correas -bandas transmisiones...
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TRANSMISIONES FLEXIBLES
CORREAS - BANDAS
TRANSMISIONES FLEXIBLES
Ing. Jhon Fredy Hincapié
Diseñador Mecánico
CARACTERISTICA GENERALES
Las transmisiones por correas se caracterizan por su forma especialmente sencilla,
marcha silenciosa y una considerable capacidad de absorber elásticamente los choques.
Sus componentes tienen generalmente un precio reducido, de aproximadamente el
Las transmisiones por correas se caracterizan por su forma especialmente sencilla,
marcha silenciosa y una considerable capacidad de absorber elásticamente los choques.
Sus componentes tienen generalmente un precio reducido, de aproximadamente el Sus componentes tienen generalmente un precio reducido, de aproximadamente el
63% del de las transmisiones por engranajes cilíndricos, sin embargo las dimensiones
de las ruedas son mayores, así como las distancias entre centros y la carga sobre los
cojinetes, la usualmente poca duración de la correa las cataloga como una transmisión
de mediana durabilidad y existe deslizamiento elástico durante el funcionamiento de la
transmisión.
Las transmisiones por correas son transmisiones por fricción y flexibles, lo que le
permite transmitir el movimiento de la polea conductora a la conducida, con la potencia
deseada, gracias a la fuerza de rozamiento que surge en el contacto entre la polea y
Sus componentes tienen generalmente un precio reducido, de aproximadamente el
63% del de las transmisiones por engranajes cilíndricos, sin embargo las dimensiones
de las ruedas son mayores, así como las distancias entre centros y la carga sobre los
cojinetes, la usualmente poca duración de la correa las cataloga como una transmisión
de mediana durabilidad y existe deslizamiento elástico durante el funcionamiento de la
transmisión.
Las transmisiones por correas son transmisiones por fricción y flexibles, lo que le
permite transmitir el movimiento de la polea conductora a la conducida, con la potencia
deseada, gracias a la fuerza de rozamiento que surge en el contacto entre la polea y deseada, gracias a la fuerza de rozamiento que surge en el contacto entre la polea y
correa dado por el tensado de esta última.
deseada, gracias a la fuerza de rozamiento que surge en el contacto entre la polea y
correa dado por el tensado de esta última.
La transmisión por correas más sencilla consta de una polea conductora, una polea
conducida y una correa montada con tensión sobre las poleas, que transmite la fuerza
circunferencial por rozamiento.
PARAMETROS PRINCIPALESPotencias.Los valores de las potencias transmisible van desde valores muy pequeños hasta
medios (0.3 Kw hasta 50 Kw), pueden llegar a transmitir hasta 1500 Kw con
transmisiones de gran tamaño y varias correas, correas multi-V o planas de grantransmisiones de gran tamaño y varias correas, correas multi-V o planas de gran
ancho.
Velocidades.La alta velocidad de la correa caracteriza a estas transmisiones. Generalmente las
velocidades máximas pueden variar para cada tipo de correa.
Eficiencia.La eficiencia en correas planas y dentadas puede ser de 0.98 y en correas trapeciales La eficiencia en correas planas y dentadas puede ser de 0.98 y en correas trapeciales
de 0.94 a 0.96.
Razón de transmisión.Por lo general se emplean razones de transmisión cinemática de hasta 4 y 5, aunque
pudiera llegarse incluso hasta 10 o 15. No se recomiendan razones de transmisión muy
elevadas porque las dimensiones exteriores aumentan considerablemente y
disminuye el ángulo de contacto en la polea menor en ausencia de rodillos tensores
CAMPO DE APLICACIÓNUsualmente, las transmisiones por correas se emplean cuando
se necesita:
• Altas velocidades de rotación.• Altas velocidades de rotación.
• Rigurosas exigencias de suavidad de trabajo.
• Distancias entre centros relativamente grandes.
• Transmisión de rotación a varias poleas.
•Transmisiones con bajo costo de inversión
y mantenimiento.y mantenimiento.
VENTAJAS Y DESVENTAJASVentajas• Marcha casi silenciosa.
• Buena absorción y amortiguación de
choques.
Desventajas• Grandes dimensiones exteriores.
• Inevitabilidad del deslizamiento elástico
de la correa.choques.
• Disposición sencilla, sin cárter ni
lubricación.
• Múltiples posibilidades de instalación
para diferentes aplicaciones.
• Desacoplamiento sencillo.
• Bajo costo.
• Variación sencilla de la relación de
transmisión. Esto se logra en correas
de la correa.
• Grandes fuerzas sobre los árboles y
apoyos debido a que la tensión total en
ambos ramales de la correa es
considerablemente mayor que la fuerza
circunferencial a transmitir.
• Variación del coeficiente de rozamiento
a causa del polvo, suciedad, aceite o
humedad.transmisión. Esto se logra en correas
planas con poleas escalonadas y en
correas trapeciales con poleas cónicas,
que permiten variar el diámetro efectivo
de las poleas.
• Posibilidad de trabajar a altas
velocidades de rotación.
humedad.
• Pequeña duración de las correas en
transmisiones rápidas.
CLASIFICACION - TRASMICIONES Según la disposición de la correa y los ejes
Transmisión abierta. Se mantiene el MismoTransmisión abierta. Se mantiene el Mismo
sentido de rotación en las poleas.
Transmisión cruzada. Se invierte el sentido de
rotación en las poleas.
Transmisión múltiple. Permite accionar
diferentes poleas conductoras con una sola
polea motriz.
Transmisión semicruzada. Los ejes de
rotación de las poleas se cruzan.
Transmisión semicruzada angular. Los ejes de
rotación de las poleas se cruzan con un rotación de las poleas se cruzan con un
ángulo determinado.
Según la clase de tensado previo
Transmisión como muchas poleas y rodillos
de guías. Para trasmitir movimiento desde un de guías. Para trasmitir movimiento desde un
eje a varios ejes.
Transmisión como rodillo tensor.se emplea
para aumentar el ángulo de contacto de la
polea menor .
Transmisión semicruzada angular con rodillo.
Se emplean para aumentar el ángulo de
contacto.
Transmisión semicruzada con rodillo de guía.
Cuando es necesario obtener los dos sentidos
de rotación.
Transmisión con tensado automático. Se
mantiene el pretensado.
Angulo de AbrazamientoLongitud de la Correa
ANGULO DE ABRAZAMIENTO
Dependiendo el ángulo que la banda abraza Dependiendo el ángulo que la banda abraza
la polea, este tiene que ser multiplicado por
un factor para garantizar que la potencia
trasmitida por la correa no producirá
deslizamiento entre la correa y la banda.
Esto es mas perjudicial en poleas que tiene
una alta relación de trasmisión entre ellas,
ocasionando que los diámetros de las dos ocasionando que los diámetros de las dos
poleas sean muy distinto, uno muy pequeño
mientras otro muy grande.
CALCULO DE LAS TRANSMISIONES
El objetivo del calculo de una transmisión, es la determinación de las dimensiones de la
correa (o correas) de transmisión por las condiciones dadas de trabajo. Al mismo tiempo,
de este calculo hallamos la carga y las dimensiones principales para construir los de este calculo hallamos la carga y las dimensiones principales para construir los
elementos de la trasmisión (polea, dispositivos Tensores, arboles y cojinetes).
Las dimensiones y las cualidades de las correas se determinan por las normas.
Naturalmente que el calculo de una transmisión por correa se debe confeccionar a base
de las dimensiones normalizadas y de la calidad de las correas que manejan cada
fabricante.
Entre tano las normas que están en rigor para las correas no contienen todos los datos
indispensables para el calculo total de las correas, lo que repercute en el método del indispensables para el calculo total de las correas, lo que repercute en el método del
calculo de las correas adoptado en la actualidad, el cual en cierta manera es
convencional. Cada fabricante da la manera y forma de calcular las propiedades de la
correa, pero esta manera no la sigue sus competidores, por eso cuando se cambia de una
marca a otra, se debe tener presente re calcular con los datos de entrada y volver a
seleccionar la correa (o el numero de correas) para la nueva marca.
PRINCIPIO DE TRABAJO DE LAS TRANSMISIONES POR CORREAS.
El principio de trabajo de las transmisiones por correa se basa en la dependencia
analítica que existe entre las tensiones de un hilo flexible que envuelve en cilindro. Esta analítica que existe entre las tensiones de un hilo flexible que envuelve en cilindro. Esta
relación se conoce como la Ecuación de Euler, y se expresa de la forma:
• S1 y S2 son la fuerza aplicada en los extremos del hilo.
• ƒ es el coeficiente de rozamiento entre el hilo y el cilindro.
• α es el ángulo (en radianes) abrazado por el hilo en el cilindro.
La Ecuación de Euler para el caso de la transmisión por correas da una relación
aproximada entre las tenciones de los ramales de la correa.aproximada entre las tenciones de los ramales de la correa.
En una transmisión por correas el aumento de la tensión en un ramal de la correa hace
que disminuya la tensión en el otro, mientras que la suma de las tensiones se mantiene
constante. Esto se defina en la Ecuación de Poncelet.
• S0 es la tensión inicial.
Por otro lado las tensiones en los ramales se relaciona con la fuerza útil que se desea
transmitir. Si plantemos una sumatoria de momentos con respecto al centro de la polea
se obtiene:
De esta forma, en una transmisión sin movimiento o trabajando sin carga las tensiones
son iguales en cada ramal e igual a S0, pero si se carga la transmisión con una fuerza
periférica, las tensiones se distribuyen de la siguiente forma:
Se deduce, al iniciar el movimiento en la transmisión se produce un alargamiento en el
ramal inferior y un acortamiento en el superior, siendo ambas deformaciones de la
misma magnitud, esto nos indica que en la superficie de la polea en contacto con la
correa se produce un deslizamiento.
La corre pasa por la polea conductora a una velocidad V1 y sale de ella con una velocidad
V2, mientras que la polea conductora mantiene la velocidad periférica V1. en los punto
de contacto, donde las velocidades son diferentes, debido a la elasticidad de la correa se
produce lo que se conoce como deslizamiento elástico.
El deslizamiento elástico no se produce en todo el arco de contacto entre la polea y la
correa, sino solo en aquella parte que pertenece el ramal conductor de las poleas.
En la medida que aumenta la carga, aumenta el ángulo de deslizamiento, disminuyendo
el ángulo de reposo, de manera que en caso de una sobrecarga, el deslizamiento se
extiende a todo el arco de contacto y el movimiento deslizante elástico se trasforma en
resbalamiento. Provocando el rápido deterioro de la correa.
Angulo de reposo. Es el ángulo
en el cual no hay movimiento α en el cual no hay movimiento
relativo entre la polea y la correa.
αrep
Angulo de deslizamiento.αdes
Coeficiente se Tracción. Es la relación entre el esfuerzo periférico que trasmite la
corea F y la suma de las tensiones en sus ramales (S1+S2 ò 2So), se denomina
coeficiente de tracción φ
este coeficiente de tracción permite determinar la característica de tracción de cada
transmisión.
Zona de Trabajo (φ entre 0 y φo).En esta zona se transmite el movimiento de la
polea motriz a la movida sin interrupciones.
Zona de Trabajo inestable (φ entre φo y φ).Zona de Trabajo inestable (φ entre φo y φ).En esta zona el deslizamiento elástico se
convierte en resbalamiento por momentos.
Zona de resbalamiento pleno(φ mayor φmax).Para este caso no se produce transmisión de
movimiento de la polea conductora a la
conducida.
En una trasmisión por correas de tipo abierta, se conoce:
• velocidad de la correa es de 10 m/s.
• trasmite una potencia de 1Kw.• trasmite una potencia de 1Kw.
• coeficiente de tracción φ = 0.6
• coeficiente de tracción maxima φmax = 1.15 … 1.3) φo
La fuerza de tensado inicial en la correa So,
para lograr la mayor eficiencia en la
trasmisión.
El rango de valores potencia máxima que
puede ser transmitida con ese tensado, antes
de ocurrir el patinaje.
FACTOR DE SERVICIO para motores
Para las trasmisiones de potencia, existe un factor, el cual modifica la potencia
del motor, con la cual se seleccionan los diferentes elementos de trasmisión.
FACTOR DE SERVICIO para motores
El factor de servicio depende de la aplicación a la cual se someterá los diferentes
elementos de trasmisión, para garantizar que estos pueden soportar el tipo de
trabaja para lo cual son utilizados.
FACTOR DE SERVICIO para motores
**Para motores a explosión con cuatro ó más cilindros incrementar 1,0 al valor
factor de servicio encontrado, para motores menor cantidad de cilindros,
consultar en fábrica.
TIPOS DE CORREAS
Correa Redonda
Correa Planas
Correa Trapeciales
Correa Multi VCorrea Multi V
Correa Dentadas
CORREAS REDONDASSe emplean para bajas potencias, se caracterizan por el
diámetro de la sección transversal d, que oscila en el
Rango de 3 y 15mm. El perfil de las ranuras de la polea se
selecciona de forma semicircular, con radio igual al de la selecciona de forma semicircular, con radio igual al de la
correa, o trapecial con ángulo de 40º-60º.
Son apropiadas para aplicaciones de bajas cargas,
aplicaciones de poca responsabilidad, transmisiones
pequeñas y en equipos de laboratorio. Se construyen de
cuero, caprón, algodón y caucho.
CORREAS REDONDASSe utiliza principalmente para dos fines.
1º transmisión de potencia entre dos o mas ejes.
2º desplazamiento de producto a lo largo de una distancia especifica.
CORREAS REDONDAS
Para las correas redondas se tiene un máximo permisible de
potencia de transmisión de 2Kw .
Transmisión de potencia
potencia de transmisión de 2Kw .
basada en la potencia y la velocidad de la polea mas rápida se
selecciona un diámetro “d” tentativo de la correa, la cual nos
da una fuerza tangencia máxima por correa.
Dependiendo el numero de poleas en el cual se trasmite el
movimiento y la diferencia entre el diámetro de las poleas, el
Angulo de abrazamiento varia y ocasiona una perdida de
potencia.
Las poleas dependiendo su diámetro de la correa tiene un
diámetro de polea mínimo.
CORREAS REDONDAS
Factor Acr. de contacto C1Velocidad m/s
Cuando el abrazamiento en la polea que gira mas rápida, es menor de 180º, se tiene que
multiplicar la potencia de entrada por el factor de arco de contacto C1.
∆d. es la diferencia entre la polea mas grande y la polea mas pequeña.
CORREAS REDONDAS
Potencia - Velocidad
Para determinar el diámetro de la correa, se entra a la tabla con velocidad lineal y la potencia en kilo vatios.
CORREAS REDONDASCaracterísticas Físicas de la Correa.
Basado en el diámetro “d” se seleccionan las características físicas de la correa y se
calcula cual es la fuerza sobre el eje.
CORREAS REDONDASCaracterísticas Geométricas de la Polea.
Especificaciones geométricas de la polea redonda dependiendo el diámetro “d”.
CORREAS PLANASSon correas con sección transversal rectangular,
definida por su espesor h, y su ancho b. en la zona del
empalme la resistencia de la transmisión puede
disminuir hasta un 85%.disminuir hasta un 85%.
Los materiales mas utilizados para su construcción
fueron en un inicio lana, cuero y algodón, en la
actualidad se prefiere el caucho y las poliamidas,
incluso existen correas planas metálicas semejantes a
laminas metálicas.
CORREAS PLANASSe emplean fundamentalmente para las
siguientes aplicaciones:
cuando hay desplazamientos laterales.cuando hay desplazamientos laterales.
para grandes distancias entre centros.
cuando existen grandes fuerzas periféricas.
cuando hay flexión en los dos planos.
para diámetros muy pequeños, ya que son muy
flexibles y admiten un mayor tensado.
CORREAS PLANAS para trasmisión de potencia
Las correas planas pueden ser usadas en muchas formas de trasmisión de potencia.
Básicamente son conocidas las de dos poleas (trasmisión abierta), sin embargo , las correas
planas pueden ser usadas en aun gran variedad de diseños.planas pueden ser usadas en aun gran variedad de diseños.
Transmisión MúltipleTransmisión Abierta
Transmisión Múltiple
Transmisión Semi- Cruzada
con rodillos guías Transmisión Semi- Cruzada
CORREAS PLANAS para trasmisión de potencia
Transmisión Cinta - Eje Transmisión Tangencial de Eje
Transmisión de Rodillo Transportador de Carga
CORREAS PLANAS tipos de correas planas
TC-•Grandes potencias
•Simple unión
•Gran Flexibilidad
Polyamide
PolyesterTC-
TC-xxCL
S-
•Gran Flexibilidad
•Grandes potencias
•Un mayor agarre
entre las superficies
•Grandes resistencia
al impacto
•Simple unión
•Grandes resistencia
Aramide
Polyamide
A-
TF-
•Grandes resistencia
al impacto
•Gran durabilidad el
desgaste
•Alta flexibilidad
•Simple unión
•Grandes distancias
CORREAS PLANAS tipo TC- TCF-
Características
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CORREAS PLANAS tipo S- A-
Características
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CORREAS PLANAS tipo TF-
Características
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CORREAS PLANAS perfil de la polea
Las poleas tiene un perfil ya definido, el
cual es de una forma curva para
proporcionar un mejor agarre y obtener
una mejor trasmisión de potencia.
CORREAS PLANAS perfil de la polea
CORREAS TRAPECIALES
Tienen una amplia aplicación en la industria, a partir de
la necesidad que surge de accionamientos eléctricos
independientes en los inicios del siglo XX. Esta correa independientes en los inicios del siglo XX. Esta correa
admite una transmisión con distancia entre centros
pequeña y grandes relaciones de transmisión. En estas
condiciones las correas planas trabajaban muy mal y su
capacidad de tracción era insuficiente. En cambio,
tienen en desventaja la necesidad de mayores
diámetros mínimos que sus compañeras planas.
La sección transversal de una correa trapecial se define
por su ancho b y su alto h. Estas correas tienen mayor por su ancho b y su alto h. Estas correas tienen mayor
capacidad tractiva debido a su forma, de manera que
la fuerza de tracción es mayor respecto a las planas.
Además de que el área de contacto correa-polea
aumenta
CORREAS TRAPECIALES perfiles Con la potencia de
diseño y la velocidad
del eje más rápido se
consulta el siguiente
gráfico en el cual se gráfico en el cual se
aprecia las 5 secciones
más típicas de las
correas.
Cada sección aparece
como una zona de un
color particular.
Con los datos ya
indicados se observa en
que zona se encuentra.
Esto determina la
sección de correa que
se recomienda usar.
Conociendo la sección a utilizar se procede a obtener la relación de transmisión entre ejes
“Rt". Se define como relación "1:Rt" a la razón entre las velocidades del eje rápido dividido
por el eje lento.
CORREAS TRAPECIALES diámetro mínimos
por el eje lento.
Ejemplo: Si el eje rápido gira a 1440 rpm y el eje lento a 800 rpm, la relación es
"1:1.8“. Esta relación debe darse entre los diámetros de las poleas a utilizar:
i =Dp / dp
Dp: diámetro primitivo de la polea lenta.
dp: diámetro primitivo de la polea rápida
Conociendo la relación de transmisión “Rt" se procede a calcular los diámetros Dp y dp. Se
recomienda usar como diámetros mínimo dependiendo el perfil los siguientes valores:
Se procede dando un valor para dp y se calcula Dp de la forma
siguiente:
Dp = i * dp
CORREAS TRAPECIALES longitud efectiva
p p
Con estos valores se puede calcular el largo L aproximado de la
correa que se necesita.
L = (2*C) + (1,57*(Dp + dp)) + (Dp - dp)2/(4*C)
De donde L: longitud de la correa
C: distancia tentativa entre ejes
Dp ,dp: diámetros primitivos de las poleas
Conociendo este valor y la sección utilizada, se consulta la
tabla siguiente, que entrega la identificación de la correa tabla siguiente, que entrega la identificación de la correa
adecuada. Esta identificación es una letra y un número, la
letra indica el tamaño de la sección transversal de la correa (A,
B, C, D, E) y el número representa el largo de la correa cuyo
largo se aproxima lo más posible al largo L calculado. Como es
muy probable que la correa seleccionada tenga un largo
diferente de L se debe ajustar la distancia entre centros C
acercado o alejando los ejes.
CORREAS TRAPECIALES tabla de longitud efectiva
CORREAS TRAPECIALES tabla de longitud efectiva
Conociendo la velocidad del eje rápido, la relación
de transmisión “Rt" y la sección usada, se consulta
la tabla correspondiente a la sección de correa
CORREAS TRAPECIALES
la tabla correspondiente a la sección de correa
utilizada.
Se obtiene de ella la potencia que es capaz de
conducir una sola correa P1, este valor se comparará
con la potencia de diseño para calcular cuántas
correas serán necesarias en su transmisión.
Para realizar el cálculo final se necesitan dos factores
de corrección. de corrección.
El primero es el factor C2 que considera la longitud
de la correa. La cual se obtiene de tabla, se ingresa a
ella por el número de correa o por la longitud y
depende del perfil de la correa, ya sea A, B, C, D, E.
CORREAS TRAPECIALES sección A para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección A para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección B para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección B para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección C para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección C para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección D para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección D para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección E para la potencia
CORREAS TRAPECIALES sección E para la potencia
El último factor de corrección C3 considera el arco de contacto entre la correa y
las poleas que en definitiva limita la capacidad de transmisión ya que este es un
sistema que trabaja por roce. Con los valores de Dp y dp se consulta la tabla
siguiente y se obtiene C .
CORREAS TRAPECIALES
siguiente y se obtiene C3.
Finalmente se calcula la cantidad de la correas que se necesita en la trasmisión:
Z = Potencia de Diseño/(C2*C3*P1)
Donde Z se aproxima al entero superior.
CORREAS TRAPECIALESperfil de la poleas
Tiene una forma de canal, en donde la correa entra y se
sostiene para transmitir la potencia.
El área de trasmisión de la potencia son las paredes El área de trasmisión de la potencia son las paredes
laterales, las cuales están a un Angulo ya definido de 60º.
Debido a esta característica tiene una gran ventaja a
comparación de las bandas planas.