Dimensionamiento De Cadenas De Rodillos

En las secciones siguientes se explicará el método dimensionamiento aplicable cadenas de rodillos; el trabajo con otros tipos de cadenas es similar e implica pequeñas variaciones particulares, por lo que el procedimiento es representativo.

Al igual que con bandas, una transmisión por cadena puede generar relaciones de velocidades, que por recomendación general no deben ser mayores a 10. Similarmente a lo que se vio en engranajes, la relación de velocidades es igual a la relación inversa de número de dientes de los sprockets:

rápido lento N R n ω = = ω

El diámetro de paso del sprocket es diferente al diámetro externo o al diámetro de raíz y está dado por la distancia del centro del eje al centro de los pasadores; sin embargo, este diámetro no se utiliza para nada ya que todas las distancias se expresan en

términos del paso de la cadena y a través del número de dientes de los sprockets.

La distancia entre centros C _{es independiente de la relación de} velocidades y en teoría no tiene límite superior, aunque si está limita por las restricciones de espacio en la máquina. Se recomienda que la distancia entre centros esté entre 30 y 50 pasos (40 pasos en promedio). Una distancia entre centros, mayor a la recomendada, implica una cadena más larga y con mayor duración pero también significa un mayor costo y peso de la transmisión.

La longitud de la cadena depende entonces de la distancia entre centros y el número de dientes de los sprockets y está dada en número de pasos: ( )2 2 N n N n L 2 C 2 4 C − + = ⋅ + + ⋅ π ⋅

La longitud siempre debe darse en un número par de pasos para que los extremos puedan empatar (a menos que se cuente comercialmente con una junta #12 de un paso o #30 de tres pasos llamada también estribo, las cuales permiten un número impar de pasos).

3.8.4 Lubricación

Debido al desgaste superficial existente generado por las altas cargas de contacto y a pesar de las bajas velocidades, la lubricación juega un papel muy importante en la vida útil de la cadena. Si el diseñador sigue correctamente el procedimiento de selección de la cadena de acuerdo a las cargas estimadas en la máquina se puede garantizar que la cadena no fallará a tensión ni por fatiga (a menos que sucedan sobrecargas fortuitas). Finalmente, toda cadena fallará eventualmente por desgaste superficial y la elección correcta del lubricante y método de lubricación no impedirá pero si retardará que eso ocurra. También

influyen en el desgaste factores como contaminación del lubricante por polvo o humedad, frecuencia de mantenimiento, correcto ajuste y tensión de la cadena, entre otros.

El papel del lubricante consiste en evitar el contacto directo de metal – metal entre dientes y rodillos, entre eslabones internos y externos y sobre todo, entre pasador, buje y rodillo. Es por ello que se debe garantizar una suficiente cantidad de lubricante y una penetración adecuada del mismo entre los elementos de la cadena. El método de lubricación depende de la potencia a transmitir y la velocidad angular del eje más rápido y es indicado por el fabricante a través de tablas o gráficas. En términos generales, los métodos recomendados son:

• Tipo I: lubricación manual y periódica con aplicación por brocha.

• Tipo II: lubricación continua por goteo mediante aceitador en el lado flojo de la cadena.

• Tipo III: lubricación por inmersión en baño de aceite (cárter) al nivel medio de lado inferior.

• Tipo IV: lubricación a presión utilizando tanque y bomba, con retorno filtrado.

Con el tipo I se alcanzan potencias y velocidades más bajas y puede hacerse con grasa en vez de aceite porque este último tiende a escurrirse. El tipo IV es necesario a mayores de niveles de carga donde el aceite debe presurizarse para poder penetrar hasta el buje, mientras que el flujo continuo sirve de refrigerante.

3.8.5 Procedimiento De

Selección De Cadenas

El procedimiento de selección de cadenas es muy similar en todas las marcas ya que es un elemento normalizado (ANSI y BS para el sistema inglés y DIN para el sistema métrico); pueden presentarse variaciones mínimas según el fabricante por lo que siempre hay

que recurrir al catálogo técnico correspondiente. A continuación se presenta el procedimiento según la ANSI, cuya norma se anexa.

Datos Del Problema:

Un constructor de maquinaria agrícola está diseñando la transmisión de potencia para la tracción de tractor, para lo cual ha reunido los siguientes datos:

• Se tiene disponibles dos motores hidráulicos de pistones de 8 HP, uno para cada una de las dos ruedas de tracción traseras con el fin de operarlas de manera independiente.

• La marcha del equipo debe ser reversible, con una velocidad máxima de 80 m / min, teniendo en cuenta que para el peso de la máquina se deben usar llantas industriales macizas de 20” de diámetro.

• La reducción es de 2:1.

• Por motivos de espacio, la distancia mínima entre ejes es de 1.20 m.

• Por condiciones de operación y mantenimiento, es deseable una lubricación manual.

Solución:

1. Cálculo De La Potencia Del Proyecto:

Se busca sobredimensionar el sistema de transmisión en previsión de sobrecargas o uso prolongado del sistema; para ello se utiliza un factor de servicio FS:

proyecto diseño

Pot = Pot ⋅FS _⇒ FS 1>

El factor de servicio se escoge de acuerdo con la fuente de potencia y la condición de carga de la máquina conducida. Los valores recomendados se dan en la tabla mostrada más adelante. Considerando el motor hidráulico como una fuente con arranque “normal” y la carga como una condición de impacto “ligero”:

FS 1.2=