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3. Transmisiones de poleas
Un sistema de transmisión de poleas es un conjunto de dos poleas
acopladas por medio de una correa con el fin de transmitir fuerzas y
velocidades angulares entre árboles paralelos que se encuentren a cierta
distancia. La fuerza se transmite por efecto del rozamiento que ejerce la
correa sobre la polea.
Polea
La palabra “polea” que se usa con frecuencia al tratarse de sistemas de
transmisiones viene del francés ‘poulie’, presente desde la edad media.
Proviene del griego tardío ‘polidion’, basado en ‘polos’ (pivote).
La polea es una rueda, o llanta, con un agujero en su centro que le permite
se acoplada a un eje en torno al cual girara. Para asegurar el contacto
entre la polea y una banda, correa o cuerda, se talla en la polea uno o más
canales o gargantas.
En un sistema de poleas se necesita una polea conductora, de entrada o
motora, que irá solidaria a un eje movido por un motor y otra conducida, de
salida o arrastrada, que se acopla a otro eje, en donde se encuentra la
resistencia a vencer.
El sentido de las dos poleas es el mismo en este sistema de transmisión, si
nos interesa invertir el giro de la polea conducida, debemos cruzar la
correa.
Este tipo de transmisión también nos permite perpendicularidades en los
ejes, donde se puede hacer el arreglo siguiente para tener un ángulo de
90° entre los ejes.
Ventajas de la transmisión por poleas
Poseen un funcionamiento mucho más silencioso que una transmisión por cadenas o engranajes.
Permiten absorber choques en la transmisión, debido a la elasticidad de la correa.
Permiten transmitir potencia entre árboles a distancias relativamente grandes y de forma económica.
Precisa poco mantenimiento, al no ir engrasadas como ocurre en el caso de las cadenas o de los engranajes.
Permite transmitir potencia entre ejes no paralelos (correas planas). Los costes de adquisición (salvo excepciones) son menores que en el caso de las cadenas y engranajes.
Son fácilmente desacoplables y acoplables. Permiten cambiar la relación de transmisión fácilmente (en el caso de
emplear correas planas y poleas con forma cónica). Pueden alcanzar velocidades bastante elevadas en comparación a
las cadenas.
Desventajas de la transmisión por poleas
Precisan de un esfuerzo de pretensado inicial, lo cual produce una sobrecarga inicial del eje que puede producir problemas de fatiga.
Este esfuerzo no es necesario en las correas de tipo sincronizado. Posibilidad de deslizamiento en la transmisión con lo que la relación
de transmisión puede sufrir pequeñas variaciones. Aunque el mantenimiento es bajo, se requiere controlar el tensado de
la correa. Una correa destensada puede tener una disminución de rendimiento de hasta el 5%, o no ser capaz de transmitir nada de potencia.
Las pérdidas de potencia suelen ser elevadas, lo cual afecta directamente al rendimiento (94% - 98%).
No pueden soportar condiciones de alta temperatura debido a los materiales elastómeros o sintéticos empleados.
Poseen un deterioro mayor que las cadenas o engranajes, en función de los factores ambientales: humedad, polvo, lubricantes, luz solar, etc.
En el siguiente enlace se puede observar una transmisión por poleas simple: http://www.youtube.com/watch?v=xzDR4KcdQg8
Tipos de poleas
Poleas simples: esta clase de poleas se utiliza para levantar una
determinada carga. Cuenta con una única rueda, a través de la cual se
pasa la soga. Las poleas simples direccionan de la manera más cómoda
posible el peso de la carga. Existen dos tipos de poleas simples:
Poleas fijas: consiste en un sistema donde la polea se encuentra sujeta
a una viga. De esta manera, su propósito consiste en direccionar de
forma distinta la fuerza ejercida, permitiendo la adopción de una
posición estratégica para tirar de la cuerda. Las poleas fijas no aportan
ninguna ventaja mecánica. Es decir, la fuerza aplicada es igual a la que
se tendría que haber empleado para elevar el objeto sin la utilización de
la polea.
Poleas móviles: esta clase de poleas son aquellas que están unidas a
la carga y no a la viga, como el caso anterior. Se compone de dos
poleas: la primera esta fija al soporte mientras que la segunda se
encuentra adherida a la primera a través de una cuerda. Las poleas
móviles permiten multiplicar la fuerza ejercida, debido a que el objeto es
tolerado por las dos secciones de la soga. De esta manera, la fuerza
aplicada se reduce a la mitad. Y la distancia a la que se debe tirar de la
cuerda es del doble.
Polea Fija: Polea Móvil:
Poleas compuestas: el sistema de poleas compuestas se utiliza con el
propósito de alcanzar una amplia ventaja de carácter mecánico,
levantando objetos de gran peso con un esfuerzo mínimo. Para su
ejecución se emplean poleas fijas y móviles. Con la primera se cambia la
dirección de la fuerza a realizar. El sistema de poleas compuestas más
común es el polipasto.
Polipasto: en este sistema las poleas están ubicadas en dos
conjuntos, en el primero se encuentran las poleas fijas y en el
segundo las móviles. El objeto o la carga se acopla al segundo
grupo. Los polipastos cuentan con una gran diversidad de tamaños.
Aquellos más diminutos son ejecutados a mano, mientras que los de
mayor tamaño cuentan con un motor.
El tipo de surco que tendrán las poleas de un sistema dependerá del
elemento que las unirá entre sí, dependiendo si se trata de:
Cuerda.
Banda en V.
Banda Plana.
Banda surcada.
Banda Síncrona.
Tipos de transmisión por poleas
Transmisión por poleas simple
Cuando un mecanismo se transmite directamente entre dos ejes (motriz y
conducido), se trata de un sistema de transmisión simple.
Si se consideran dos peleas 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
De donde se deduce que los diámetros son inversamente proporcionales a
las velocidades de giro y, por tanto, para que el mecanismo actúe como
reductor de velocidad, la polea motriz ha de ser de menor diámetro que la
polea conducida. En caso contrario actuará como mecanismo
multiplicador. El sentido de giro de ambos ejes es el mismo.
Relación de velocidad
i=d1d2
=n2n1
Cuando i es mayor que 1 es un sistema multiplicador. Cuando i es menor
que 1 es un sistema reductor.
Transmisión compuesta
Cuando un movimiento se transmite entre más
de dos árboles o ejes de transmisión se dice
que se trata de un sistema de transmisión
compuesta.
La relación de velocidad entre este sistema de
poleas es el siguiente:
i=n3n1
=d1D2
d2d3
=n3n2
n2n1
En el video siguiente podemos observar el comportamiento de una transmisión compuesta: http://www.youtube.com/watch?v=qkhVcJTf4w0
Transmisión por banda abierta: Se emplea en
arboles paralelos si el giro de estos es en un
mismo sentido. Es el tipo de transmisión más
difundida.
Transmisión por banda cruzada: Se emplea en
arboles paralelos si el giro de estos es en sentido
opuesto.
Transmisión por banda semi cruzada: Se emplea
si los arboles se cruzan generalmente a 90°.
Transmisión por banda con polea tensor exterior:
Se emplea cuando es imposible desplazar las
poleas para el tensado de las bandas y se deseas
aumentar el ángulo de contacto en la polea
menor.
Transmisión por banda con polea tensor interior:
Se emplea cuando es imposible desplazar las
poleas para el tensado de las bandas. En casos
en los que se pueda disminuir el ángulo de
contacto en la polea menor, produce una mejora en la vida útil de la banda.
Transmisión por banda con múltiples poleas: Se
emplea para transmitir el movimiento desde un
árbol a varios árboles que están dispuestos
paralelamente.
Aplicaciones de las transmisiones de poleas:
Las transmisiones de poleas se pueden utilizar para un sin fin de aplicaciones, como por ejemplo:
Motores de automóviles
Cajas de velocidad.
Multiplicadores de velocidad.
Materiales para poleas
Los materiales utilizados más comunes para poleas son:
Aluminio
Hierro colado
Aceros de alta resistencia
Plastico
Madera
Pero depende de la aplicación el material requerido para su fabricación.
Materiales para Bandas
Los materiales más utilizados son:
Cuero
Nylon
Tejido de algodón
Caucho
Acero
Sin embargo existen bandas que combinan diferentes materiales, es decir,
poseen nucleos de un material resistente y flexible, pero los recubre otro
material para que lo proteja.
Bibliografía
Transmisión por poleas y correas o cadenas:
http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1101/
html/3_transmisin_por_poleas_y_correas_o_cadenas.html
Tipos de Poleas:
http://www.tiposde.org/ciencias-exactas/438-tipos-depoleas/
#ixzz2l486VnRz
Sistemas de poleas y correa:
https://docs.google.com/document/d/1eMya3CrPpT5FrzdaJOCPBrIFUw4mDO3Cx02qI93lIsQ/edit
http://almez.pntic.mec.es/jgonza86/Sistemasdepoleasycorreas.htm
http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/elementos/Tema05.pdf
Comentario (Juan Ramón Valencia Burgos):
En esta investigación aprendí que las transmisiones son elementos que se
pueden clasificar en bandas, frenos, y cadenas los cuales se encuentran
en maquinaria de uso práctico como en las bandas transportadores y
poleas simples que se realizan en la vida cotidiana como por ejemplo al
levantar las cubetas en albañilería, y de uso rudo o complejo en los autos y
máquinas-herramienta, etc, ya que se ocupa realizar transmisión de
movimiento a distancias que resultaría impráctico colocar engranes, así
también usando la fricción como agente benéfico.
Comentario acerca del liderazgo del jefe de equipo:
Acerca de el trabajo en equipo, se trabaja adecuadamente con todos y
siempre están dispuestos a ayudar, el líder del equipo siempre está a
disposición de aclarar dudas o de aceptar sugerencias y correcciones que
se presenten en la realización del trabajo en equipo, representa bien y
defiende los intereses del equipo, y nos motiva a alcanzar las metas.