17/12/2012
Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Diseño de Máquinas 2 Ing. Milton Fuentes O.
Introducción
CAPITULO 6 FAJAS O CORREAS
Las fajas, frenos, embragues y cadenas cadenas constituyen constituye constituyen n ejempl eje ejemplos ejemp mplos los os de elementos elementos de máquinas que utilizan el rozamiento como agente útil útil.. Una faja proporciona proporciona un medio conveniente para transferir transferir potencia de un eje eje a otro. otro. Las La Las faja fajass son son necesarias necesaria necesariass frecuentemente frecuente frecuentemente mente para par para a reduc reducir ducir ir ir las las altas alta altass velocidades velocidad velocidades es de rotación rotación rotación de los motores eléctricos, a los valores más bajos que se necesitan en los equipos mecánicos
Fajas Trapezoidales
INDICE DE SIMBOLOGÍAS
Las fajas trapezoidales trapezoidales de rayón y caucho, se emplea emp emple mplean an n frecue frecuente ntemen mente te en en lla a transmisión transmisió transmisión n de potencia pote potencia. ncia. Tales Tales Tales fajas se hacen hacen de doos s tipos: tip tipos: trapezoidales trap trapez ezoi oida dale less múltiples representadas representadas en la figura 66--1 -1 y las de alta capacidad de la figura 66--2 -22.. Deben Deben emplears emplearse e fajas fajas para para distancias distancias Deben cortas entre centros .
S Secciones ecciones T Transversales ransversales
Secciones Secciones Transversales Transversales
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Longitudes para Fajas Trapezoidales
Las Las longitudes están normalizadas y se dan, para trapezoidales múltiples, en la tabla 6-1, y para fajas trapezoidales de gran capacidad, en la tabla 6-2. También También pueden utilizarse utilizarse fajas más largas con las secciones C, D y E. Las longitudes longitudes anteriores están sujetas a las tolerancias nominales de fabricación. fabricación.
Longitudes de Alta Capacidad
PROYECTO DE UNA TRANSMISIÓN POR FAJAS TRAPEZOIDALES
Fuerzas en una faja en movimiento
En su recorrido alrededor alrededor de las poleas, la fuerza desarrollada en un punto de la faja varia dentro de un margen bastante amplio como se indica en la figura siguiente.. En ella Tc es la fuerza siguiente centrifuga y T1 y T2 las tensiones en los dos lados: lados: tractor tractor y arrastrado respectivamente.. Las respectivamente Las fuerzas Tb1 y Tb2 son fuerzas adicionales que se producen por flexión alrededor por alrededor de las poleas poleas..
En En general la rotura de una faja trapezoidal se produce por por la fatiga en algún lugar lugar de la estructura afectado por por las fuerzas externas en C y D de la figura
La La fuerza máxima o total F en la faja, es la suma de las fuerzas T1, Tb yy Tc
F = T1 + + Tb + Tc
( 1)
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Cómo hallar T1 (T1 – – T2) * V Hp = ---------------------------(2) (2) 75 La velocidad V de la faja está en metros por segundo (m/s) por
La fuerza de flexión Tb está está dada por Kb Tb = = --------------- (3) d donde Kb es es una constante de la tabla 6.3 y d es el diámetro primitivo de la polea polea..
De acuerdo acuerdo a la relación relación T1/T /T2 2 se pone T2 en función de T1 (depende de poleas)
Cómo hallar Tc
Cómo hallar Tb
Tabla para Kb y Kc
La fuerza centrifuga Tc en kilogramos viene dada por V2 Tc = = Kc -------------- (4) 100 Estando la velocidad V expresada en metros por por segundo y donde donde Kc viene dada en la tabla 6.3 siguiente
Para hallar la velocidad V Puede hallarse la velocidad V de la faja en m/s, a partir de πxdxn V = --------------- (5) 6000 Donde d es el diámetro en centímetros y n es la velocidad de la polea en revoluciones por minuto.
Para hallar N Los valores permisibles de la fuerza máxima F para vidas probables a fatiga de 10^8, 10^9, 10^10 máximos de fuerza, vienen dados en la tabla 6-3. La curva de fatiga para F en función del número de máximos de fuerza N para rotura puede representarse adecuadamente mediante la siguiente ecuación: N = (Q / F) ^x (6) En la tabla 6-4 se dan los valores para Qyx
constantes
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Tabla 6-4. CONSTANTES DE PROYECTO PARA FAJAS TRAPEZOIDALES
Coeficiente de Servicio
Normalmente debe aplicarse un coeficiente de servicio a los requisitos nominales de potencia para tener en cuenta las fluctuaciones en la carga y del motor primario. En la tabla 6-5 se dan algunos de los valores recomendados para tal coeficiente. Cuando los diámetros de las poleas son iguales, es habitual suponer que la tensión T1 en el ramal conductor es 5 veces mayor que la tensión T2 en el ramal conducido T1 = 5T2
Una correa trapezoidal de sección C tiene una longitud primitiva de 180 cm y transmite una potencia de 9 hp hp.. Debe utilizarse un coeficiente de servicio servicio de 1.6 los diámetros de las poleas son de 25 25..4 cm y funciona a una velocidad de 1160 rpm rpm.. Hallar Hallar en horas horas,, la vida probable de la correa. correa.
DISTANCIA ENTRE CENTROS DE POLEAS DE DIAMETROS DESIGUALES.
Cuando se han los diámetros de las poleas y la distancia entre centros, puede calcularse fácilmente la longitud de la faja. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones se utilizará una correa de longitud normalizada, y será necesario, para situar las poleas, calcular la distancia entre centros. Puede hallarse la distancia entre centros mediante la ecuación siguiente.
Donde:
(7) (8)
Siendo L la longitud de la faja.
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PROYECTO CUANDO LAS POLEAS SON DE DIAMETROS DESIGUALES
EJEMPLO 3. Resolver en clase: Una faja tiene una longitud primitiva de 180 cm y funciona sobre poleas de diámetros 25.4 cm y 35.56 cm. Calcular distancia entre centros.
PROYECTO CUANDO LAS POLEAS SON DE DIAMETROS DESIGUALES Cuando Cuando la polea motriz es menor menor que la conducida, el arco de contacto entre faja faja y polea es menor menor que un semicírculo y no puede mantenerse el valor valor igual a 5. Puede hacerse la corrección necesaria empleando los coeficientes de la tabla 6-6. El ángulo ángulo Ψ (psi), o sea la mitad del ángulo ángulo de contacto de la figura 6-4, puede hallarse mediante contacto mediante la ecuación siguiente siguiente::
Cos Ψ = (r 2-r 1)/c
Tabla 66-6
Razón Razón de para fajas trapezoidales para diversos valores del ángulo de contacto
(9)
Sea el N1 número número de máximos de fuerza que la faja podría mantener mantener con la polea más pequeña pequeña.. Por Por tanto cada máximo de fuerza que consume 1/ N1 de la vida de la faja faja.. Análogamente, sea N2 el número de máximos de fuerza que establecería con la polea mayor mayor.. Cada máximo de fuerza consumiría 1/ N2 de la vida de la faja faja.. La proporción de la vida de la faja consumida en una pasada de la faja sobre ambas poleas es es::
DIAMETROS MINIMOS RECOMENDADOS DE LAS POLEAS PARA MOTORES ELECTRICOS DE USO GENERAL, EN CENTIMETROS (TABLA 6.7)
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Una correa de seccion C tien una longitud de 180 180cm, cm, y funciona sobre poleas de diametros de 25 25..4 y 35. 35.56 cm cm.. La velocidad de la polea menor menor es de 1160 rpm la potencia es de 9hp y debe utilizarse un coeficiente de servicio de 1.6. Hallar en horas la vida probable. Hallar probable .
CLASIFICACIÓN DE LAS CORREAS. Según sección transversal de correa. •Correas trapeciales •Correas multi V. •Correas planas. •Correas redondas. •Correas dentadas
CORREA TRAPECIAL DE FLANCOS PROTEGIDOS (CONSTRUCCIÓ N NORMAL).
CORREA TRAPECIAL DE FLANCOS ABIERTOS CON RANURADO INTERIOR (CONSTRUCCIÓ N MEJORADA).
Fajas bandeadas
CORREA BANDEADA Disminuyen vibraciones
Correas trapeciales
Correas bandeadas
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Otras opciones de correas trapeciales. trapeciales.
CORREA HEXAGONAL
Correas trapeciales hexagonales
CORREA DENTADA CORREA DENTADA
CORREAS REDONDA CORREA MULTI_V.
Poliuretano poliéster .
o
Resistentes al aceite, agua. Compuestos químicos y a temperaturas en los límites -40ºC y 100 ºC.
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CORREAS ESLABONADAS
CORREAS REDONDA Son empalmadas por calor mediante la soldadura de los extremos. La correa es montada estirada con un aproximado del 7% de su longitud.
Correas Eslabonadas
Control del tensado. Para verificar el tensado de la correa se recomienda aplicar una fuerza en el punto medio del ramal mayor de la correa.
Disminuye el stock de longitudes de correas
Control del tensado tensado.. y=
G 4(S0 + ∆S0 )
⋅t
y : Flecha en correa (mm) G: Fuerza de control = 25 N...125 N. S0 : Fuerza de tensado inicial de una correa (N). S : Variación de tensado = 10 N....20 N.
∆ 0
t: Longitud del ramal controlado. Prácticamente es
OBSERVACIONES IMPORTANTES Cuando se aumenta el diámetro de una polea, los efectos de la fatiga son menores y la vida, vida, consecuentemente, consecuentemente, se alarga alarga.. De hecho, cuando el diámetro de la polea mayor mayor es suficiente grande, la fuerza de flexión es menos y la fuerza fuerza máxima puede ser ser tan pequeña que los efectos de fatiga para esa polea, puedan despreciarse por por completo completo.. Cuando el tamaño de la polea polea sea menor, la tensión tensión en la faja aumenta para una potencia de salida dada dada.. Este aumento de fuerza en la polea fija al eje del motor, produce cargas aumentadas aumentadas en los cojinetes del motor motor.. trabajar bajo condiciones condiciones adversas adversas tales como las Si la faja ha de trabajar producidas por por aceite, altas temperaturas temperaturas o atmósfera abrasiva, en el proyecto ha de hacerse un sobredimensionado sobredimensionado..
aceptada la distancia entre los centros de las poleas.
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OBSERVACIONES IMPORTANTES Debe evitarse la utilización de poleas tensoras tensoras porque la flexión adicional al pasar pasar alrededor alrededor de la polea, contribuye a aumentar aumentar los efectos de fatiga fatiga.. Es mucho mejor mejor mantener mantener la tensión por por medio de un templador templador que aumente la distancia entre entre centros de las poleas cuando las fajas dan de sí y se desgastan desgastan.. proyectar una transmisión por por fajas trapezoidales, trapezoidales, es un buen Para proyectar camino el calcular calcular el costo costo de dos o tres montajes diferentes de fajas y poleas fajas poleas para determinar determinar cuál cuál tiene el costo costo menor menor.. Los catálogos de los fabricantes de fajas trapezoidales trapezoidales contienen contienen mucha información práctica práctica.. Se pueden utilizar utilizar otros otros tipos tipos de fajas fajas para la transmisión de potencia.. Las bandas de potencia, que consisten en fajas potencia trapezoidales unidas unidas por por sus lados, tan como en la figura 6-5, son una ayuda en la resolución del problema del emparejamiento emparejamiento en la longitud cuando cuando deban funcionar, funcionar, unas al dado de otras, gran gran número de fajas trapezoidales trapezoidales..
MUCHAS GRACIAS
Cuando la mitad de las personas llegan a la conclusión que ellas no tienen que trabajar porque la otra mitad está obligada trabajar a hacerse cargo de ellas, ellas, y cuando esta otra mitad se convence de que no vale la pena trabajar trabajar porque alguien les quitará lo que han logrado con su esfuerzo, eso eso... ... mi querido amigo amigo... ... .....es .....es el fin de cualquier cualquier Nación Nación.. “No se puede multiplicar multiplicar la riqueza dividiéndola”.. dividiéndola”
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