DESARROLLO DEL CONTENIDO
1- Introducción 1.1- Generalidades
Las correas son elementos de transmisión de potencia, de cons constititu tuci ción ón flex flexib ible le,, que que se acop acopla lan n sobr sobre e pole poleas as que que son son solidarias a ejes con el objeto de transmitir pares de giro. Su naturaleza flexible va a permitir que su fabricación se realice con una una cier cierta ta ince incert rtid idum umbr bre e mecá mecáni nica ca que que pued puede e ser ser asum asumid ida, a, posteriormente, posteriormente, en su montaje. La correa de transmisión trabaja por rozamiento con la polea sobre la que va montada. Este hecho, junto a su naturaleza flexible, confiere a las correas una función de fusibles dentro de las transmisiones, dado que se comportan como amortiguador, reduciendo el efecto de las vibraciones que puedan transmitirse entre los ejes de la transmisión. En general, el empleo de correas en las transmisiones resulta una opción más barata, pero como contrapartida, este tipo de elemen elementos tos no pueden pueden garan garantiz tizar ar una una relaci relación ón de trans transmis misión ión siem siempr pre e cons consta tant nte e entr entre e ejes ejes,, dado dado que que pued pueden en orig origin inar arse se peque!os deslizamiento de la correa sobre la canaladura de la polea, debido, por ejemplo, a que el tensado inicial no se ha hecho correctamente, o en todo caso, producido por el desgaste con las horas de funcionamiento. 1.2- Clasificación
Las correas de transmisión se clasifican en"
# $orr $orrea eass plan planas as"" actu actual alme ment nte e %a en desu desuso so % sust sustititui uida dass gradualmente por las trapezoidales, se utilizaban sobretodo en aqu aquella ellass trans ransmi misi sion one es donde nde no se requ reque er&a r&an gra grande ndes prestaciones, esto es, que no se transmiten grandes pares ni la velocidad lineal que alcanza la correa es elevada '( ) m*s+. ambi-n pueden emplearse cuando la distancia entre ejes de poleas es elevada. Las correas planas se dividen a su vez en correas sin fin, tambi-n llamadas correas continuas, % correas abiertas, que se denominan as& porque se suministran abiertas para su montaje % posteriormente son cerradas mediante grapas o pegamento industrial. # $orreas trapezoidales o de sección en " las correas en perm permititen en tran transm smititir ir pare paress de fuer fuerza zass más más ele elevado vados, s, % una una velocidad lineal de la correa más alta, que puede alcanzar sin problemas hasta los /0 m*s. # $orreas dentadas o s&ncronas 'timing belts+" tienen aplicación sobr sobret etod odo o en aque aquellllas as tran transm smis isio ione ness comp compac acta tass % que que se requieren trasmitir alta potencia. En este caso se deben emplear poleas de peque!o diámetro, % las correas dentadas ofrecen ma%or flexibilidad % mejor adaptabilidad al dentado de la polea. 1or 1or otro tro lad lado, tambimbi-n n permi ermite ten n ofrece recerr una rela relaci ció ón de transmisión constante entre los ejes que se acoplan.
2- Correas trae!oidales 2.1- Generalidades
Las correas trapezoidales o correas en trabajan a partir del contacto que se establece entre los flancos laterales de la correa % las paredes del canal de la polea. Seg2n las normas 3S4 las correas trapezoidales se dividen en dos grandes grupos" las correas de secciones con los perfiles clásicos 5, 6, 7, $, 8 % E, % las correas estrechas de secciones S15, S15, S16 S16, S17 S17 9 S1$. S1$. En la figu figura ra adju adjunt nta a se repr repres esen enta ta esquem esquemáti ática camen mente te una una secci sección ón tipo tipo de correa correa trapez trapezoid oidal al o correa en "
:igura ;. Esquema de una correa trapezoidal donde, a es el ancho de la cara superior superior de de la correa< h es la altura altura o espesor de la correa< ap es el el denominado denominado ancho primitivo de la correa.
En la siguiente tabla se muestran los valores de los parámetros anteriores seg2n el perfil de correa"
abla ;. 1erfiles normalizados para correa trapezoidal Las correas trapezoidales o en trabajan en condiciones óptimas cuando lo hacen a velocidades lineales dentro del rango de los los =0>= =0>== = m*s. m*s. Las Las corr correa eass en no debe deben n trab trabaj ajar ar a velocidades superiores de los /0 m*s, dado que la elevada fuerza centr&fuga que se genera terminar&a sacando la correa de la ranura de la polea. 1or otro lado, si funcionasen a velocidades más baja tambi-n necesitar&an un proceso de equilibrado estático para conseguir un trabajo más óptimo.
2.2- Constitución
La siguiente figura muestra una sección tipo de una correa trapezoidal, as& como de las partes principales que la compone"
:igura =. Elementos de una correa trapezoidal donde, ;, es el n2cleo< =, tensores o fibras resistentes< /, recubrimiento.
a+ ?2cleo La parte del n2cleo está constituido de una mezcla de cauchos especiales que le proporcionan a la correa una alta resistencia mecánica % una gran capacidad de flexión para un rango de temperatura de trabajo amplio, de entre >;0 @$ % A0 @$. ?o obstante, esta parte de la correa es sensible al contacto con aceites, grasas, u otros agentes qu&micos, por lo que se recomienda evitar un prolongado contacto de la correa con estas sustancias.
b+ ensores o fibras resistentes
1ara mejorar la resistencia a tracción de las correas % evitar que se alarguen o deformen se inclu%en estos elementos tensores, generalmente hechos de fibras sint-ticas 'poli-ster o fibra de vidrio+ que ofrecen una gran resistencia a la fatiga. 8ebido a que las correas se ven sometidas a continuos % repetitivos ciclos de carga % descarga, es el agotamiento por fatiga lo que condiciona realmente la vida 2til de las correas, de ah& la importancia de estos elementos.
c+ Becubrimiento Es una envolvente textil que recubre % protege a los demás elementos de la correa. $onsiste en una tela mixta de algodón> poli-ster que ofrece una excelente resistencia a la abrasión, además de proporcionar un elevado coeficiente de rozamiento o fricción con la superficie de la polea. Cn elevado coeficiente de rozamiento entre correa % polea es importante porque as& se evita cualquier riesgo de deslizamiento, lográndose una mejor % óptima transmisión de potencia. 6demás, el material que constitu%e el recubrimiento debe ofrecer una buena resistencia a los agentes de la intemperie que puedan da!ar la correa, como aceites, polvo, a las altas temperaturas % radiación. 4tro factor importante es la electricidad estática que se genera durante el funcionamiento de una correa. La acumulación de electricidad estática se produce, fundamentalmente, por el continuo rozamiento de las partes de la correa con las part&culas del aire. La tela del recubrimiento debe ofrecer una buena conductividad el-ctrica que a%ude a evacuar esta acumulación de electricidad estática, porque de lo contrario podr&a dar lugar a la generación de chispas con el consiguiente peligro de incendio.
2."- Lon#itud ri$iti%a
La longitud o desarrollo lineal de una correa se mide montada sobre poleas % convenientemente tensada. En esta situación el desarrollo de una correa variará en función de la l&nea de referencia de la sección que se tome para realizar la medición. 6s&, se denomina longitud primitiva de la correa ' Lp+ a la que resulta de realizar la medición de su longitud a la altura del ancho primitivo 'ap+ de la sección. 1ara efectuar correctamente la medición de la longitud primitiva de la correa, -sta debe estar, como %a se ha dicho, convenientemente tensada. 1ara poder aplicar el tensado a la correa, las dos poleas sobre las que se monte la correa deben ser una fija % la otra desplazable con el objeto de poder aplicarle a esta 2ltima la carga ' Q+ de tensado.
:igura /. Esquema de montaje de una transmisión por correa La carga 'Q+ de tensado a aplicar será función de la sección de la correa que se trate, su desarrollo primitivo % del diámetro de poleas, seg2n se indica en la siguiente tabla"
abla =. $argas 'D+ de tensado
La distancia entre ejes de poleas ' E + se mide con la correa %a montada % tensada. 1ara que la medición sea correcta se debe hacer girar las poleas cuatro o cinco vueltas a fin que la correa encaje bien en la ranura. La longitud primitiva ' Lp+ de la correa para este caso concreto, donde los diámetros de las poleas son iguales % el ángulo de contacto igual a ;0@, resulta inmediato aplicando la siguiente expresión" Lp = 2 · E + Π · d
donde, E es la distancia entre ejes de las poleas, en mm< d es el diámetro primitivo de las poleas, en mm< Lp es la longitud primitiva de la correa, en mm.
$omo %a se dijo al principio de este apartado, la longitud o desarrollo de la correa variará en función de qu- l&nea de referencia de la sección se tome. 6s&, si se toma la cara externa de la sección de la correa como referencia, resultará una longitud nominal ma%or que la longitud primitiva, % por el contrario, si se toma la cara interna, entonces la longitud nominal obtenida será menor que la longitud primitiva. Es decir, que 8esarrollo externo F Longitud primitiva nominal ' Lp+ G C1< 8esarrollo interno F Longitud primitiva nominal ' Lp+ > C2 < Los coeficientes C1 % C2 que ha% que sumar o restar a la longitud primitiva para obtener los desarrollos exteriores o interiores de la correa, se adjuntan en la siguiente tabla en función del tipo de sección"
abla /. $oeficientes $; % $=
2.&- Identificación
Las correas trapezoidales se identifican por sus dimensiones f&sicas. 6s&, para proceder a su identificación se coloca en primer lugar una letra que indica la sección de la correa, seguido por un n2mero que expresa la longitud nominal de la correa.
:igura H. 3dentificación de correa trapezoidal
"- Correas dentadas o s'ncronas ".1- Generalidades
$uando se requiere transmitir elevados r-gimen de potencia, en transmisiones que son compactas, lo cual va a suponer el empleo de poleas de reducido diámetro % elevadas velocidades de giro, lo normal es utilizar poleas dentadas o s&ncronas. Las poleas dentadas garantizan una relación de transmisión constante al disminuir el riesgo de deslizamiento sobre la polea. 1or otro lado, la incorporación del dentado a la correa le confiere de una ma%or flexibilidad longitudinal lo que le permite poder adaptarse a poleas de diámetros más peque!os.
:igura ). Elevada flexibilidad en correas dentadas En definitiva, para aplicaciones donde se requiera exactitud en la relación de transmisión, unido a exigencias de altas velocidades de giro, o que por consideraciones de dise!o no sea posible el engrase o lubricación de los componentes de la transmisión, entonces el empleo de correas dentadas o s&ncronas es la mejor opción. 1or 2ltimo indicar que los requerimientos de un tensado inicial de la correa, como ocurre con las correas trapezoidales, no son tan exigentes para el caso de las dentadas. ".2- Constitución
La siguiente figura muestra la sección tipo de una correa s&ncrona, as& como de las partes principales que la compone"
:igura I. Elementos de una correa dentada donde, ;, es el n2cleo de la correa, =, indica las fibras de refuerzo, /, es el recubrimiento exterior de la correa.
a+ ?2cleo
El n2cleo de este tipo de correa está compuesto de un caucho de altas prestaciones reforzado con fibras sint-ticas orientadas de tal modo que le proporciona una gran rigidez en sentido transversal. 8e igual manera, el coj&n que es la parte del n2cleo que queda por encima de los tensores de refuerzo consta de fibras sint-ticas orientadas que le proporcionan del mismo modo una elevada rigidez transversal.
:igura J. Elevada rigidez transversal En el caso de las correas s&ncronas, el n2cleo de los dientes ofrece una gran rigidez % es la parte de la correa que absorbe la ma%or parte de los esfuerzos, como %a se vio en una figura anterior, descargando de tensiones el resto de la correa. 1or otro lado, en las correas s&ncronas se distinguen dos tipos de perfiles de dientes normalizados" trapezoidal % curvil&neos. La gran ventaja conseguida con los perfiles curvil&neos es que la zona de alta concentración de tensiones se sit2a en el centro del diente, frente a las correas dentadas de perfil trapezoidal, donde los ma%ores niveles de tensión se concentran en la esquina de la base del diente del lado que arrastra la polea, reduciendo su duración.
:igura . 8istribución de tensiones en correas dentadas En la figura anterior se aprecia que el perfil curvil&neo se adapta mejor a la dentadura de la polea % redistribu%e mejor las tensiones.
b+ ensores o fibras resistentes :ibras sint-ticas, generalmente fibra de vidrio, de alta tenacidad % elevada estabilidad dimensional que evita la deformación longitudinal de la correa.
c+ Becubrimiento Envolvente textil que recubre a la correa % proporciona protección de los agentes nocivos exteriores. 8e igual forma que para las correas trapezoidales, el recubrimiento debe tener buenas propiedades de conductividad para eliminar la electricidad estática que se va%a acumulando, as& como de comportarse adecuadamente para un amplio rango de temperaturas de trabajo 'generalmente, de >;0 @$ a A0 @$+, % de ofrecer buena resistencia a los aceites. "."- Series nor$ali!adas
Las correas dentadas están normalizadas seg2n la forma de los dientes 'curvil&neo o trapezoidal+ % el paso entre ellos. 6 continuación en la siguiente tabla se indican las distintas series normalizadas % dimensiones para las correas dentadas con perfil de dientes trapezoidal"
abla H. 8imensiones % tolerancias para correas dentadas de perfil trapezoidal
En la siguiente tabla se muestran las series normalizadas % dimensiones de correas dentadas con perfil de diente curvil&neo K8"
abla ). 8imensiones para correas dentadas de perfil curvil&neo
6 continuación se inclu%e una serie de datos t-cnicos que son necesarios para poder seleccionar % dise!ar de forma adecuada la correa s&ncrona que sea válida a los requerimientos para cada situación de trabajo. 6s&, mediante las siguientes gráficas se puede seleccionar el tipo de correa más adecuada seg2n la magnitud de la potencia a transmitir 'Pc + % la velocidad de giro de la transmisión ' N +"
:igura A. baco para selección de correas dentadas de perfil trapezoidal
:igura ;0. baco para selección de correas dentadas de perfil curvil&neo K8
En la siguiente tabla se indica el esfuerzo máximo admisible, peso por unidad de longitud % anchuras de base normalizadas para correas s&ncronas, seg2n datos del fabricante"
abla I. 8atos de esfuerzo admisible, peso % anchura de correas s&ncronas
1or 2ltimo, en la siguiente tabla se muestran unas consignas o recomendaciones de uso para correas s&ncronas"
abla J. Becomendaciones de uso para correas s&ncronas
&- (oleas &.1- Generalidades
La colocación de la correa de manera correcta en el canal o ranura de la polea influ%e considerablemente en el rendimiento de la transmisión % en la vida 2til de la correa. 1ara conseguir una buena colocación de la correa en la ranura de las poleas es condición imprescindible un perfecto alineamiento entre poleas. 1ara ello es necesario que los ejes del motor sean paralelos % que la correa trabaje perpendicularmente a dichos ejes. Es s&ntoma de que existe un mal alineamiento entre poleas cuando uno de los flancos de la correa está más desgastado que el otro, o que un lado del canal aparece más pulido que el otro. Cn ruido constante de la transmisión o un calentamiento excesivo de los rodamientos son tambi-n s&ntomas de un mal alineamiento entra poleas. 1or otro lado, como %a se ha indicado, la correa en trabaja por rozamiento entre los flancos laterales de la correa % las paredes del canal de la polea. Es por ello mu% importante que los flancos de la polea se presenten perfectamente lisos % limpios. La presencia de suciedad o de part&culas de polvo en la polea es mu% perjudicial al convertirse en abrasivos que terminan desgastando a la superficie de la correa.
:igura ;;. $olocación de la correa en el canal de la polea La posición correcta de la correa será aquella en la que su base ma%or quede por encima de la polea, lo cual va a asegurar un contacto continuo entre la ranura % los flancos de la correa. En ning2n caso la correa debe tocar el fondo del canal de la polea,
dado que de producirse, la correa empezar&a a patinar, % esto provocar&a su desgaste inmediato. 1or ello, en poleas con canales mu% gastados deben ser reemplazadas de inmediato, dado que las correas pueden tocar el fondo del canal lo que terminar&a quemando la correa % perder&a su capacidad de transmitir la potencia. &.2- Di)$etro $'ni$o
La elección del diámetro correcto de las poleas es sumamente importante, dado que un diámetro excesivamente peque!o para una sección de correa determinada significar&a una flexión excesiva de -sta, lo que terminar&a reduciendo su vida 2til. $omo norma general, al aumentar el diámetro de la polea aumentará la vida 2til de la correa. 6 continuación se inclu%e una tabla donde se indica, seg2n la norma 7S /JA0, los diámetros de polea válidos para cada sección de correa. 8iámetros inferiores a los indicados en la siguiente tabla, seg2n la sección de la correa, no deben emplearse"
abla . 8iámetros m&nimos de poleas siendo, * diámetro válido de polea< R diámetro de polea especialmente recomendado. &."- A+uste de la distancia entre oleas
oda transmisión por correas flexibles debe ofrecer la posibilidad de ajustar la distancia entre centros de poleas, es decir, de poder variar la distancia que separa los ejes de giro de las distintas poleas que permita realizar las siguientes operaciones" > hacer posible el montaje inicial de la correa sin forzarla< > una vez montada, poder realizar la operación de tensado inicial< > durante la vida 2til de la correa, para poder compensar el asentamiento de la correa o su alargamiento que se produce por el uso.
:igura ;=. 6juste de la distancia entre poleas
En la siguiente tabla se indica la variación m&nima de la distancia entre ejes de poleas necesario para la instalación % tensado de las correas"
abla A. 8esplazamientos m&nimos para el montaje
&.&- Oeración de tensado
La operación de tensado de las correas, necesaria % previa a la puesta en servicio de la transmisión, se llevará a cabo una vez asegurada la correcta alineación entre poleas. En primer lugar, una vez montada la correa, se le da a -sta un peque!o tense por el lado de la transmisión. El ramal tenso de una correa es aquel que se dirige hacia la polea motriz. Cna vez dada esta peque!a tensión se le dar&a varias vueltas manualmente a la transmisión para asegurarse una mejor colocación de la correa en el canal. 1osteriormente se debe ajustar los centros de las poleas hasta aumentar algo más la tensión de la correa, conectando posteriormente el motor de accionamiento durante varias vueltas con el fin de permitir a las correas asentarse correctamente en las ranuras de las poleas.
Se para de nuevo el motor, % a continuación se ajusta la distancia entre centros hasta alcanzar la tensión correcta. 1or 2ltimo quedar&a comprobar que la tensión dada es la correcta % recomendada por el fabricante. 1ara la medición de la tensión que tiene una correa se procederá como a continuación se expone.
:igura ;/. Medida del tensado $omo muestra la figura anterior, la medida del tensado consiste en esencia en someter a la correa a una determinada deflexión mediante la aplicación de una fuerza : perpendicular al tramo medio 'Lt + de la correa, mediante el uso de un tensor resorte, dispositivo que permite medir la magnitud de la fuerza aplicada. La longitud del tramo ' Lt + puede ser calculada tambi-n por la siguiente expresión"
siendo, E la distancia entre ejes de poleas< d el diámetro de la polea menor< D el diámetro de la polea ma%or.
La deflexión a conseguir es de 0,0= mm si la longitud del tramo 'Lt + es menor a )00 mm, o de 0,0; mm si excede de )00 mm. 6 continuación se anota el valor de la fuerza F aplicada para conseguir estas deflexiones % se compara con los valores dados en la tabla siguiente suministrada por los fabricantes de correas.
abla ;0. :uerza de deflexión para medir el tensado de correas en
Cna fuerza F medida por debajo del m&nimo indicado en la tabla anterior significar&a que le falta tensado a la correa, % por encima que la correa estar&a trabajando en sobre tensión. ?o obstante, cuando se instalan correas nuevas, -stas deben tensarse a su valor máximo permitido, dado que tras las primeras horas de funcionamiento una correa nueva tienden a perder rápidamente algo de la tensión inicial por su deformación hasta que alcanza la estabilidad.
,- (rocedi$iento de c)lculo ,.1- Generalidades
odo fabricante que comercialice correas de transmisión dispone de catálogos con las especificaciones t-cnicas de sus correas que es accesible al p2blico en general. En dichas especificaciones t-cnicas se inclu%en, para cada sección nominal, la potencia que puede transmitir cada correa, en
función del diámetro % las r.p.m. a que gire la polea más peque!a, %a que -sta es la que va a condicionar la resistencia por fatiga a flexión de la correa. ?o obstante los valores de estas tablas son teóricos, % están calculados suponiendo unas hipótesis de cargas constantes % un arco de contacto de la correa sobre la polea de ;0@. Evidentemente, la realidad en cada caso será distinta % habrá que ajustarse a las condiciones espec&ficas de trabajo a la que s e someta a la correa. Es por ello que es necesario hacer uso de unos coeficientes de corrección que tengan en cuenta la realidad en el dise!o % las condiciones de trabajo de cada correa. En los siguientes apartados se mostrarán cómo calcular dichos coeficientes correctores, necesarios para realizar correctamente el cálculo % dise!o de una correa de transmisión de potencia. ,.2- (otencia trans$itida
En primer lugar habrá que calcular la potencia de dise!o o total de la potencia transmitida sobre la que se dise!ará la correa. La potencia que desarrolla el motor conductor ' P + es el punto de partida, pero a este valor habrá que afectarlo de un coeficiente corrector en función de diversos factores como son" # ipo de motor conductor que se utilice para accionar la transmisión # ipo de máquina conducida que se va%a a accionar # Koras de servicio por d&a. 8e esta manera la potencia corregida ' Pc + o total de la potencia transmitida, que es la que habrá que utilizar en el dise!o, vendrá dada por la siguiente expresión" Pc = P · K , donde Pc es la potencia corregida< P es la potencia transmitida del motor conductor< K es el factor de corrección de la potencia de acuerdo a la siguiente tabla"
abla ;;. :actor de servicio, K 6 la tabla anterior, cuando sea necesario el uso de poleas tensoras, habrá que adicionar al coeficiente de corrección anterior los valores siguientes en función de la posición de la polea tensora" > sobre el ramal flojo interior" >>> > sobre el ramal flojo exterior" G0,; > sobre el ramal tenso interior" G0,; > sobre el ramal tenso exterior" G0,= En ocasiones, en lugar de la potencia del motor de accionamiento 'P + lo que se dispone es su par motor ' T +. En este caso la potencia ' P + que transmite se calcula de la siguiente manera"
donde P resulta la potencia transmitida en kW , n son las revoluciones por minuto ' rpm+ % T es el par motor en kg fur!a · mtr". ,."- Selección del tio de correa
$ada fabricante dispone de gráficas donde se muestra el tipo de correa adecuada para trabajar en función de la potencia a transmitir % de las revoluciones de giro de la polea menor. Se adjunta una gráfica tipo de un fabricante de correas de transmisión donde se puede seleccionar la sección correcta de la correa"
:igura ;H. Selección de la sección de correa
,.&- Relación de trans$isión
La relación de transmisión se calcula de acuerdo a la siguiente expresión"
donde, # N n D d
es la relación de transmisión< son las revoluciones por minuto 'rpm+ de la polea menor< son las revoluciones por minuto 'rpm+ de la polea ma%or< es el diámetro de la polea ma%or< es el diámetro de la polea menor.
,.,- Di)$etros de oleas
Neneralmente se parte del conocimiento del diámetro de alguna de las poleas, de la ma%or o de la menor. 6s&, si se parte del diámetro de la polea menor ' d +, el diámetro de la otra polea, la ma%or ' D+, se obtendr&a a partir de la relación de transmisión '# +. D = # · d
Si por el contrario, se conoce el diámetro de la polea ma%or 'D+, el de la menor ' d + se calcula de igual manera" d = D $ #
1or 2ltimo, habr&a que comprobar que el diámetro de la polea menor se elige siempre ma%or al m&nimo requerido para cada sección, seg2n se indica en la Ta%&a ' D()mtr"* mn(m"* d p"&a* del apartado H.= de este tutorial. ,.- Distancia entre e+es
La distancia entre ejes 'E + de las poleas suele estar establecida en la transmisión que debe calcularse. ?o obstante, puede que en algunos casos este dato no est- decidido, quedando a mejor criterio calcular esta distancia. 8e acuerdo a la experiencia de las empresas fabricantes, % con el objetivo de optimizar el rendimiento de la transmisión, la distancia entre ejes de poleas ' E + m&nima se puede obtener a partir de las siguientes expresiones" # Si la relación de transmisión # está comprendida entre ; % /"
# Si # O /" 1ara este caso bastar&a que se cumpliese que E , D siendo, E # d D
la distancia entre ejes de poleas< la relación de transmisión< el diámetro de la polea menor< el diámetro de la polea ma%or.
,.- Lon#itud de la correa
La longitud primitiva de la correa ' Lp+ de una transmisión se calcula directamente a partir de la siguiente expresión"
donde, E d D Π
es la distancia entre ejes de poleas< es el diámetro de la polea menor< es el diámetro de la polea ma%or< es el n2mero pi '/,;H;)A=I)+
La expresión anterior calcula el valor exacto para la longitud de la correa. ?o obstante, las casas comerciales fabrican una serie normalizada de longitudes primitivas nominales para cada sección de correa, que seguramente no coincidirán con la longitud calculada mediante la expresión anterior. 1or ello, de esta lista habrá que elegir, para el tipo de correa que se trate, la longitud más próxima al valor calculado. PP 6cceder a la lista de longitudes nominales de correas trapezoidales 1osteriormente, habrá que determinar el factor de corrección del largo de la correa ' Fc& +. Ello es as& porque en las tablas de correas de cualquier fabricante, las prestaciones que en ellas aparecen están confeccionadas para un desarrollo base de la correa. $omo en el cálculo que se realice se obtendrá una longitud de correa distinta al desarrollo base con que se han confeccionado las tablas, habrá que afectarles con un coeficiente corrector de longitud ' Fc& +
6s&, si la longitud obtenida es ma%or a la longitud base, habrá que afectarle con un coeficiente corrector ma%or a la unidad ' Fc& - 1 +. Esto es as& porque al ser la frecuencia con que flexiona una correa inversamente proporcional a su longitud, es decir, a ma%or longitud de correa implica menor n2mero de flexiones de cada sección, % por tanto ma%or duración, por lo que se estar&a del lado de la seguridad % por tanto, el :cl deberá ser ma%or a la unidad 'Fc& - 1+. 1or el contrario, si la longitud calculada es inferior al desarrollo estándar del fabricante, la prestación será inferior a la indicada en las tablas, % por lo tanto habrá que aplicar un coeficiente corrector menor a 1 'Fc& . 1+. PP 6cceder a la abla del :actor de corrección por longitud 'Fc& + ,./- Arco de contacto
La polea determinante en el dise!o % en la duración de la vida 2til de la correa será la de menor diámetro. 1or ello, es necesario conocer el ángulo de contacto sobre esta polea. La determinación del ángulo de contacto ' /+ de la correa sobre la polea menor se realiza aplicando la siguiente expresión"
donde, / E d D
es el ángulo de contacto sobre la polea menor, en @ es la distancia entre ejes de poleas< es el diámetro de la polea menor< es el diámetro de la polea ma%or.
6l igual que en el caso anterior, el dise!o óptimo de la correa se ha realizado para un ángulo de contacto sobre la polea de ;0@. $omo en general el ángulo de contacto sobre la polea menor será inferior a ;0@, la prestación de la correa no será la óptima, % por tanto habrá que afectarla por un coeficiente corrector del arco de contacto ' Fc/+
PP 6cceder a la abla del :actor de corrección del arco de contacto ' Fc/+ ,.0- *elocidad lineal de la correa
1ara el cálculo de la velocidad lineal de la correa se emplea la siguiente expresión,
donde, 0 t d N Π
es la velocidad lineal o tangencial de la correa, en m$*< es el diámetro de la polea menor, en mm< son las revoluciones por minuto 'r.p.m.+ de la polea menor< es el n2mero p( '/,;H;)A=I)+
$omo %a se ha indicado en alg2n apartado anterior, la velocidad lineal de una correa trapezoidal no debe sobrepasar los /0 m*s, dado que a partir de esta velocidad las fuerzas centr&fugas son de una magnitud tal que podr&a desencajar la correa de la ranura de la polea. Si se necesitasen velocidades superiores a los /0 m*s se deberá utilizar poleas especiales que eviten este inconveniente. ,.1- (restación ase de la correa
La prestación base o potencia base ' P%+ que puede transmitir una correa, seg2n su perfil, están tabuladas en las tablas de cualquier fabricante de correas. $omo %a se ha indicado, estas prestaciones están indicadas para un ángulo de contacto de ;0@. En dichas tablas, para acceder a la información de la potencia base de la correa, habrá que entrar con las revoluciones por minuto 'rpm+ % diámetro de la polea menor. Se adjunta tablas tipos donde se indican las prestaciones base de las correas trapezoidales para los perfiles clásicos 5, 6, 7, $, 8 % E.
PP 6cceder a las prestaciones bases de correas trapezoidales 'P%+ ,.11- (otencia efecti%a or correa
La potencia efectiva por correa ' P+ se calcula a partir de la potencia base 'P%+ afectada de los coeficientes correctores por longitud de correa ' Fc& + % por arco de contacto ' Fc/+. 8e esta forma la expresión que proporciona la potencia efectiva es la siguiente" P = P% · Fc& · Fc/ ,.12- C)lculo del n3$ero de correas
El cálculo del n2mero de correas necesaria para mover la transmisión es inmediato % resulta de dividir la potencia corregida 'Pc + vista en el apartado ).= % que constitu%e el total de la potencia a transmitir, entre la potencia efectiva ' P+ por correa. Es decir, que"
ANE4OS
A.1- E+e$lo de c)lculo
5 Datos de artida
> Máquina conductora" Motor diesel monocil&ndrico 1otencia" ;0 K1 Bevoluciones 'N +" /I00 rpm 8iámetro polea salida" ;=) mm.
> Máquina conducida" 7omba centr&fuga de aguas limpias $audal" A0 m/*h Bevoluciones 'n+" ;)00 rpm 8iámetro polea conducida" a determinar 5 (otencia trans$itida 6 Pc 7 Pc = P · K , donde P = 1 P K = 132 es el factor de corrección de la potencia 'ver tabla ;;
del apartado ).=+ Sustitu%endo resulta, Pc = 12 P 5 Selección del tio de correa
Entrar en la tabla de la :igura ;H. Selección de la sección de la correa del apartado )./, con los siguientes valores" 4 N= 56 rpm, velocidad de giro de la polea menor< 4 Pc= 12 P .
ipo de correa seleccionada" 1erfil 6
5 Relación de trans$isión 6 R 7
La relación de transmisión se calcula de acuerdo a lo mostrado en el apartado ).H" # = N $ n = 56 $ 17 = 238
5 Di)$etros de las oleas
8iámetro polea menor 'd +" ;=) mm, que es válida seg2n la abla 'apartado H.=+ para correa de perfil 6 seleccionado. 8iámetro polea ma%or 'conducida, D+F ;=) Q =,HF /00 mm
5 Distancia entre e+es de oleas
6plicando la formulación del apartado ).I, la distancia entre ejes m&nima resulta ser de Emn= 55' mm. Luego la distancia entre ejes de la máquina conductora % la conducida debe ser E , 55' mm. Se selecciona como distancia entre ejes válida, E = 7 mm.
5 Lon#itud de la correa
En el apartado ).J se puede acceder a la formulación que proporciona la longitud exacta que debe tener la correa 9Lp:, en función de la distancia entre ejes de poleas 9E= 7 mm: , el diámetro de la polea menor 9d= 127 mm: % el diámetro de la polea ma%or '8F /00 mm+. 6plicando los valores anteriores resulta Lp= 1;22 mm. 6ccediendo a la tabla del apartado ).J de longitudes nominales se selecciona la más próxima al valor calculado para el tipo de perfil 6. Se selecciona una correa de perfil 6 con desarrollo nominal 1;82 mm 'N< 6; +.
5 8actor de corrección del lar#o de la correa 6 Fcl 7
En el apartado ).J se puede acceder a la tabla que proporciona el :actor de corrección por longitud ' Fc& +. ista la tabla para la longitud seleccionada resulta Fc&= 3.
5 C)lculo del arco de contacto
En el apartado ). se muestra la expresión para calcular el ángulo de contacto ' /+ sobre la polea menor, en función de la distancia entre ejes ' E= 7 mm+, el diámetro de la polea menor 'd= 127 mm+ % el diámetro de la polea ma%or ' D= 5 mm+. 6plicando los valores anteriores resulta /= 16< .
5 8actor de corrección del arco de contacto 6 FcA7
En el apartado ). se puede acceder a la tabla que proporciona el :actor de corrección del arco de contacto ' Fc/+. ista la tabla para el arco de contacto sobre la polea menor de ;I0@ resulta Fc/= 37 .
5 *elocidad de la correa
En el apartado ).A se puede acceder a la formulación que proporciona la velocidad lineal de la correa en función del diámetro de la polea menor ' d= 127 mm+ % sus revoluciones de giro 'N= 56 rpm+. 6plicando los valores anteriores resulta una velocidad lineal de la correa de 0 t = 25376 m$*. El valor obtenido para la velocidad lineal de la correa es válido al ser inferior a los /0 m*s.
5 (restación ase de la correa
La prestación base o potencia base ' P%+ de la correa puede ser consultada en las tablas del fabricante disponibles en el apartado ).;0. En dichas tablas, entrando con el diámetro de la polea menor 'd= 127 mm+ % sus revoluciones de giro ' N= 56 rpm+, se obtiene la prestación base para la correa de perfil 6 seleccionada. P% = 731; P , resultante de sumarle a la prestación base de la correa de perfil 6 ' 8376 P + la prestación adicional por relación de transmisión '361 P +
5 (otencia efecti%a or correa
La potencia efectiva por correa ' P+ se calcula a partir de la potencia base 'P%+ afectada de los coeficientes correctores por longitud de correa ' Fc& + % por arco de contacto ' Fc/+ mediante la expresión siguiente vista en el apartado ).;;" P = P% · Fc& · Fc/ = 731; · 3 · 37 = 83'6 P
5 C)lculo del n3$ero de correas
Seg2n el apartado ).;= el n2mero de correas necesarias se calcula mediante la expresión siguiente" N< d c"rra* = Pc $ P = 12 $ 83'6 = 238;
Luego serán necesarias / correas.
