utp01-cal y selecc fajas trans parte 1

Your logo

CALCULO Y SELECCION EN TRANSMISION POR CORREAS

Diseño y Fundamento Mecanico

INTRODUCCION Las correas son elementos de transmisión de potencia, de

constitución flexible, que se acoplan sobre poleas que son solidarias a ejes con el objeto de transmitir pares de giro.

La correa de transmisión trabaja por rozamiento con la polea sobre la que va montada. Este hecho, junto a su naturaleza flexible, que se comportan como amortiguador, reduciendo el efecto de las vibraciones que puedan transmitirse entre los ejes de la transmisión.

En general, el empleo de correas en las transmisiones resulta una opción más barata, pero como contrapartida, este tipo de elementos no pueden garantizar una relación de transmisión siempre constante entre ejes, dado que pueden originarse pequeños deslizamiento de la correa sobre la canaladura de la polea, debido, por ejemplo, a que el tensado inicial no se ha hecho correctamente, o en todo caso, producido por el desgaste con las horas de funcionamiento.

Here comes your footer

NORMALIZACION

En la norma se establecen los requisitos mínimos que obligatoriamente habrán de reunir las correas, así como las pruebas específicas que deben efectuarse para su correcta verificación.

Existen desde principios de siglo y son necesarias para:

" Permitir la intercambiabilidad." Mejorar los procesos de

fabricación." Garantizar la operatividad.


A nivel internacional, las principal es la ISO.En Europa, está la EN (European Normalization).En España, está la UNE (Una Norma Española).

En EE.UU., están:

RMA. RUBBER MANUFACTURERS ASSOCIATIONMPTA. MACHANICAL POWER TRANSMISSION ASSOCIATIONSAE. SOCIETY OF AUTOMOTIVE ENGINEERSASAE. AMERICAN SOCIETY OF AGRICULTURAL ENGINEERS. API. AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE.

Principales Normas ISO sobre Correas

ISO 22 . Belt Drives-Flat Transmisión Belts and Correponding Pulleys-Dimensions and Tolerances.

ISO 155. Belt Drives-Pulleys-Limiting Values for Adjustment of Centres. ISO 254. Belt Drives-Pulleys-Quality. Finish and Balance. ISO 255. Belt Drives-Pulleys for V-Belts (System Based on Datum Width)-Geometrical

Inspection of Grooves. ISO 1081. Drives Using V-Belts and Grooved Pulleys-Terminology. ISO 1604. Belt Drives-Endless Wide V-Belts for Industrial Speed- Changers and Groove

Profiles for Corresponding Pulleys. ISO 1813. Anistatic Endless V-Belts-Electrical Conductivity-Characteristic and Method of Test. ISO 2790. Belt Drives-Narrow V-Belts for the Automotive Industry and Corresponding Pulleys-

Dimensions. ISO 3410. Agricultural Machinery-Endless Variable-Speed V-Belts and Groove Sections of

Corresponnding Pullleys. ISO 4183 .Belt Drives-Classical and Narrow V-Belts-Grooved Pulleys (System Based on

Datum Width). ISO 4184. Classiacl and Narrow V-Belts-Lengths.


Principales Normas ISO sobre Correas

ISO 5287. Narrow V-Belts Drives for the Automotive Industry-Fatigue Test. ISO 5289. Endless Hexagonal elts for Agricultural Machinery and Groove Sections of

Corresponding Pulleys. ISO 5290. Grooved Pulleys for Joined Narrow V-Belts-Groove.Sections 9J, 15J, 20J

and25J. ISO 5291. Grooved Pulleys for Joined Classical V-Belts-Groove Sections AJ, BJ, CJ and

DJ (Effective System). ISO 8370. V-and Ribbed V-Belts-Dynamic Test to Determine Pitch Zone Location. ISO 8419. Narrow Joined V-Belts-Lengths in Effective System. ISO 9608. V-Belts-Uniformity of Belts-Centre Distance Variation-Specifications and Test

Method. ISO 9980. Belt Drives-Grooved Pullyes for V-Belts (System Based on Effective Width)-

Geometrical Inspection of Grooves. ISO 9981. Belt Drives-Pulleys and V-Ribbed Belts for the Automative Industry-Dimension-

PK Profile. ISO 9982. Belt Drives-Pulleys and V-Ribbed Belts for Industry Applications-Dimensions-

PH, PJ, PK, PL, and PM Profiles.


SEGÚN LA DISPOSICIÓN ESPACIAL


Transmisión por correa abiertaSe emplea en árboles paralelos si el giro de estos es en un mismo sentido. Es la transmisión más difundida. En estas transmisiones, la flexión en la correa es normal y depende fundamentalmente del diámetro de la polea menor.

Transmisión por correa cruzadaSe usa en árboles paralelos, si el giro de estos es en sentido opuesto. En perfiles asimétricos la flexión es inversa (alternativa). Para evitar un intenso desgaste en la zona que cruzan las correas, es recomendable una gran distancia entre ejes.

Transmisión por correa semicruzadaSe emplea si los árboles se cruzan (generalmente a 90º). Se recomienda elegir una distancia entre ejes que sea mayor de 4 veces la suma del diámetro primitivo y el ancho de la polea con eje horizontal.

SEGÚN LA DISPOSICIÓN ESPACIAL


Transmisión por correa con rodillo tensor exteriorSe usan cuando es imposible desplazar las poleas para el correcto tensado de las correas y se quiere incrementar el ángulo de contacto en la polea menor (mayor capacidad de tracción). Las correas con perfil asimétrico sufren una flexión inversa.

Transmisión por correa con rodillo tensor interiorSe utilizan en las mismas situaciones que con rodillo exterior, salvo que con este montaje se mejora la vida útil de la correa por producir en ella una flexión normal.

Transmisión por correa con múltiples poleasSe emplea para transmitir el par desde un árbol a otros árboles dispuestos paralelamente. Las poleas pueden estar, con relación a la correa, con un montaje interior o combinado (admisible con perfiles simétricos).


TIPOS DE CORREAS DE TRANSMISIONCorreas planas: actualmente ya en desuso y sustituidas gradualmente por las trapezoidales, se utilizaban sobretodo en aquellas transmisiones donde no se requerían grandes prestaciones, esto es, que no se transmiten grandes pares ni la velocidad lineal que alcanza la correa es elevada (< 5 m/s). También pueden emplearse cuando la distancia entre ejes de poleas es elevada. Las correas planas se dividen a su vez en correas "sin fin", también llamadas correas continuas, y correas abiertas, que se denominan así porque se suministran abiertas para su montaje y posteriormente son cerradas mediante grapas o pegamento industrial.

Correas dentadas o síncronas (timing belts):

Tienen aplicación sobretodo en aquellas transmisiones compactas y que se requieren trasmitir alta potencia. En este caso se deben emplear poleas de pequeño diámetro, y las correas dentadas ofrecen mayor flexibilidad y mejor adaptabilidad al dentado de la polea. Por otro lado, también permiten ofrecer una relación de transmisión constante entre los ejes que se acoplan.

Correas trapezoidales o de sección en "V":

Las correas en "V" permiten transmitir pares de fuerzas más elevados, y una velocidad lineal de la correa más alta, que puede alcanzar sin problemas hasta los 30 m/s.

El contacto de la correa con la garganta de la polea se

produce únicamente en los laterales, por ello las presiones

específicas de contacto garganta-correa es 4 o 5 veces

superior a la correa plana, por lo que se desgastan antes.

TIPOS DE CORREAS DE TRANSMISIONCorreas Redondas.

Se emplean para bajas potencias, se caracterizan por el diámetro de la sección transversal “d”, que oscila en el rango de 3 y 12mm. El perfil de las ranuras de la polea se selecciona semicircular, con radio igual al de la correa, o trapecial con ángulo de 40°. 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 Multi “V”Son una combinación de correas planas y trapeciales, uniendo las ventajas de las planas en cuanto a su gran flexibilidad y la alta capacidad tractiva de las trapeciales

Correas Hexagonales o en doble “V”Se utilizan en aplicaciones en las que se requiere transmitir potencia por las dos caras de la correa. Sus composición es similar a las correas trapezoidales.

SEGÚN EL TIPO DE APLICACIÓN CORREAS DE ALTA RESPONSABILIDAD:

- Potencia a transmitir >3,7 KW

- Funcionamiento: entre 8 y 24 h/día. CORREAS DE BAJA RESPONSABILIDAD:

- Potencia a transmitir ≤ 3,7 KW

- Funcionamiento: < 8h/día. CORREAS PARA AUTOMOCIÓN:

- Espacio reducido con poleas de pequeño diámetro.

- Alta potencia a transmitir.

- Temperaturas elevadas: hasta 100 ºC. CORREAS PARA MAQUINARIA AGRÍCOLA:

- Alta potencia.

- Amplio rango de cargas y velocidades, con frecuentes cargas de choque.

- Ambientes muy sucios.

- Múltiples poleas conducidas y tensores: Geometría complicada.


Diámetros Mínimos de poleas

V diámetro válido de polea;

R diámetro de polea especialmente recomendado.


La elección del diámetro correcto de las poleas es sumamente importante, dado que un diámetro excesivamente pequeño para una sección de correa determinada significaría una flexión excesiva de ésta, lo que terminaría reduciendo su vida útil. Como norma general, al aumentar el diámetro de la polea aumentará la vida útil de la correa.Según la norma BS 3790, los diámetros de polea válidos para cada sección de correa. Diámetros inferiores a los indicados en la siguiente tabla, según la sección de la correa, no deben emplearse:

Ajuste de la Distancia entre Poleas

Toda transmisión por correas flexibles debe ofrecer la posibilidad de ajustar la distancia entre centros de poleas, es decir, de poder variar la distancia que separa los ejes de giro de las distintas poleas que permita realizar las siguientes operaciones: o Hacer posible el montaje inicial de la correa sin forzarla;o Una vez montada, poder realizar la operación de tensado inicial;o Durante la vida útil de la correa, para poder compensar el asentamiento de la correa o su

alargamiento que se produce por el uso.



CARACTERISTICAS Las correas trapezoidales o correas en "V"

trabajan a partir del contacto que se establece entre los flancos laterales de la correa y las paredes del canal de la polea.

Según las normas ISO las correas trapezoidales se dividen en dos grandes grupos: las correas de secciones con los perfiles clásicos Z, A, B, C, D y E, y las correas estrechas de secciones SPZ, SPA, SPB Y SPC. En la figura adjunta se representa esquemáticamente una sección tipo de correa trapezoidal o correa en "V":

a, es el ancho de la cara superior de la correa;

h, es la altura o espesor de la correa;

ap, es el denominado ancho primitivo de la correa.

Perfiles de las fajas-clasificacionCORREAS TRAPECIALES (SEGÚN NORMAS BS-3790, ISO-4184, DIN-7753, DIN-2215)


Perfiles de las fajas-clasificacionCORREAS TRAPECIALES (SEGÚN NORMAS BS-3790, ISO-4184, DIN-7753, DIN-2215


COMPOSICIÓN DE CORREAS

Constan de cinco componentes básicos:1. Tejido.

2. Material sobre el tejido.

3. Material de adhesión.

4. Material bajo el tejido.

5. Recubrimiento.


COMPOSICIÓN DE CORREASTEJIDO.

Proporciona las características elásticas y resistentes a la correa.

Propiedades:Resistencia a la fatiga.Alta tensión elásticaResistencia a cargas de choque. Capacidad de adhesión a los materiales que le

rodean.Resilencia.

"Los materiales más frecuentes utilizados son: rayón, nylon, poliéster, fibra de vidrio, acero,…

MATERIAL SOBRE EL TEJIDOPosiciona el tejido en la sección transversal de la

correa. Le da soporte lateral.

Material de adhesión.

Garantiza la unión entre el tejido y el resto de los materiales y, por tanto, el trabajo simultaneo y la distribución uniforme de tensiones.


Material bajo el tejido. Transmite los esfuerzos desde la

garganta de la polea al tejido. Debe ser suficientemente rígido

lateralmente para transmitir los esfuerzos a la garganta de la polea.

Debe ser suficientemente flexible para flexar en la garganta de la polea durante millones de ciclos.

Es el material del que están formados los dientes de las correas sincronizadoras.

Recubrimiento. Protege el resto de los elementos del

aceite, suciedad y otros elementos destructivos.

COMPOSICIÓN DE CORREAS

1. Funda exterior de tejido vulcanizado2. Capa de flexión

3. Elementos que soportan la carga4. Cojín resistente de caucho


1 – Neopreno.2 – Nylon.3 – Fibra de vidrio.4 – Neopreno.

correas sincronizadoras de polioretano son:Polioretano.Fibra de keblar.Nylon.


PROCEDIMIENTO DE CALCULO

Todo fabricante que comercialice correas de transmisión dispone de catálogos con las especificaciones técnicas de sus correas que es accesible al público en general. En dichas especificaciones técnicas se incluyen, para cada sección nominal, la potencia que puede transmitir cada correa, en función del diámetro y las r.p.m. a que gire la polea más pequeña, ya que ésta es la que va a condicionar la resistencia por fatiga a flexión de la correa.No obstante los valores de estas tablas son teóricos, y están calculados suponiendo unas hipótesis de cargas constantes y un arco de contacto de la correa sobre la polea de 180º.Evidentemente, la realidad en cada caso será distinta y habrá que ajustarse a las condiciones específicas de trabajo a la que se someta a la correa. Es por ello que es necesario hacer uso de unos coeficientes de corrección que tengan en cuenta la realidad en el diseño y las condiciones de trabajo de cada correa. En los siguientes apartados se mostrarán cómo calcular dichos coeficientes correctores.

POTENCIA TRANSMITIDA


En primer lugar habrá que calcular la potencia de diseño o total de la potencia transmitida sobre la que se diseñará la correa. La potencia que desarrolla el motor conductor (P) es el punto de partida, pero a este valor habrá que afectarlo de un coeficiente corrector en función de diversos factores como son:

o Tipo de motor conductor que se utilice para accionar la transmisióno Tipo de máquina conducida que se vaya a accionaro Horas de servicio por día.

De esta manera la potencia corregida (Pc) o total de la potencia transmitida, que es la que habrá que utilizar en el diseño, vendrá dada por la siguiente expresión:

Pc = P · K

Donde•Pc es la potencia corregida•P es la potencia transmitida del motor conductor•K es el factor de corrección de la potencia de acuerdo a la siguiente tabla

Tabla N° 11 FACTOR DE SERVICIO - K


Potencia Transmitida


En ocasiones, en lugar de la potencia del motor de accionamiento (P) lo que se dispone es su par motor (T). En este caso la potencia (P) que transmite se calcula de la siguiente manera:

Donde: P resulta la potencia transmitida en kW, n son las revoluciones por minuto (rpm) y T es el par motor en kg fuerza · metro.


SELECCION DE CORREAS

Cada fabricante dispone de gráficas donde se muestra el tipo de correa adecuada para trabajar en función de la potencia a transmitir y de las revoluciones de giro de la polea menor. Se adjunta una gráfica tipo de un fabricante de correas de transmisión donde se puede seleccionar la sección correcta de la correa:

N° rpm de polea menor

Diámetro de Poleas

Donde:

R es la relación de transmisión;

N son las revoluciones por minuto (rpm) de la polea menor;

n son las revoluciones por minuto (rpm) de la polea mayor;

D es el diámetro de la polea mayor;

d es el diámetro de la polea menor.


La relación de transmisión se calcula de acuerdo a la siguiente expresión

RELACION DE TRANSMISION

Generalmente se parte del conocimiento del diámetro de alguna de las poleas, de la mayor o de la menor.Así, si se parte del diámetro de la polea menor (d), el diámetro de la otra polea, la mayor (D), se obtendría a partir de la relación de transmisión (R).

D = R · dSi por el contrario, se conoce el diámetro de la polea mayor (D), el de la menor (d) se calcula de igual manera:

d = D / R Por último, habría que comprobar que el diámetro de la polea menor se elige siempre mayor al mínimo requerido para cada sección, según se indica en la Tabla 8 Diámetros mínimos de poleas.

Distancia entre Ejes

La distancia entre ejes (E) de las poleas suele estar establecida en la transmisión que debe calcularse. No obstante, puede que en algunos casos este dato no esté decidido, quedando a mejor criterio calcular esta distancia.

De acuerdo a la experiencia de las empresas fabricantes, y con el objetivo de optimizar el rendimiento de la transmisión, la distancia entre ejes de poleas (E) mínima se puede obtener a partir de las siguientes expresiones:


E, la distancia entre ejes de poleas;R, la relación de transmisión;d, el diámetro de la polea menor;D, el diámetro de la polea mayor.

Si, R está comprendida entre 1 y 3:

Si R ≥ 3: Para este caso bastaría que se cumpliese que E ≥ D

Longitud de Correa

La longitud primitiva de la correa (Lp) de una transmisión se calcula directamente a partir de la siguiente expresión:


La expresión anterior calcula el valor exacto para la longitud de la correa. No obstante, las casas comerciales fabrican una serie normalizada de longitudes primitivas nominales para cada sección de correa, que seguramente no coincidirán con la longitud calculada mediante la expresión anterior. Por ello, de esta lista habrá que elegir, para el tipo de correa que se trate, la longitud más próxima al valor calculado

utp01-cal y selecc fajas trans parte 1

Documents