ELEMENTOS FLEXIBLES ELEMENTOS FLEXIBLES DE DE

TRANSMISIÓN DE POTENCIATRANSMISIÓN DE POTENCIAGENERALIDADESGENERALIDADES

CORREASCORREAS

ELEMENTOS FLEXIBLES DE ELEMENTOS FLEXIBLES DE TRANSMISIONTRANSMISION

Correas planas Correas planas

Correas en V (caucho o neoprene)Correas en V (caucho o neoprene)

EstándarEstándar

AngostasAngostas

MúltiplesMúltiples

HexagonalesHexagonales

Correas SincronizadasCorreas Sincronizadas

Cadenas de rodillosCadenas de rodillos

Cables de alambre de aceroCables de alambre de acero

Ejes flexiblesEjes flexibles

CARACTERÍSTICAS GENERALESCARACTERÍSTICAS GENERALES Permiten la transmisión de potencia mecánica a distancias Permiten la transmisión de potencia mecánica a distancias

grandes.grandes.

Menor precisión de montaje que engranajes.Menor precisión de montaje que engranajes.

Menor costo total que transmisión por engranajes. Menor costo total que transmisión por engranajes.

Algunos generan sincronismo y Algunos generan sincronismo y otros “resbalan”otros “resbalan”

Pueden ocuparPueden ocupar distintos lugares distintos lugares en la transmisiónen la transmisión mecánica de mecánica de acuerdo a suacuerdo a su capacidad de capacidad de soportar torquesoportar torque y velocidad y velocidad (prop. Inversas)(prop. Inversas)

correa

cadena

CADENA La mayor fuerza axial y la mayor potencia transmitida de los flexibles Soporta la menor velocidad periférica por causa de “efecto cordal” Generación de vibraciones Efecto cordal r = radio centro pasador rs = radio de “tracción” 2ϴ = ángulo de paso N = N° de dientes P = Paso recto

senPr

N

rrs

2

3602

cos

- Silenciosas. - Silenciosas.

- Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones. - Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones.

- Gran capacidad de amortiguación de vibraciones. - Gran capacidad de amortiguación de vibraciones.

- Toleran desalineación entre ejes y ejes no paralelos.(- Toleran desalineación entre ejes y ejes no paralelos.(en Ven V))

- Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado.- Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado.

- Pueden patinar. Pueden actuar como “fusible” mecánico.- Pueden patinar. Pueden actuar como “fusible” mecánico.

- Permiten inversión de sentido de giro y cambio de dirección de ejes - Permiten inversión de sentido de giro y cambio de dirección de ejes

((planas solamenteplanas solamente))

CORREAS - CARACTERÍSTICASCORREAS - CARACTERÍSTICAS

CORREAS TIPOS : PLANASCORREAS TIPOS : PLANAS

DE CUERO DE CUERO

DE POLIMERODE POLIMERO

RELACIONES BASICAS RELACIONES BASICAS Polea Tractora transmitiendo potencia Polea Tractora transmitiendo potencia F1 > F2 F1 > F2 En régimen constante Pot = Cte = MT * w = P * D/2 * wEn régimen constante Pot = Cte = MT * w = P * D/2 * w Pot = Cte = P * V; V = velocidad lineal de la correaPot = Cte = P * V; V = velocidad lineal de la correa

F1 – F2 = P F1 – F2 = P P = Fuerza ficticia equivalente de transmisiónP = Fuerza ficticia equivalente de transmisión

m = relación de transmisiónm = relación de transmisión

Si m =1 Si m =1 F1 + F2 = N F1 + F2 = N Fuerza de montaje Fuerza de montaje

m = w1 / w2 = MT2 /MT1 = D2/D1m = w1 / w2 = MT2 /MT1 = D2/D1

-- El valor de F1-- El valor de F1maxmax es el que produce la rotura del elemento flexible. es el que produce la rotura del elemento flexible.

-- El modo de falla mas común es por fatiga de materiales.-- El modo de falla mas común es por fatiga de materiales.

F2

P

F1

CORREAS EN VCORREAS EN V SeSe aprovecha el efecto de cuña para aumentar el coeficiente de aprovecha el efecto de cuña para aumentar el coeficiente de

rozamiento.rozamiento.

Fundamental, no permitir que la correa toque el fondo de la polea!

Las secciones de correas en V se encuentra estandarizadas. Sin embargo, se ofrecen numerosos productos de prestaciones especiales cuya geometría no es estándar.

Angulo 2f vale 34°, 36° o 38° según la sección transversal.

sin

e

CORREAS TIPOS V Y HEXAGONALES CORREAS TIPOS V Y HEXAGONALES

Correa múltiple Correa V Estandar (fibra vegetal)

Correa sincronizada Correa hexagonal

CORREAS - CARACTERÍSTICASCORREAS - CARACTERÍSTICAS

- Silenciosas. - Silenciosas.

- Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones. - Gran variedad de dimensiones, potencias y aplicaciones.

- Gran capacidad de amortiguación de vibraciones. - Gran capacidad de amortiguación de vibraciones.

- Toleran desalineación entre ejes y ejes no paralelos.(- Toleran desalineación entre ejes y ejes no paralelos.(en Ven V))

- Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado.- Pueden patinar. No proveen movimiento sincronizado.

- Pueden patinar. Pueden actuar como “fusible” mecánico.- Pueden patinar. Pueden actuar como “fusible” mecánico.

- Permiten inversión de sentido de giro y cambio de dirección de - Permiten inversión de sentido de giro y cambio de dirección de

ejes (ejes (planas solamenteplanas solamente))

Construcción mas sólida. Casi no requieren tensión inicial. Construcción mas sólida. Casi no requieren tensión inicial.

No presentan el problema de variación de cuerda de las cadenas.No presentan el problema de variación de cuerda de las cadenas.

Movimientos de altísima precisión. Movimientos de altísima precisión.

Transmiten las vibraciones del mecanismo.Transmiten las vibraciones del mecanismo.

Costo mucho mas elevado. Costo mucho mas elevado.

CORREAS SINCRONIZADORASCORREAS SINCRONIZADORAS

CORREAS :CORREAS :TRANSMISIONES CON EJES NO PARALELOSTRANSMISIONES CON EJES NO PARALELOS

Debe cumplirse la ley de transmisión por correas:Debe cumplirse la ley de transmisión por correas: El ramal de entrada debe aproximarse a la polea en una dirección perpendicular al eje de El ramal de entrada debe aproximarse a la polea en una dirección perpendicular al eje de

la misma.la misma.

Tienen varias limitaciones geométricas y de funcionamientoTienen varias limitaciones geométricas y de funcionamiento Sentido de giro único.Sentido de giro único. Menor relación de transmisión por etapa.Menor relación de transmisión por etapa. Mayor distancia necesaria entre centros.Mayor distancia necesaria entre centros.

LONGITUD DE ELEMENTOLONGITUD DE ELEMENTO

Aproximada:

Exacta: L = [4 CExacta: L = [4 C22 - (D - (D -- d) d)22]]1/21/2 + ½ (D + ½ (D θθLL + d + d θθSS))

CdDdDCL

4)()(57.122

ANGULO DE CONTACTO o ABRACEANGULO DE CONTACTO o ABRACE

CdDarcsen

22

Transmisión abierta

Transmisión cruzada

CdDarcsen

22

MECANISMO DE TRANSMISION POR FRICCIONMECANISMO DE TRANSMISION POR FRICCION

Fenómeno de arrastre elástico o Fenómeno de arrastre elástico o Fenómeno de deslizamiento Fenómeno de deslizamiento

controladocontrolado

αα abrace = abrace = αα reposo + reposo + αα deslizamiento deslizamiento

αα reposo = reposo = αα inactivo = inactivo = ααrrαα deslizamiento = deslizamiento = αα efectivo = efectivo = ααdd

Aprox. 80 % de la potencia total Aprox. 80 % de la potencia total sese

transmite por fricción estáticatransmite por fricción estática

Las correas no son capaces deLas correas no son capaces de

transmitir potencia sin tracción inicial.transmitir potencia sin tracción inicial.

Resolviendo la ecuaciResolviendo la ecuacióón diferencial resultante de combinar las ecuaciones de n diferencial resultante de combinar las ecuaciones de proyecciproyeccióón n

se deduce se deduce (F1 (F1 –– Fc) / (F2 Fc) / (F2 –– Fc) = exp (f Fc) = exp (f θθ))Siendo ademSiendo ademáás s F1 = Fi + Fc + F1 = Fi + Fc + ΔΔF´ = Fi + Fe + MT/DF´ = Fi + Fe + MT/D F2 = Fi + Fc - F2 = Fi + Fc - ΔΔF´ = Fi + Fe F´ = Fi + Fe –– MT/D MT/D

ResultaResultaFi = (MT/D) [exp (f Fi = (MT/D) [exp (f θθ) + 1] / [exp (f ) + 1] / [exp (f θθ) - 1]) - 1]F1 = Fc + Fi [2 exp (f F1 = Fc + Fi [2 exp (f θθ)] / [exp (f )] / [exp (f θθ) + 1]) + 1]F2 = Fc + 2 Fi / [exp (f F2 = Fc + 2 Fi / [exp (f θθ) + 1]) + 1]

LEY de PRONY MODIFICADALEY de PRONY MODIFICADA

ZONA DE FUNCIONAMIENTOZONA DE FUNCIONAMIENTO

2*MT/D

VELOCIDAD EN LAS CORREASVELOCIDAD EN LAS CORREAS A velocidades bajas, el efecto de la fuerza centrífuga no es apreciable.A velocidades bajas, el efecto de la fuerza centrífuga no es apreciable.

Las correas se adaptan mejor a velocidades lineales altas, que otros Las correas se adaptan mejor a velocidades lineales altas, que otros elementos flexibles.elementos flexibles.

Sin embargo, existe límites a la velocidad de funcionamiento de las Sin embargo, existe límites a la velocidad de funcionamiento de las transmisiones debidas a:transmisiones debidas a: Balanceo de poleasBalanceo de poleas Vida de los rodamientos (recordar fuerza de montaje)Vida de los rodamientos (recordar fuerza de montaje) Rápido aumento del efecto centrífugoRápido aumento del efecto centrífugo Cantidad de ciclos de flexión por unidad de tiempoCantidad de ciclos de flexión por unidad de tiempo Capacidad neta de transmitir potenciaCapacidad neta de transmitir potencia

Cada fabricante impone sus límites, dependiendo de la calidad de los Cada fabricante impone sus límites, dependiendo de la calidad de los elementos de la transmisión.elementos de la transmisión.

TENSION DE MONTAJE O TRACCION INICIAL

POLEA TENSORAPOLEA TENSORA Aplicación: aumentar el ángulo de contacto (y establecer la Aplicación: aumentar el ángulo de contacto (y establecer la

tensión de montura.)tensión de montura.)

Puede aprovecharse como elemento para mantener la tracción Puede aprovecharse como elemento para mantener la tracción inicial.inicial.

Debe preverse el efecto del estiramiento del elemento flexible Debe preverse el efecto del estiramiento del elemento flexible de transmisión.de transmisión.

Generan pérdidas mecánicas.Generan pérdidas mecánicas.

Aumenta los esfuerzos sobre las correas, al producirles flexión Aumenta los esfuerzos sobre las correas, al producirles flexión invertida.invertida.

METODOS USUALES PARA METODOS USUALES PARA MANTENER LA TRACCION INICIALMANTENER LA TRACCION INICIAL

Montar el motor sobre una base pivotada.Montar el motor sobre una base pivotada.

Colocar una polea de tensora.Colocar una polea de tensora.

Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensión Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensión

mantenida por medio de resortes precargados.mantenida por medio de resortes precargados.

Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensión Montar el motor sobre una base con ranuras. Tensión

establecida en el montaje.establecida en el montaje.

TRACCION INICIALTRACCION INICIALBase PivotadaBase Pivotada

Método Faires (gráfico/analítico)

Método gráfico

TRANSMISIONES CON MAS DE TRANSMISIONES CON MAS DE UNA CORREA POR MANDOUNA CORREA POR MANDO

Se debe tener especial cuidado al montar transmisiones con correas Se debe tener especial cuidado al montar transmisiones con correas múltiples.múltiples.

La diferencia de longitud entre correas generará una tensión diferente en La diferencia de longitud entre correas generará una tensión diferente en cada correa al tensar el conjunto.cada correa al tensar el conjunto.

Cada correa será capaz de tomar carga hasta llegar al límite de Prony Cada correa será capaz de tomar carga hasta llegar al límite de Prony impuesto por su lado menos tenso.impuesto por su lado menos tenso.

Las mas cortas pueden llegar a sobrecargarse y romperse Las mas cortas pueden llegar a sobrecargarse y romperse prematuramente.prematuramente.

Cuando se rompe una correa de un grupo, las restantes deben ser Cuando se rompe una correa de un grupo, las restantes deben ser capaces de transmitir la carga capaces de transmitir la carga temporalmentetemporalmente..

Al momento del recambio, TODAS las correas deben ser Al momento del recambio, TODAS las correas deben ser reemplazadas.reemplazadas.

El estiramiento natural de las correas una vez usadas hará que la nueva El estiramiento natural de las correas una vez usadas hará que la nueva sea invariablemente mas corta.sea invariablemente mas corta.

POLEAS EN VPOLEAS EN V

Cada fabricante especifica el perfil de las poleas a emplear según el diseño de su sección de correa.

CALCULO de Correa VCALCULO de Correa V Factor de Servicio de potencia: según el tipo de impulsor e Factor de Servicio de potencia: según el tipo de impulsor e

impulsado y el ambiente de trabajo.impulsado y el ambiente de trabajo. Cuanto mayor sean las oscilaciones en la transmisión, menor será Cuanto mayor sean las oscilaciones en la transmisión, menor será

la capacidad de las poleasla capacidad de las poleas Ambientes calurosos, elementos abrasivos, aceites.Ambientes calurosos, elementos abrasivos, aceites.

Factor de corrección del arco de contacto.Factor de corrección del arco de contacto. Aplicable sobre la polea menor, para arco distinto a 180° (i Aplicable sobre la polea menor, para arco distinto a 180° (i ≠ 1)≠ 1)

Factor de corrección por longitud de correa.Factor de corrección por longitud de correa. Cuanto mas larga sea la corres, menor número de flexiones por Cuanto mas larga sea la corres, menor número de flexiones por

unidad de tiempo, lo que aumenta la duración.unidad de tiempo, lo que aumenta la duración.

Factor de corrección por polea planaFactor de corrección por polea plana Verificar que se cumplan las condiciones geométricas necesariasVerificar que se cumplan las condiciones geométricas necesarias Aplicar el coeficiente indicadoAplicar el coeficiente indicado

RESUMEN: Cálculo de transmisionesRESUMEN: Cálculo de transmisiones Determinar que tipos de transmisiones flexibles son adecuadas Determinar que tipos de transmisiones flexibles son adecuadas

para la aplicación, según:para la aplicación, según: Potencia a transmitir / fuente de potenciaPotencia a transmitir / fuente de potencia Tipo de ambiente / usoTipo de ambiente / uso Espacio disponibleEspacio disponible Ruido, mantenimiento, costo, precisión, etc.Ruido, mantenimiento, costo, precisión, etc.

Recopilar manuales de diseño del fabricante y seguir sus recomendaciones para dimensionar la transmisión. Si no se contara con información específica, utilizar valores promedio de la literatura técnica.Posiblemente el resultado sea conservador.