Transmisiones flexibles Los elementos de máquinas flexibles, como bandas, cables o cadenas, se utilizan para la transmisión de potencia a distancias compar ativamente grandes. Cuando se emplean estos elementos, por lo general, sustituyen a grupos de engranajes, ejes y sus cojinetes o a dispositivos de transmisión similares. Por lo tanto, simplifican mucho una máquina o instalación mecánica, y son así, un elemento importante para reducir costos.
Además son elásticos y generalmente de gran longitud, de modo que tienen una función importante en la absorción de cargas de choque y en el amortiguamiento de los efectos de fuerzas vibrantes. Aunque esta ventaja es importante en lo que concierne a la vida de una máquina motriz, el elemento de reducción de costos suele ser el factor principal para seleccionar estos medios de transmisión de potencia. 5.1Clasificación y aplicación de las transmisiones flexibles Tipos de elementos para la transmisión de potencia. La transmisión de potencia de un equipo motriz o impulsor a un equipo impulsado se puede efectuar en forma directa o en forma indirecta. Los elementos mecánicos que transmiten la potencia en forma directa son: copies, barras de torsión, embragues y frenos. Los elementos mecánicos que transmiten potencia en forma indirecta pueden ser elementos rígidos como el caso de los engranes o bien elementos flexibles como las bandas. Estos últimos elementos serán analizados durante el desarrollo en esta tesis. Tipos de elementos flexibles. Los elementos flexibles para la transmisión de potencia se clasifican en tres grupos principales: • Bandas. • Cadenas • Cables. De la misma manera las bandas se clasifican en cuatro grupos principales: • Bandas Planas. • Bandas Trapezoidales o en V. • Bandas Redondas. • Bandas Bandas Reguladoras o de Sincronización. Las cadenas más utilizadas para transmisión de potencia se clasifican en dos grupos principales: • Cadenas de Rodillos. • Cadenas de Dientes Invertidos o Silenciosas.
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En el caso de los cables estos se clasifican por el material del cual está constituido: • Cables de Cáñamo. • Cables de Algodón. • Cables Metálicos. 3.3 Comparación entre las transmisiones con elementos flexibles y las transmisiones con otros elementos mecánicos. No existe la forma de transmisión mecánica que sea la más adecuada para todos los sistemas de máquinas. Los elementos flexibles se utilizan en sistemas de transporte y en la transmisión de potencia mecánica a distancias relativamente grandes. Frecuentemente estos elementos se utilizan para sustituir a engranes, ejes, copies y a otros dispositivos mecánicos de transmisión relativamente rígidos. Su aplicación en muchos casos simplifica el diseño de la transmisión o de la máquina reduciendo significativamente su costo. 5.2 Transmisiones por bandas TRANSMISIONES MEDIANTE BANDAS. Las transmisiones mediante bandas son mecanismos formados por bandas y poleas que se encargan de transferir la rotación (con una cierta potencia) entre dos ejes (paralelos o no), por medio de la fuerza de rozamiento generada entre las poleas y la banda (excepto en las bandas de sincronización en que la transferencia se asegura por empuje). El mecanismo (Figura 4.1) está costituido por dos poleas (elementos 2 y 4) que giran sobre los correspondientes rodamientos del bastidor (elemento l) y que están unidos por medio del elemento flexible o banda (elemento 3).
Tipos de bandas. 2
Las bandas utilizadas para transmisión de potencia se clasifican como ya se menciono antes en 4 grupos principales: • Bandas planas. • Bandas trapezoidales o en V. • Bandas redondas. • Bandas reguladoras o de sincronización. La Tabla 4.1 muestra los principales tipos de bandas así como algunas de sus características operativas.
Factores que afectan la selección de un sistema con bandas. Los factores más importantes que afectan la selección de un sistema mediante bandas se muestran en la Fig. 4.2 y se comentan a continuación.
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Funcionamiento. La función principal de un sistema de transmisión mediante bandas es la de transmitir par torsional entre dos ejes, a menudo con un cambio de velocidad angular en el proceso. Por tanto, el funcionamiento de la transmisión con bandas esta en función de la potencia que pueda transmitir. La relación de velocidades entre los ejes es también importante y tiene sus limitaciones dependiendo del tipo de banda. Aplicación. Aplicación. El montaje y desmontaje de las transmisiones con banda son cruciales para su operación económica La mayoría de las bandas estándar son suministradas en lazos cerrados de modo que se requiere que sean ajustadas en campo. Se deben hacer preparaciones para permitir inspecciones y mantenimiento periódicamente. Es necesario hacer notar que la mayoría de las secciones de banda no son intercambiables y deben utilizarse poleas de la misma sección. Geometría. Varias configuraciones pueden satisfacer el diseño. El espacio disponible puede ayudar a determina el arreglo de bandas. El espacio axial disponible, la distancia entre ejes y los diámetros de poleas requeridos pueden afectar la selección final. Es más importante proporcionar los medios para la tensión de la banda para ajustaría antes o durante el servicio. El desalineamiento entre poleas es la causa mayor de la falla prematura de las bandas, por lo que se debe prever el aseguramiento de su correcto alineamiento. Medio Ambiente. Puesto que la mayoría de las bandas son fabricadas con caucho o de materiales basados en polímeros, estas tienden a ser susceptibles a las condiciones atmosféricas. La temperatura, la humedad y la contaminación por aceites y grasas deben considerarse para la selección del material. Vibraciones Vibra ciones y cargas con choque pueden causar fallas prematuras de las bandas. La elasticidad de la banda pude ayudar a reducir las cargas dinámicas en el sistema. Seguridad. La confiabilidad requerida requeri da para la transmisión es importante y su vida de servicio requerida determinará su selección. Las bandas pueden fallar catastróficamente por fractura (especialmente sí la tensión inicial es muy alta o porque son sobrecargadas) o gradualmente (sí la tensión es demasiado baja y las bandas se deslizan en las poleas). En este ultimo caso la situación es peligrosa por la posibilidad de fuego debido al calor generado. Todas las transmisiones mediante bandas deben cubrirse con guardas para prevenir las consecuencias en caso de las fallas antes mencionadas. Ventajas de las Transmisiones mediante bandas. • Existe aislamiento eléctrico eléct rico debido a que no hay contacto de metal tanto entre los equipos motrices como impulsados. • Producen menos ruido que las transmisiones con cadenas. • Pueden utilizarse para grandes distancias entre centros de poleas. • No requieren de lubricación.
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• La variación de distancia entre centros de las poleas y el deslizamiento de las flechas no es tan critico como en las transmisiones con engranes o cadenas. Selección del tipo de banda La Figura 4.3 muestra un procedimiento para la selección del tipo de banda basada en una estimación de velocidad y relación de velocidades. La Tabla 4.2 da una indicación de los límites operativos para los diferentes tipos de bandas.
