ACOPLES DE MAQUINAS Y EQUIPOS INDUSTRIALES
Las bombas, compresores, ventiladores e innumerables equipos industriales necesitan de potencia exterior para funcionar y poder transformar la energía mecánica en cinética, hidráulica, etc.
La potencia exterior puede provenir de un motor eléctrico o a explosión, de turbinas, de molinos, etc.
ACOPLES DE MÁQUINAS (TRANSMISION)
DIRECTOS (ACOPLAMIENTOS)
INDIRECTOS (MECANISMOS DE
CONVERSION)
EL PAR CAMBIA EL PAR NO CAMBIA
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
ACOPLES INDIRECTOS - TIPOS
Cuando se trata de transformar el movimiento para tener un mejor torque (o cupla) se
acuden a estos dispositivos, los cuales poseen ciertas ventajas de acuerdo al que sea seleccionado y también algunas desventajas.
Entre los dispositivos principales podemos nombrar:
Transmisión por correas y poleas
Transmisión por engranajes
CORREAS Y POLEAS
Las correas se utilizan para transmitir, mediante un movimiento de rotación, potencia entre árboles normalmente paralelos, entre los cuales no es preciso mantener una relación de transmisión exacta y constante.
El hecho de no poder exigir una relación de transmisión exacta y constante se debe a que en estas transmisiones hay pérdidas debido al deslizamiento de las correas sobre las poleas. Dicho deslizamiento no es constante sino que varía en función de las condiciones de trabajo, es decir, de los valores de par transmitido y de la velocidad de la correa.
Las transmisiones por medio de correas son denominadas de tipo flexible pues absorben vibraciones y choques de los que sólo tienden a transmitir un mínimo al eje arrastrado.
Son estas transmisiones adecuadas para distancias entre ejes relativamente grandes, actuando bajo condiciones adversas de trabajo (polvo, humedad, calor, etc.), son además silenciosas y tienen una larga vida útil sin averías ni problemas de funcionamiento.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
CORREAS Y POLEASLa transmisión de potencia por correas se caracteriza por su comprensibilidad elástica:
o Presenta un ramal fuerte, donde la correa se estira.
o Y un ramal flojo, donde la correa se encoje.
La diferencia de longitudes existente entre los dos ramales de la correa (por estar a diferente tensión) se compensa en el deslizamiento elástico entre la correa y la canaleta de la polea.
Este deslizamiento no se produce en la totalidad del arco abarcado por la correa, sino sólo en una fracción o zona del arco de contacto.
CORREAS Y POLEAS: PLANAS
Cuando dos o mas ejes están separados por una cierta distancia
se puede transmitir el movimiento basado en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una cinta o correa continua, la cual abrasa a las primeras en cierto arco y en virtud de las fuerzas de fricción en su contacto arrastra a las ruedas conducidas suministrándoles energía desde la rueda motriz.
Es importante destacar que las correas de trasmisión basan su funcionamiento
fundamentalmente en las fuerzas de fricción, esto las diferencia de otros medios flexibles de transmisión mecánica, como lo son las cadenas de transmisión y otros mecanismos, los cuales se basan en la interferencia mecánica entre los distintos elementos de transmisión.
Las correas de transmisión son generalmente hechas de goma, y se pueden clasificar en dos tipos: planas y trapezoidales.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
VENTAJAS
Cuando se utilizan correas planas puede obtenerse acción de embrague, esto depende de la tensión de correa y es utilizado como un fusible mecánico de seguridad, debido a que presenta una carga límite de transmisión, valor que de ser superado produce el patinaje (resbalamiento) entre la correa y la polea.
Posibilidad de unir el árbol conductor al conducido a distancias relativamente grandes.
Suelen ser delgadas, por lo que el efecto de fuerza centrifuga es menor. Esto implica que puedan operar con poleas pequeñas a altas velocidades. Las relaciones de transmisión, por tanto, suelen ser elevadas (i = 1 / 40).
Costo inicial de adquisición o producción relativamente bajo. Funcionamiento suave, sin choques y silencioso.
Diseño sencillo.
Sus rendimientos son altos, entre 0.96 y 0.98 (siempre que se encuentre pretensada correctamente).
INCONVENIENTES
Grandes dimensiones exteriores.
Inconstancia de la relación de transmisión cinemática debido al deslizamiento elástico con posible resbalamiento (se sale de la polea). Grandes cargas sobre los árboles y apoyos, y por consiguiente considerables pérdidas de potencia por fricción.
Vida útil de la correa relativamente baja.
CORREAS PLANAS - Configuración
1. Transmisión por correa abierta: Es la más común y se emplea en árboles paralelos y el giro en ambos se realiza en el mismo sentido.
2. Transmisión por correa cruzada: También se emplea en árboles paralelos aunque solo si se desea que éstos giren en sentidos opuestos. En la zona de cruce se puede producir un fuerte desgaste y para evitarlo se recomienda que la distancia entre ejes sea mayor que 35 a 30 veces el ancho de la correa.
3. Transmisión por correa semicruzada: En este caso los árboles se cruzan y por lo tanto se recomienda que la distancia de separación entre ejes sea de cuatro veces la suma del diámetro de la polea mayor, y el ancho de la polea con eje horizontal. Aunque lo normal es que los ejes se crucen con un ángulo de 90º, pude ser que los ejes se crucen con ángulos muy diferentes, dando como resultado configuraciones bastante complejas. En estos casos hay que comprobar que la correa no se sale de la polea durante el funcionamiento.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
CORREAS PLANAS - Materiales
Existen varios tipos de materiales para poder construir las correas planas. Entre ellos se destacan los siguientes:
Plásticos Termosoldables: estás pensados para poder unir los extremos de una correa plana, mediante la aplicación de presión y calor. Generalmente son polímeros tales como el poliuretano, que se caracterizan por tener unos colores llamativo.
Cuero curtido con corteza de roble. Permite transmitir grandes potencias a velocidades moderadas con una larga duración. Sin embargo, son costosas y pueden sufrir estiramientos y contracciones. Además son más sensibles a la humedad y radiaciones solares.
Cauchos reforzados mediante cuerdas de algodón, nylon o alambres. gracias a los refuerzos pueden soportar cargas de potencia de hasta 3 KW / mm de ancho de la correa, con velocidades elevadas.
CORREAS TRAPEZOIDALES O TRAPECIALES
A diferencia de las planas, su sección transversal es un trapecio. Esta forma es un artificio para aumentar las fuerzas de fricción entre la correa y las poleas con que interactúan.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
Tensión Estática de la Correa.
En una transmisión por correa, con dimensiones establecidas y una adecuada cantidad de correas para el perfil seleccionado, el factor más importante que determina la capacidad de tracción de la transmisión es la tensión estática de la correa, conocida también como tensión inicial, previa o de montaje de la correa.
La tensión estática se puede medir con instrumentos de medición especiales.
CORREAS TRAPEZOIDALES - Tensado
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
Tensión escasa : Puede causar un intenso deslizamiento que puede provocar un desgaste excesivo de la cubierta, puntos de combustión y sobrecalentamiento de la correa.
Tensión excesiva : Puede causar un sobrecalentamiento en la correa por el incremento de la fricción interna debido al aumento de las tensiones
normales, y un estiramiento excesivo así como daño a los componentes de la transmisión (árboles, poleas y cojinetes) por sobrecarga.
Utilización de rodillos tensores:
Interior: cuando el perfil de la correa así lo exige, mejora en la vida útil de la correa por producir en ella una flexión normal (baja el ángulo de roce)
Exterior: cuando existe poco lugar, tiene la ventaja de aumentar el ángulo de roce o abrase.
CORREAS ESPECIALES - DENTADAS
Con el desarrollo de nuevos materiales se han sustituido las cadenas
metálicas por correas dentadas, que tienen la característica de ser flexibles para adaptarse a las poleas de arrastre y por otra parte mantienen sus dimensiones.
Tienen la ventaja de no poseer resbalamiento, tener un funcionamiento muy silencioso, son más ligeras y más fáciles de reemplazar.
Estas correas se fabrican de vitrofibra (fibra de vidrio) o con alma de acero laminado trenzado (cuerdas longitudinales), recubierto con caucho sintético o neopreno, que es
resistente al desgaste. El dorso de la correa (parte exterior) protege las cuerdas de tracción y se fabrica de un material (como el policloropreno) resistente a la abrasión y acciones de agentes externos.
Los dientes, que pueden ser redondeados o trapezoidales, están moldeados en la pieza para obtener una tolerancia menor que la normal y tener un revestimiento muy resistente que proporcione una larga vida de funcionamiento a la correa. Esta combinación de diseño y construcción da como resultado una correa que se estira poco con el uso, no requiere lubricación y tiene un costo de fabricación relativamente bajo con una eficiencia de trabajo muy alta.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
CORREAS ESPECIALES - DENTADAS
Funcionamiento sincronizado Estabilidad en la longitud
Alta relación de rendimiento (hasta el 98 %) Sin mantenimiento
Resistencia a productos químicos tales como aceites, grasas, ácidos, etc. Amplia gama de temperaturas (-30ºC a +80ºC y posiblemente más elevadas en cortos periodos de tiempo).
Transmisión de torques elevados por su alta resistencia mecánica de los cables de acero y del poliuretano
Precisión: Control preciso y constante de la velocidad y el posicionamiento.
Funcionamiento silencioso.
Admiten velocidades muy elevadas (hasta 60 m/s).
CORREAS ESPECIALES – POLI V
Estas correas son considerablemente más anchas y finas que las otras correas trapezoidales y tienen, por lo general, entre tres y seis rebordes.
Gracias a su reducido espesor, en comparación con la correa trapezoidal
tradicional, ocupan menos espacio y transmiten la potencia de forma más eficaz. Su delgadez las hace más flexibles, de modo que puedan doblarse alrededor de poleas más pequeñas, así como doblarse en sentido inverso, de manera que ambos lados pueden utilizarse para transmitir la potencia.
Las Poly-V son superiores a las trapeciales y las están substituyendo en muchas transmisiones, ya que permiten mayores velocidades, poleas más pequeñas y posibilitan el uso de tensores.
Una sola correa puede accionar varios elementos.
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
CORREAS DE FLANCOS ABIERTOS
Todas las correas estudiadas se fabrican también con flancos abiertos, lo que significa que incorporan un dentado en la parte interior que no encaja en ninguna ranura pero permite que la correa pueda arrollarse en poleas de menor diámetro.
Las correas de flancos abiertos se fabrican en los mismos perfiles
CORREAS TERMOSOLDABLES
Adaptabilidad: Personalizables tanto en medidas como en acabados.
Solo se utilizan donde no es necesario
transmitir gran potencia.
Fácil mantenimiento (rollos en stocks).
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
Comunicación devarios elementos
Variadores de velocidad
Ventiladores
Comunicación de elementos con ángulo
COMPARACION ENTRE TIPOS DE CORREAS si no si si si no Ancho reducido no si no no no si Diámetro reducido si no no si no si
Facilidad de montaje entre apoyos
alguna alguna escasa alguna escasa alguna
Necesidad de retensado
bajo bajo bajo bajo muy bajo muy bajo
Nivel de ruido
no no si no no no Sincronismo libre normalizada dependiente libre normalizada libre
Longitud de la correa
muy grande pequeña pequeña grande grande pequeña
Tolerancia al desalineado
95...96 96...97 98...99 95...96 96...97 97...98 Eficiencia % mínimo moderado moderado bajo bajo bajo Costo inicial buena muy buena aceptable regular buena muy buena
Resistencia a los choques
regular aceptable bueno malo aceptable aceptable
Trabajo a V=25ms
muy grande grande mínima pequeña pequeña muy grande
Carga en los árboles
Redonda Poly V Dentada Eslabonada Trapezoidal Plana Criterio
TRANSMISIÓN DEL MOVIMIENTO
RELACION DE TRANSMISION: DEFINICIÓN CONVENCIONAL
Se define así a la relación existente entre la velocidad angular del movimiento circular uniforme del elemento conducido y a la velocidad angular del movimiento circular uniforme del elemento motor.
2 1 2 1 1 2 1 2
R
R
D
D
n
n
i
=
=
=
=
ω
ω
1 2 1 2 1 22
2
n
n
n
n
i
=
=
=
π
π
ω
ω
ω= 2.π.ni = Relación de transmisión.
