0

145 220 860 2500 28.0 42.0 2501 4000 26.5 39.5

C 175 230 500 1740 51.0 75.5 1741 3000 42.0 61.5

240 410 500 1740 62.5 93.5 1741 3000 55.5 82.5

D 300 410 200 850 111.0 164.5 851 1500 94.5 139.0

450 - 500 200 850 135.0 201.0 851 - 1500 114.0 169.0

CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (ESFUERZOS)

Clculo segn los esfuerzos normales

Esfuerzo por fuerza centrifuga

Esfuerzo por fuerza til

Esfuerzo por flexin y0 = 0.5*T Eflex = 80100 [MPa]. d. Dimetro en [mm].

Perfil A B C D W [mm] 13 17 22 32 T [mm] 8 11 14 19 Wd [mm] 11 14 19 27 A [] 40 40 40 40 rea [mm2]

81 143 237 477

CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES

CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES

Siendo: max. Esfuerzo mximo en la correa. fat. Esfuerzo limite por fatiga (obtenido de ensayos). Ncb. Nmero de ciclos de carga bsico (obtenido de ensayos). k. Exponente de la curva de fatiga. v. Velocidad de la correa [m/s]. Ln. Longitud primitiva de la correa [mm]. np. Nmero de poleas y rodillos en contacto con la correa. H. Vida til de la correa [horas].

Con base en mltiples investigaciones y ensayos pueden ser recomendados para las

correas trapeciales clsicas los siguientes valores: fat 9 [MPa]. Ncb = 107 ciclos. k 8 12.

CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (fuerzas)

v. Velocidad de la correa [m/s]. Ln. Longitud primitiva de la correa [mm]. Tfat. Fuerza limite por fatiga [N]. (ver tabla 18) T1, T2. Fuerzas en una correa en el punto de

entrada de cada polea sobre el ramal tenso [N]. k. Exponente de la curva de fatiga. . En clculos

prcticos puede ser considerado (k = 11).

CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (fuerzas)

Donde: S0 es la tensin esttica por correa [N]. ND es la potencia de diseo [kW]. z es la cantidad de correas. v es la velocidad de la correa [m/s]. Sc es la fuerza normal en la correa por efecto de la fuerza centrifuga [N]. Tflex1 y Tflex2 son las fuerzas por flexin de la correa sobre cada polea [N]. L es la densidad lineal de la correa [kg/m]. d1 y d2 son los dimetros primitivos de las poleas [mm]. Cb es la constante de flexin.

CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (fuerzas)

Flexin normal: tipo de flexin en la que una seccin transversal de la correa presenta esfuerzos de traccin y compresin en la parte superior e inferior a la lnea neutra respectivamente. Flexin inversa: tipo de flexin en la que una seccin transversal de la correa presenta esfuerzos de traccin y compresin en la parte inferior y superior a la lnea neutra respectivamente.

Perfil L [kg/m] Cb

Tfat [N] Flexin normal

Flexin inversa

A 0.11 399 479 418 B 0.2 1701 1943 727 C 0.33 5069 8926 1288 D 0.68 21561 25873 2664

CLCULOS PARA LA SELECCIN DE TRANSMISIONES POR CORREA TRAPECIAL Y SUS CARACTERSTICAS DE TRABAJOCondiciones de trabajoSeleccin del factor de servicio (fs).Clculo de la potencia de diseo (ND). Seleccin del perfil de la correaSeleccin del dimetro de las poleasClculo de la longitud de la correa (Ln) y la distancia entre los centros de la poleas (a). Recalculo la distancia entre centros Clculo de la velocidad de la correaVerificacin de los ciclos de flexin por segundo (if). Verificacin del ngulo de contacto () Clculo de la potencia nominal transmisible por correa (N1). Clculo de la potencia nominal transmisible por correa (N1). Clculo de la cantidad de correas (z).Clculo de la cantidad de correas (z).Tensin esttica por correa (So)Cargas en los ramalesCargas en los ejesCONTROL DE LA TENSIN ESTTICA EN LAS CORREASMtodo para el control de la tensin esttica utilizado por fabricantesNmero de diapositiva 21CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (ESFUERZOS)CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONESCLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONESCLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (fuerzas)CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (fuerzas)CLCULO DE LA VIDA TIL DE LAS TRANSMISIONES (fuerzas)