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Cinturón (mecánico)

Cinturon plano
Transmisión por correa plana en el taller mecánico del Museo Hagley

Una correa es un lazo de material flexible que se utiliza para unir mecánicamente dos o más ejes giratorios , generalmente paralelos. Los cinturones se pueden utilizar como fuente de movimiento, para transmitir potencia de manera eficiente o para rastrear el movimiento relativo. Las correas están enrolladas sobre poleas y pueden tener una torsión entre las poleas y no es necesario que los ejes estén paralelos.

En un sistema de dos poleas, la correa puede impulsar las poleas normalmente en una dirección (lo mismo si están en ejes paralelos), o la correa puede cruzarse, de modo que la dirección del eje impulsado se invierta (la dirección opuesta a la del conductor). si se trata de ejes paralelos). La transmisión por correa también se puede utilizar para cambiar la velocidad de rotación, ya sea hacia arriba o hacia abajo, mediante el uso de poleas de diferentes tamaños.

Como fuente de movimiento, una cinta transportadora es una aplicación en la que la cinta está adaptada para transportar una carga continuamente entre dos puntos.

Historia

La transmisión mecánica por correa, que utiliza una máquina de poleas , fue mencionada por primera vez en el texto del Diccionario de expresiones locales del filósofo, poeta y político de la dinastía Han Yang Xiong (53-18 a. C.) en el año 15 a. C., y se utilizó para una máquina de quilling que enrollaban fibras de seda en bobinas para las lanzaderas de los tejedores . [1] La transmisión por correa es un componente esencial de la invención de la rueca . [2] [3] La transmisión por correa no sólo se utilizó en la tecnología textil, sino que también se aplicó a los fuelles hidráulicos que datan del siglo I d.C. [2]

Transmisión de potencia

Las correas son la utilidad más barata para la transmisión de potencia entre ejes que pueden no estar alineados axialmente. La transmisión de potencia se logra mediante correas y poleas diseñadas específicamente. La variedad de necesidades de transmisión de potencia que puede satisfacer un sistema de transmisión por correa es numerosa, y esto ha dado lugar a muchas variaciones sobre el tema. Las transmisiones por correa funcionan suavemente y con poco ruido, y proporcionan absorción de impactos para motores, cargas y cojinetes cuando cambian la fuerza y ​​la potencia necesarias. Una desventaja de las transmisiones por correa es que transmiten menos potencia que las transmisiones por engranajes o por cadena. Sin embargo, las mejoras en la ingeniería de correas permiten el uso de correas en sistemas que anteriormente solo permitían transmisiones por cadena o engranajes.

La potencia transmitida entre una correa y una polea se expresa como el producto de la diferencia de tensión y la velocidad de la correa:

donde y son tensiones en el lado tenso y flojo de la correa respectivamente. Están relacionados como

donde es el coeficiente de fricción y es el ángulo (en radianes) subtendido por la superficie de contacto en el centro de la polea.

Forma de pérdida de transmisión de energía

Pros y contras

Las transmisiones por correa son simples, económicas y no requieren ejes alineados axialmente. Ayudan a proteger la maquinaria contra sobrecargas y atascos, y amortiguan y aíslan el ruido y las vibraciones. Las fluctuaciones de carga se amortiguan (amortiguan). No necesitan lubricación y un mantenimiento mínimo. Tienen alta eficiencia (90-98%, generalmente 95%), alta tolerancia a la desalineación y tienen un costo relativamente bajo si los ejes están muy separados. La acción del embrague se puede lograr cambiando la correa a una polea que gira libremente o liberando la tensión de la correa. Se pueden obtener diferentes velocidades mediante poleas escalonadas o cónicas.

La relación de velocidad angular puede no ser exactamente constante o igual a la de los diámetros de la polea, debido al deslizamiento y el estiramiento. Sin embargo, este problema puede solucionarse en gran medida mediante el uso de correas dentadas. Las temperaturas de trabajo oscilan entre -35 y 85 °C (-31 y 185 °F). El ajuste de la distancia entre centros o la adición de una polea tensora es crucial para compensar el desgaste y el estiramiento.

cinturones planos

La correa de transmisión: se utiliza para transferir potencia desde el volante del motor. Aquí se muestra conduciendo una trilladora .
Una pequeña sección de un cinturón ancho y plano hecho de capas de cuero con el cierre en un extremo, mostrado en una exhibición en Suffolk Mills en Lowell, Massachusetts.

Las correas planas se utilizaron ampliamente en el siglo XIX y principios del XX en ejes lineales para transmitir energía en las fábricas. [4] También se utilizaron en innumerables aplicaciones agrícolas , mineras y madereras , como sierras circulares , aserraderos , trilladoras , sopladores de silos , transportadores para llenar graneros de maíz o pajares , empacadoras , bombas de agua (para pozos , minas o campos agrícolas pantanosos ). ) y generadores eléctricos . Las correas planas todavía se utilizan hoy en día, aunque no tanto como en la era del eje lineal. La correa plana es un sistema sencillo de transmisión de potencia muy adecuado para su época. Puede entregar alta potencia a altas velocidades (373 kW a 51 m/s; 115 mph), en casos de correas anchas y poleas grandes. Pero estas transmisiones de correa ancha y polea grande son voluminosas, consumen mucho espacio y requieren alta tensión, lo que genera cargas elevadas, y no son adecuadas para aplicaciones de centros cercanos, por lo que las correas trapezoidales han reemplazado principalmente a las correas planas para energía de corta distancia. transmisión; y la transmisión de potencia a distancias más largas normalmente ya no se realiza con correas. Por ejemplo, las máquinas de las fábricas ahora tienden a tener motores eléctricos individuales.

Debido a que las correas planas tienden a subir hacia el lado superior de la polea, las poleas se fabricaron con una superficie ligeramente convexa o "coronada" (en lugar de plana) para permitir que la correa se autocentre mientras corre. Las correas planas también tienden a deslizarse en la cara de la polea cuando se aplican cargas pesadas, y había muchos vendajes patentados disponibles que podían aplicarse a las correas para aumentar la fricción y, por lo tanto, la transmisión de potencia.

Los cinturones planos se fabricaban tradicionalmente de cuero o tela. Los primeros molinos harineros de Ucrania tenían transmisiones por correas de cuero. Después de la Primera Guerra Mundial, hubo tal escasez de cuero para zapatos que la gente cortó las correas de transmisión para hacer zapatos. Vender zapatos fue más rentable que vender harina durante un tiempo. [ ¿ cuando? ] La molienda de harina pronto se paralizó y los precios del pan subieron, lo que contribuyó a las condiciones de hambruna. [5] Las correas de transmisión de cuero tuvieron otro uso durante la Guerra de Rodesia Bush (1964-1979): para proteger a los conductores de automóviles y autobuses de las minas terrestres, se colocaron capas de correas de cuero en los pisos de los vehículos en zonas de peligro. Hoy en día, la mayoría de las transmisiones por correa están hechas de caucho o polímeros sintéticos. El agarre de los cinturones de cuero suele ser mejor si se ensamblan con el lado del pelo (lado exterior) del cuero contra la polea, aunque a algunos cinturones se les da media vuelta antes de unir los extremos (formando una tira de Möbius ), para que el desgaste se puede distribuir uniformemente en ambos lados del cinturón. Los extremos de los cinturones se unen entrelazando los extremos con tiras de cuero (el método más antiguo), [6] [7] sujetadores de peine de acero y/o cordones, [8] o pegando o soldando (en el caso de poliuretano o poliéster). ). Las correas planas se unían tradicionalmente, y todavía lo son, pero también se pueden fabricar con una construcción sin fin.

Accionamientos por cuerda

A mediados del siglo XIX, los fabricantes de molinos británicos descubrieron que las poleas con múltiples ranuras conectadas por cuerdas superaban a las poleas planas conectadas por correas de cuero. Ocasionalmente se utilizaban cables de acero , pero los de algodón , cáñamo , cáñamo de manila y lino tuvieron el uso más amplio. Por lo general, la cuerda que conectaba dos poleas con múltiples ranuras en V se empalmaba en un solo bucle que viajaba a lo largo de una trayectoria helicoidal antes de regresar a su posición inicial mediante una polea tensora que también servía para mantener la tensión en la cuerda. A veces, se usaba una sola cuerda para transferir potencia de una polea motriz de ranuras múltiples a varias poleas accionadas de una o varias ranuras de esta manera.

En general, al igual que con las correas planas, los accionamientos por cable se utilizaban para conexiones desde motores estacionarios a los ejes del gato y a los ejes lineales de los molinos y, a veces, desde los ejes lineales a la maquinaria accionada. Sin embargo, a diferencia de los cinturones de cuero, a veces se utilizaban transmisiones por cuerda para transmitir energía a distancias relativamente largas. En largas distancias, se utilizaban poleas intermedias para sostener la "cuerda voladora" y, a finales del siglo XIX, esto se consideraba bastante eficaz. [9] [10] [11]

Cinturones redondos

Las correas redondas son correas de sección transversal circular diseñadas para funcionar en una polea con una ranura en V de 60 grados. Las ranuras redondas solo son adecuadas para poleas locas que guían la correa o cuando se utilizan correas tipo junta tórica (blandas). La ranura en V transmite el par mediante una acción de acuñamiento, lo que aumenta la fricción. Sin embargo, las correas redondas se utilizan únicamente en situaciones de par relativamente bajo y pueden adquirirse en varias longitudes o cortarse a medida y unirse, ya sea mediante una grapa, un conector metálico (en el caso de plástico hueco), pegado o soldado (en el caso de plástico hueco). caso del poliuretano ). Las primeras máquinas de coser utilizaban un cinturón de cuero, unido mediante una grapa de metal o pegado, con gran efecto.

cinturones de primavera

Una transmisión de dos etapas que utiliza correas de resorte en un vehículo de juguete

Las correas con resorte son similares a las correas redondas o de cuerda, pero constan de un resorte helicoidal de acero largo. Se encuentran comúnmente en motores de juguete o de modelos pequeños, generalmente máquinas de vapor que impulsan otros juguetes o modelos o proporcionan una transmisión entre el cigüeñal y otras partes de un vehículo. La principal ventaja sobre las correas de caucho u otras correas elásticas es que duran mucho más en condiciones de funcionamiento mal controladas. La distancia entre las poleas también es menos crítica. Su principal desventaja es que es más probable que se produzcan deslizamientos debido al menor coeficiente de fricción. Los extremos de una correa de resorte se pueden unir doblando la última vuelta de la hélice en cada extremo 90 grados para formar ganchos, o reduciendo el diámetro de las últimas vueltas en un extremo para que se "atornille" en el otro. fin.

.mw-parser-output .vanchor>:target~.vanchor-text{background-color:#b1d2ff}correas trapezoidales

Correas en un motor diésel marino Yanmar 2GM20
Una transmisión por correas trapezoidales múltiples en un compresor de aire

Las correas en V (también correas en V, correas en V o, menos comúnmente, cuerda en forma de cuña) resolvieron el problema de deslizamiento y alineación. Actualmente es la correa básica para la transmisión de potencia. Proporcionan la mejor combinación de tracción, velocidad de movimiento, carga de los rodamientos y larga vida útil. Generalmente son infinitos y la forma de su sección transversal general es aproximadamente trapezoidal (de ahí el nombre "V"). La forma de "V" de la correa se desliza en una ranura coincidente en la polea (o roldana), con el resultado de que la correa no puede deslizarse. La correa también tiende a calzarse en la ranura a medida que aumenta la carga (cuanto mayor es la carga, mayor es la acción de acuñamiento), lo que mejora la transmisión del par y convierte a la correa en V en una solución eficaz, que necesita menos ancho y tensión que las correas planas. Las correas trapezoidales superan a las correas planas con sus pequeñas distancias entre ejes y sus altas relaciones de reducción. La distancia entre centros preferida es mayor que el diámetro más grande de la polea, pero menos de tres veces la suma de ambas poleas. El rango de velocidad óptimo es de 1000 a 7000 pies/min (300 a 2130 m/min). Las correas trapezoidales necesitan poleas más grandes debido a su sección transversal más gruesa que las correas planas.

Para requisitos de alta potencia, se pueden unir dos o más correas trapezoidales una al lado de la otra en una disposición llamada multi-V, que funciona con poleas de múltiples ranuras coincidentes. Esto se conoce como transmisión por correas trapezoidales múltiples (o, a veces, "transmisión por correas trapezoidales clásicas").

Las correas trapezoidales pueden ser homogéneamente de caucho o polímero en todas sus partes, o pueden tener fibras incrustadas en el caucho o polímero para mayor resistencia y refuerzo. Las fibras pueden ser de materiales textiles como algodón, poliamida (como el nailon ) o poliéster o, para mayor resistencia, de acero o aramida (como Technora , Twaron o Kevlar ).

Cuando una correa sin fin no se ajusta a las necesidades, se pueden emplear correas trapezoidales articuladas y eslabonadas. La mayoría de los modelos ofrecen los mismos índices de potencia y velocidad que las correas sin fin de tamaño equivalente y no requieren poleas especiales para funcionar. Una correa trapezoidal de eslabones es una serie de eslabones compuestos de poliuretano/poliéster que se mantienen unidos, ya sea por sí mismos, como PowerTwist de Fenner Drives o Nu-T-Link (con pernos metálicos). Proporcionan una fácil instalación y una resistencia ambiental superior en comparación con las correas de caucho y su longitud se puede ajustar desmontando y quitando los eslabones cuando sea necesario.

Historia de las correas trapezoidales

La cobertura de las revistas especializadas sobre correas trapezoidales en automóviles a partir de 1916 mencionó el cuero como material de la correa [12] y mencionó que el ángulo en V aún no estaba bien estandarizado. [13] La correa trapezoidal de caucho sin fin fue desarrollada en 1917 por Charles C. Gates de Gates Rubber Company . [14] [ se necesita fuente no primaria ] La transmisión por correa trapezoidal múltiple fue diseñada por primera vez unos años más tarde por Walter Geist de la corporación Allis-Chalmers , quien se inspiró para reemplazar el cable simple de las transmisiones por cable con poleas de ranuras múltiples por múltiples correas trapezoidales funcionando en paralelo. Geist solicitó una patente en 1925 y Allis-Chalmers comenzó a comercializar el disco bajo la marca "Texrope"; la patente fue concedida en 1928 ( patente estadounidense 1.662.511 ). La marca "Texrope" todavía existe, aunque ha cambiado de propietario y ya no se refiere únicamente a la transmisión por correas trapezoidales. [15]

Correas multicanal

Una correa de múltiples ranuras, acanalada en V o poliranura [16] [ cita completa necesaria ] se compone normalmente de entre 3 y 24 secciones en forma de V unas junto a otras. Esto da como resultado una correa más delgada para la misma superficie de transmisión, por lo que es más flexible, aunque a menudo más ancha. La flexibilidad adicional ofrece una eficiencia mejorada, ya que se desperdicia menos energía en la fricción interna al doblar continuamente la correa. En la práctica, esta ganancia de eficiencia provoca un efecto de calentamiento reducido en la correa, y una correa que funciona a menor temperatura dura más en servicio. Las correas están disponibles comercialmente en varios tamaños, generalmente con una 'P' (a veces omitida) y una sola letra que identifica el paso entre las ranuras. La sección 'PK' con un paso de 3,56 mm se utiliza habitualmente para aplicaciones automotrices. [17]

Otra ventaja de las correas poliranuras que las hace populares es que pueden pasar sobre poleas en la parte posterior no ranurada de la correa. Aunque esto a veces se hace con correas en V con una sola polea tensora para tensar, se puede enrollar una correa con ranuras múltiples alrededor de una polea en su parte posterior con suficiente fuerza para cambiar su dirección, o incluso para proporcionar una fuerza motriz ligera. [18]

La capacidad de cualquier correa trapezoidal para accionar poleas depende de que la correa se enrolle alrededor de un ángulo suficiente de la polea para proporcionar agarre. Cuando una correa trapezoidal simple se limita a una forma convexa simple, puede envolver adecuadamente como máximo tres o posiblemente cuatro poleas, por lo que puede accionar como máximo tres accesorios. Donde hay que conducir más, como en los coches modernos con dirección asistida y aire acondicionado, se necesitan varios cinturones. Como la correa poliranurada puede doblarse en trayectorias cóncavas mediante ruedas guía externas, puede envolver cualquier número de poleas impulsadas, limitada únicamente por la capacidad de potencia de la correa. [18]

Esta capacidad de doblar el cinturón a voluntad del diseñador le permite tomar un camino complejo o " serpenteante ". Esto puede ayudar al diseño de un motor compacto, donde los accesorios se montan más cerca del bloque del motor y sin la necesidad de proporcionar ajustes de tensión móviles. Toda la correa puede tensarse mediante una sola polea tensora.

La nomenclatura utilizada para los tamaños de cinturones varía según la región y el comercio. Una correa de automóvil con el número "740K6" o "6K740" indica una correa de 74 pulgadas (190 cm) de largo, 6 nervaduras de ancho, con un paso de nervaduras de 964 de pulgada (3,6 mm) (un espesor estándar para una La correa automotriz de la serie K sería de 4,5 mm). Un equivalente métrico normalmente se indicaría con "6PK1880", donde 6 se refiere al número de nervaduras, PK se refiere al espesor métrico de PK y al estándar de paso, y 1880 es la longitud de la correa en milímetros. [19]

cinturón acanalado

Una correa acanalada es una correa de transmisión de potencia que presenta ranuras longitudinales. Funciona por el contacto entre las nervaduras de la correa y las ranuras de la polea. Se informa que su estructura de una sola pieza ofrece una distribución uniforme de la tensión a lo ancho de la polea donde la correa está en contacto, un rango de potencia de hasta 600 kW, una relación de alta velocidad, transmisiones serpentinas (posibilidad de accionar desde la parte posterior de la correa), larga vida útil, estabilidad y homogeneidad de la tensión de transmisión y reducción de vibraciones. La correa acanalada se puede instalar en diversas aplicaciones: compresores, bicicletas de fitness, maquinaria agrícola, batidoras, lavadoras, cortacésped, etc.

Cinturones de cine

Aunque a menudo se agrupan con correas planas, en realidad son de un tipo diferente. Consisten en una tira muy fina (0,5 a 15 milímetros o 100 a 4000 micrómetros) de plástico y ocasionalmente de goma. Generalmente están destinados a usos de baja potencia (menos de 10 vatios) y alta velocidad, lo que permite una alta eficiencia (hasta un 98%) y una larga vida útil. Estos se ven en máquinas comerciales, impresoras, grabadoras y otras operaciones livianas.

Correas dentadas

Correa de distribución
Engranaje de transmisión por correa en una bicicleta impulsada por correa

Las correas de distribución (también conocidas como correas dentadas , dentadas , dentadas o síncronas ) son una correa de transferencia positiva y pueden seguir el movimiento relativo. Estas correas tienen dientes que encajan en una polea dentada a juego. Cuando se tensan correctamente, no se deslizan, funcionan a velocidad constante y, a menudo, se utilizan para transferir movimiento directo con fines de indexación o sincronización (de ahí su nombre). Se suelen utilizar en lugar de cadenas o engranajes, por lo que hay menos ruido y no es necesario un baño de lubricación. Los árboles de levas de los automóviles, los sistemas de sincronización en miniatura y los motores paso a paso suelen utilizar estas correas. Las correas de distribución necesitan la menor tensión de todas las correas y se encuentran entre las más eficientes. Pueden soportar hasta 200 hp (150 kW) a velocidades de 16.000 pies/min (4.900 m/min).

Se encuentran disponibles correas de distribución con un diseño de dientes helicoidales desplazados. El diseño de dientes helicoidales desplazados forma un patrón de chevrón y hace que los dientes se engranen progresivamente. El diseño del patrón de chevron es autoalineante y no hace el ruido que hacen algunas correas de distribución a ciertas velocidades, y es más eficiente en la transferencia de potencia (hasta 98%).

Las ventajas de las correas de distribución incluyen un funcionamiento limpio, eficiencia energética , bajo mantenimiento, bajo nivel de ruido, rendimiento antideslizante y capacidades versátiles de carga y velocidad.

Las desventajas incluyen un costo de compra relativamente alto, la necesidad de poleas dentadas especialmente fabricadas, menos protección contra sobrecargas, atascos y vibraciones debido a sus cordones tensores continuos, la falta de acción de embrague (sólo posible con correas de transmisión por fricción) y la fijación fija. longitudes que no permiten un ajuste de longitud (a diferencia de las correas trapezoidales o las cadenas).

Cinturones especiales

Las correas normalmente transmiten potencia en el lado de tensión del bucle. Sin embargo, existen diseños para transmisiones continuamente variables que utilizan correas que son una serie de bloques metálicos sólidos, unidos entre sí como en una cadena, que transmiten potencia en el lado de compresión del bucle.

Carreteras onduladas

Las correas utilizadas para las carreteras rodantes de los túneles de viento pueden alcanzar una velocidad de 250 km/h (160 mph). [20]

Normas de uso

La transmisión por correa abierta tiene ejes paralelos que giran en la misma dirección, mientras que la transmisión por correa cruzada también lleva ejes paralelos pero giran en dirección opuesta. El primero es mucho más común y el segundo no es apropiado para correas trapezoidales estándar y de distribución a menos que haya una torsión entre cada polea de modo que las poleas solo entren en contacto con la misma superficie de la correa. Se pueden conectar ejes no paralelos si la línea central de la correa está alineada con el plano central de la polea. Las correas industriales suelen ser de caucho reforzado, pero a veces de cuero. Los cinturones que no sean de cuero ni reforzados sólo se pueden utilizar en aplicaciones ligeras.

La línea de paso es la línea entre las superficies interior y exterior que no está sujeta a tensión (como la superficie exterior) ni a compresión (como la interior). Se encuentra a mitad de camino entre las superficies de las correas planas y de película y depende de la forma y el tamaño de la sección transversal en las correas trapezoidales y de distribución. El diámetro de paso de referencia estándar se puede estimar tomando el promedio del diámetro de las puntas de los dientes del engranaje y el diámetro de la base de los dientes del engranaje. La velocidad angular es inversamente proporcional al tamaño, por lo que cuanto más grande es una rueda, menor es la velocidad angular y viceversa. Las velocidades reales de la polea tienden a ser entre un 0,5% y un 1% menores que las calculadas generalmente debido al deslizamiento y estiramiento de la correa. En las correas de distribución, la relación inversa de los dientes de la correa contribuye a la medición exacta. La velocidad de la cinta es:

Velocidad = Circunferencia basada en el diámetro de paso × velocidad angular en rpm

Estándares de uso internacionales

Los estándares incluyen:

Criteria de selección

Las transmisiones por correa se construyen bajo las siguientes condiciones requeridas: velocidades y potencia transmitida entre la transmisión y la unidad impulsada; distancia adecuada entre ejes; y condiciones de operación apropiadas. La ecuación de potencia es

potencia [kW] = ( par [ N·m ]) × ( velocidad de rotación [rev/ min ]) × (2π radianes) / (60 s × 1000 W).

Los factores de ajuste de potencia incluyen la relación de velocidad; distancia del eje (larga o corta); tipo de unidad motriz (motor eléctrico, motor de combustión interna); ambiente de servicio (aceitoso, húmedo, polvoriento); cargas unitarias impulsadas (sacudidas, de choque, invertidas); y disposición polea-correa (abierta, cruzada, girada). Estos se encuentran en manuales de ingeniería y literatura del fabricante. Cuando se corrige, la potencia se compara con las potencias nominales de las secciones transversales estándar de la correa a velocidades particulares de la correa para encontrar una serie de conjuntos que funcionen mejor. Ahora se eligen los diámetros de las poleas. Generalmente se eligen diámetros grandes o secciones transversales grandes, ya que, como se indicó anteriormente, las correas más grandes transmiten la misma potencia a bajas velocidades que las correas más pequeñas a altas velocidades. Para mantener la parte motriz en su tamaño más pequeño, se desean poleas de diámetro mínimo. Los diámetros mínimos de las poleas están limitados por el alargamiento de las fibras exteriores de la correa cuando la correa se enrolla alrededor de las poleas. Las poleas pequeñas aumentan este alargamiento, lo que reduce en gran medida la vida útil de la correa. Los diámetros mínimos de las poleas a menudo se enumeran con cada sección transversal y velocidad, o se enumeran por separado por sección transversal de la correa. Después de elegir los diámetros y la sección de la correa más baratos, se calcula la longitud de la correa. Si se utilizan correas sin fin, es posible que sea necesario ajustar el espacio deseado entre ejes para adaptarse a las correas de longitud estándar. A menudo resulta más económico utilizar dos o más correas trapezoidales yuxtapuestas, en lugar de una correa más grande.

En relaciones de velocidad grandes o distancias centrales pequeñas, el ángulo de contacto entre la correa y la polea puede ser inferior a 180°. Si este es el caso, se debe aumentar aún más la potencia de accionamiento, según las tablas del fabricante, y repetir el proceso de selección. Esto se debe a que las capacidades de potencia se basan en el estándar de un ángulo de contacto de 180°. Los ángulos de contacto más pequeños significan menos área para que el cinturón obtenga tracción y, por lo tanto, el cinturón transmite menos potencia.

Fricción de la correa

Las transmisiones por correa dependen de la fricción para funcionar, pero la fricción excesiva desperdicia energía y desgasta rápidamente la correa. Los factores que afectan la fricción de la correa incluyen la tensión de la correa, el ángulo de contacto y los materiales utilizados para fabricar la correa y las poleas.

Tensión de la correa

La transmisión de potencia es función de la tensión de la correa. Sin embargo, con la tensión también aumenta la tensión (carga) sobre la correa y los cojinetes. El cinturón ideal es aquel de menor tensión que no patina ante cargas elevadas. Las tensiones de las correas también deben ajustarse al tipo, tamaño, velocidad y diámetros de las poleas. La tensión de la correa se determina midiendo la fuerza para desviar la correa una distancia determinada por pulgada (o mm) de polea. Las correas de distribución sólo necesitan una tensión adecuada para mantener la correa en contacto con la polea.

Desgaste del cinturón

La fatiga, más que la abrasión, es la culpable de la mayoría de los problemas de las correas. Este desgaste es causado por la tensión al rodar alrededor de las poleas. Alta tensión de la correa; deslizamiento excesivo; condiciones ambientales adversas; y las sobrecargas de la correa causadas por golpes, vibraciones o golpes contribuyen a la fatiga de la correa.

Vibración de la correa

Las firmas de vibración se utilizan ampliamente para estudiar el mal funcionamiento de la transmisión por correa. Algunas de las fallas o mal funcionamiento comunes incluyen los efectos de la tensión de la correa , la velocidad, la excentricidad de la polea y las condiciones de desalineación. El efecto de la excentricidad de la polea sobre las características de vibración de la transmisión por correa es bastante significativo. Aunque la magnitud de la vibración no necesariamente aumenta con esto, creará una fuerte modulación de amplitud. Cuando la sección superior de una correa está en resonancia , las vibraciones de la máquina aumentan. Sin embargo, un aumento en la vibración de la máquina no es significativo cuando sólo la sección inferior de la correa está en resonancia. El espectro de vibración tiende a moverse a frecuencias más altas a medida que aumenta la fuerza de tensión de la correa.

Aderezo de cinturón

El deslizamiento de la correa se puede abordar de varias maneras. El reemplazo de la correa es una solución obvia y, eventualmente, obligatoria (porque ninguna correa dura para siempre). Sin embargo, a menudo, antes de ejecutar la opción de reemplazo, volver a tensar (mediante el ajuste de la línea central de la polea) o revestirlo (con cualquiera de varios recubrimientos) puede ser exitoso para extender la vida útil de la correa y posponer el reemplazo. Los apósitos para bandas suelen ser líquidos que se vierten, se cepillan, se gotean o se rocían sobre la superficie de la banda y se dejan esparcir; están destinados a reacondicionar las superficies motrices de la correa y aumentar la fricción entre la correa y las poleas. Algunos apósitos para cinturones son oscuros y pegajosos, parecidos al alquitrán o al almíbar ; algunos son finos y claros, parecidos a alcoholes minerales . Algunos se venden al público en latas de aerosol en tiendas de repuestos para automóviles; otros se venden en tambores únicamente a usuarios industriales.

Especificaciones

Para especificar completamente una correa, se requieren el material, la longitud y el tamaño y la forma de la sección transversal. Las correas de distribución, además, requieren que se indique el tamaño de los dientes. La longitud de la correa es la suma de la longitud central del sistema en ambos lados, la mitad de la circunferencia de ambas poleas y el cuadrado de la suma (si está cruzada) o la diferencia (si está abierta) de los radios. Por lo tanto, al dividir por la distancia central, se puede visualizar como la distancia central multiplicada por la altura, lo que da el mismo valor al cuadrado de la diferencia de radio en, por supuesto, ambos lados. Al sumar la longitud de cualquiera de los lados, la longitud del cinturón aumenta, de manera similar al teorema de Pitágoras. Un concepto importante para recordar es que a medida que se acerca a [ se necesita más explicación ] hay menos distancia (y por lo tanto menos adición de longitud) a medida que se acerca a cero.

Por otro lado, en una transmisión por correa cruzada, la base para el cálculo de la longitud es la suma y no la diferencia de radios. Por lo tanto, cuanto más ancha sea la transmisión pequeña, mayor será la longitud de la correa.

Perfiles de correas trapezoidales

ángulo de correa trapezoidal, perfil XPZ y SPZ

Perfiles métricos de correas en V (tenga en cuenta que los ángulos de las poleas se reducen para poleas de radio pequeño):

* El diseño de polea común debe tener un ángulo más alto en la primera parte de la abertura, por encima de la llamada "línea de paso".

Por ejemplo, la línea de paso para SPZ podría estar a 8,5 mm de la parte inferior de la "V". En otras palabras, 0–8,5 mm son 35° y 45° desde 8,5 y más.

Ver también

Referencias

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enlaces externos