Fajas y Poleass

MECANISMOS DE TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTOS

INTRODUCCION

¿Qué es un mecanismo? Un mecanismo está compuesto por un conjunto de elementos que cumplen una función para lograr un fin específico.

¿Para qué se usan los mecanismos? Util Utiliz izam amos os máqu máquin inas as de form forma a coti cotidi dian ana. a. La mayo mayorí ría a de ella ellas s inco incorp rpor oran an mecanismos mecanismos que transmiten y/o transforman transforman movimientos. El diseño de máquinas exig exige e esco escoge gerr el meca mecani nism smo o adec adecua uado do,, no sólo sólo por por los los elem elemen ento tos s que que lo componen, sino también por los materiales y medidas de cada uno.

Los mecanismos de transmisión Los mecanismos de transmisión se encargan de transmitir movimientos de giro entre entre ejes alejados. alejados. Están Están formado formados s por un árbol árbol motor motor (conduct (conductor), or), un árbol árbol resi resist sten ente te (con (condu duci cido do)) y otro otros s elem elemen ento tos s inte interm rmed edio ios, s, que que depe depend nden en del del mecanismo particular. Una manivela o un motor realizan el movimiento necesario para provocar la rotación del mecanismo. Las diferentes piezas del mecanismo transmit transmiten en este este movimien movimiento to al árbol árbol resiste resistente, nte, solidar solidario io a los element elementos os que realizan el trabajo útil. El mecanismo se diseña para que las velocidades velocidades de giro y los momentos momentos de torsión implicados implicados sean los deseados, deseados, de acuerdo acuerdo con una relación de transmisión determinada.

INDICE

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Objetivos.

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Marco teórico: 

Transmisión por faja

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Transmisión por fajas simple

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Transmisión por faja cruzada

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Tensión de las fajas

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Transmisión de fajas en v

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Fajas planas

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Poleas

 

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 Accionamiento  Accionamiento por polea Poleas escalonadas

Ingeniería del proyecto esquema

 Aplicaciones  Aplicaciones problemas problemas

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Conclusión

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Bibliografía

OBJETIVOS 

Identificar los diferentes sistemas de transmisión de movimiento.

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Conocer las características de la transmisión mediante ruedas de fricción, poleas, cadenas y engranajes.

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Diferenciar cada mecanismo para darle uso a la aplicación deseada.

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Conocer y comprender el funcionamiento tanto transmisión circular como transmisión lineal.

Marco Teórico Transmisión por faja Las fajas pueden llevar a cabo relaciones de transmisión. La fuerza de apriete necesaria se produce mediante la tensión de la faja (tensión de alargamiento) al montar la misma.

Transmisión por fajas simple Para obtener un ángulo de abrazamiento bastante grande en la polea pequeña, el ramal arrastrado debe quedar arriba, la relación de transmisión no debe sobrepasar 6:1 y la distancia entre ejes no debe quedar debajo de 1:2(d1+d2). Las poleas motriz e impulsada giran en el mismo sentido.

Transmisión por faja cruzada En este caso se producen ángulos de abrasamiento mayores, pero las fajas retorcidas se desgastan más deprisa. Las poleas giran en sentidos opuestos.

Transmisión por faja simple (La polea motriz y la polea accionada giran en el mismo sentido)

Transmisión por faja cruzada (La polea motriz y la polea accionada giran en sentidos opuestos)

Tensión de las fajas Las fajas pueden tensarse con rodillos o también desplazando el motor de accionamiento sobre unas guías con un soporte basculante.

Todas las fajas (y cadenas) se alargan con el servicio. Así, aunque las fajas de algunos tipos pueden ser acortadas, es más cómodo que el motor este montado sobre una base ajustable. Si esta atornillado en ranuras de la base se puede alejar  periódicamente del elemento impulsado para restablecer la tracción inicial correcta. Análogamente, el motor puede estar montado sobre patines sobre un muelle demasiado baja, también es necesario un dispositivo de ajuste para tener  en cuenta este efecto.

La polea tensora no debe ser menor de lo que se permita el espesor de la faja, debido a que esta se dobla sobre ella, y por otra parte, en la posición usual, esto origina una flexión invertida.

Cuando un motor entrega potencia, el momento o par sobre el estator (bastidor) es igual y opuesto al que va sobre el rotor; la acción y la reacción son iguales. De aquí que el bastidor o carcasa tienda a girar en sentido contrario al del eje motor y esta tendencia de la faja montando el motor sobre una base basculante que puede moverse libremente describiendo un pequeño arco. Cuanto mayor es el par motor entregado, mayor es el esfuerzo de la carcasa del motor para girar y más tensa esta la faja, a causa de que la polea conductora se aleja ligeramente de la polea conducida. Este sistema puede, pues, proyectarse para proporcionar automáticamente a cualquier carga una cierta tensión adecuada, aunque no constante. En consecuencia, si la carga varia, las tenciones neta y total medias serán menores que para un dispositivo de estiramiento constante. La tensión adecuada permite un tiempo de vida mayor, un ajuste reducido ocasionara: resbalamiento – pulido en la polea. Y un ajuste excesivo: sobre- carga en los cojinetes.

Transmisión de fajas en v Las fajas trapezoidales se pueden emplear en ejes no paralelos si se cumple la ley de transmisión por fajas en que es necesaria una polea de guía, generalmente es más ventajosa la transmisión “polea v – polea plana”, en que la polea grande es de llanta lisa o volante. La cara cilíndrica de la polea debe ser suficiente ancha para acomodar el número necesario de correas. La capacidad de transmisión de potencia de las transformaciones “v-plana” se puede calcular como se explica para transmisiones “vv” (o sea con correas trapezoidales entre dos poleas con gargantas) excepto que

cambia el coeficiente de corrección por el arco de contacto k, esta diferencia de k se debe a que la relación de tracciones netas, debe ser menor cuando las correas se adaptan a poleas de llanta lisa. Se fabrican correas de doble v destinadas a flexarse en ambas direcciones; se las puede utilizar para impulsar una polea de gargantas por la cara “posterior” de la faja, por ejemplo. También hay fajas anchas con varias ranuras longitudinales en v que funcionan adaptadas a gargantas convenientemente dispuestas a la polea (llamadas fajas nervadas) que se utilizan para los mismos fines que las fajas trapezoidales múltiples. Las fajas trapezoidales de cable de acero se fabrican para aplicaciones de alta capacidad.

Fajas planas Conocidas también como bandas, fajas planas o fajas de transmisión están destinadas a transmitir fuerza y movimiento, generalmente a grandes distancias.

Materiales de fajas planas De la piel del lomo del buey (cuero de lomo) se obtienen fajas de cuero. Según sea la longitud de las fajas, se forman uniendo distintas bandas mediante encolada y cosido.

Los elementos de unión para las fajas (bancos de alambre, garras) unen los extremos de la misma entre sí en forma desmontable. Las fajas de cuero soportan grandes cargas y son muy elásticas. Las fajas de material fibroso y material sintético se fabrican de una pieza sin fin. Son apropiadas para transmitir fuerzas sin oscilaciones, cuando las poleas son de diámetro pequeño. Como materiales se emplean el algodón, el pelo de camello, la viscosa, el perlón y el nylon.

Las fajas combinadas de cuero y material sintético constan de una cinta de rodadura (guarnición de fricción) de cuero curtido al cromo que está firmemente unida con una cinta de tiro de material sintético (perlón) muy solicitada. Estas fajas son muy flexibles y pueden transmitir grandes fuerzas.

Poleas para fajas planas Según sea su finalidad estas poleas se fabrican de fundición gris, acero, metal ligero, material sintético o madera. Las poleas para fajas planas están recogidas en la norma DIN111. Se fabricara con llanta cilíndrica y con llanta abombada. La llanta abombada es apropiada para poleas accionadas, por que guía mejor la correa.

Para impedir que se produzca demasiado desgaste en la faja la rugosidad superficial de la llanta tiene que hallarse entre 4 y 10 m. cuando las velocidades de las fajas superan v=25 m/s se han de equilibrar estática y dinámicamente las poleas.

Fajas en V Las fajas en v constituyen un adelanto en la transmisión de fuerza y, generalmente, están constituidos de cordones de algodón dentro de un cuerpo de caucho. Estas fajas se deslizan en poleas cuyas llanta está formada por ranuras en forma de “v”. Las fajas “v” hacen posible la transmisión, por múltiple fajas, de potencia hasta 6000 HP, siendo las más compactas, baratas y de peso más liviano que se pueden instalar en cualquier máquina.

Fajas trapeciales Son fajas cerradas en anillo, sin uniones, con sección transversal trapecial. La polea para faja trapecial debe presentar una garganta, también de sección trapecial, en la cual se introduce en tención la faja, que puede transmitir así elevados esfuerzos tangenciales.

Por ser relativamente rígidas, las fajas trapeciales solo pueden montarse sobre arboles paralelos.

Características constructivas de las fajas trapeciales Las fajas trapeciales se fabrican preferentemente con tejidos engomados de considerable resistencia a la tracción. En particular las fajas trapeciales están compuestas por un núcleo formado por un bloque, de cordón de algodón dispuesto en capas; por dos capas de goma alrededor del núcleo central, y por un revestimiento de tejido engomado de gran resistente al rozamiento. G: capas de goma N: núcleo central de algodón engomado R: revestimiento resistente al rozamiento.

Según la norma DIN 2217 las fajas se construyen según las poleas con una o varias gargantas. Los ángulos de las gargantas son: 32°, 34° y 38°, según los diámetros de las poleas (a menor diámetro, menor ángulo).

Las gargantas se han de ejecutar de manera que la correa no sobresalga del canto superior ni se encune tampoco en el fondo de la garganta, ya que la faja pierde su efecto de cuña.

Ventaja del uso de fajas Estas fajas sin fin se fabrican de varias medidas, en cuanto a desarrollo y selección que permiten escoger el tipo más adecuado a cada transmisión. Están constituidas por cordones textiles longitudinales dentro de un cuerpo de caucho recubierto por un tejido protector, cuyo conjunto forma una sección trapecial cuya base mayor en la parte exterior de la faja. Deben montarse en poleas ranuradas convenientemente para que se ajusten en ellas las fajas, pudiendo montarse varias fajas paralelas en cada juego de poleas, debido a la exactitud de las medidas de fabricación y a la elasticidad que compensa las pequeñas diferencias que puede haber entre ellas. Por su forma, estas fajas producen un efecto de cuña en los canales de la polea que produce una fuerte presión superficial con una tención inicial pequeña, lo que favorece a los cojinetes de la transmisión y permite efectuar grandes relaciones de transmisión entre ejes próximos.

Fajas trapeciales Son las más comunes, y reúnen las siguientes ventajas: 

Menos mantenimiento.

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Esfuerzos muy débiles sobre los ejes.

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Empleo de la transmisión por fajas en las instalaciones en voladizo.

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Elevado rendimiento de las transmisiones (98%), mientras que con las fajas planas es de 70% a 85%.

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En transmisión comparables con iguáleles caballos de fuerza, el costo de una nueva transmisión en fajas en “v” es 40% menos que el de una transmisión por correas planas.

Fajas de eslabones Se caracterizan porque se ajustan a cualquier longitud, adaptándose a diferentes transmisiones. Presenta las siguientes ventajas: 

Evitan resbalamiento porque los eslabones proporcionan mejor tensión, rápida y fácil, funcionando la maquina a máxima velocidad.

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Reduce el costo de instalación porque se monta rápidamente, produciendo ahorro de tiempo.

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Larga duración de faja por su encaje perfecto en las ranuras de las poleas, además son flexibles.

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Gran economía porque cuando las maquinas cesan en sus servicios, estas fajas pueden adaptarse a otras maquinas por su fácil montaje.

Fajas dentadas Las correas en unión con las ruedas dentadas correspondientes garantizan una transmisión de fuerza sin resbalamiento.

Las correas dentadas son de caucho de alta calidad unido firmemente con un cable de acero empotrado. El cable enrollado en forma helicoidal absorbe las fuerzas de tracción.

La fuerza se transmite a través de los flancos de diente.

Este tipo de faja constituye un adelanto en el ramo de las fajas “v”. Es más compacta, económica, liviana y de fácil instalación y su construcción interna, en forma de dientes, permite un agarre preciso con la polea, cuando un impulso seguro y sin pérdida de velocidad a la transición.

Polea Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el curso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Las poleas son ruedas que tienen el perímetro exterior diseñado especialmente para facilitar el contacto con cuerdas o fajas. En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta . El cuerpo es el elemento que une el cubo con la garganta. En algunos tipos de poleas está formado por radios o aspas para reducir peso y facilitar la ventilación de las máquinas en las que se instalan.

El cubo es la parte central que comprende el agujero, permite aumentar el grosor  de la polea para aumentar su estabilidad sobre el eje. Suele incluir un chavetero que facilita la unión de la polea con el eje o árbol (para que ambos giren solidarios).

La garganta (o canal) es la parte que entra en contacto con la cuerda o la correa y está especialmente diseñada para conseguir el mayor agarre posible. La parte más profunda recibe el nombre de llanta. Puede adoptar distintas formas (plana, semicircular, triangular) pero la más empleada hoy día es la trapezoidal

Poleas simples La polea simple se emplea para elevar pesos, consta de una sola rueda con la que hacemos pasar una cuerda. Se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el levantamiento de la carga, entre otros motivos, porque nos ayudamos del peso del cuerpo para efectuar el esfuerzo, la fuerza que tenemos que hacer es la misma al peso a la que tenemos que levantar. F = R 

Polea simple fija La manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso. Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente.

Polea simple móvil Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga. La polea simple móvil mecánica: la fuerza carga es justamente la sido requerida para Por el contrario, la que debe tirarse es el desea hacer subir a la

produce una ventaja necesaria para levantar la mitad de la fuerza que habría levantar la carga sin la polea. longitud de la cuerda de la doble de la distancia que se carga.

Poleas compuestas Existen sistemas con múltiples de poleas que pretenden obtener una gran ventaja mecánica, es decir, elevar grandes pesos con un bajo esfuerzo. Estos sistemas de poleas son diversos, aunque tienen algo en común, en cualquier caso se agrupan en grupos de poleas fijas y móviles: destacan los polipastos:

Polipastos o aparejos El polipastos, es la configuración más común de polea compuesta. En un polipasto, las poleas se distribuyen en dos grupos, uno fijo y uno móvil. En cada grupo se instala un número arbitrario de poleas. La carga se une al grupo móvil.

 Accionamiento por polea La polea motriz y accionada tiene que estar exactamente alineadas, lo cual puede verificarse apoyando una regla en las caras de las poleas y el caso de distancias largas entre ejes un cordón tensado. Los arboles de ambas poleas tienen que hallarse exactamente paralelos y en un mismo plano.

Poleas escalonadas Las velocidades son diferentes según las exigencias del trabajo. Para conseguirlo, se monta en el árbol conductor, que generalmente es un árbol superior, una polea a múltiple, llamada polea escalonada o cono conductor. Cuando la relación de transmisión supera I=6:1, tiene que agrandarse mediante rodillo tensor el ángulo de abrazamiento en la polea pequeña, sin que varíen el diámetro de las poleas y la distancia entre ejes.

Calculo de tensión de las fajas planas y poleas Es la diferencia de tensión que existe entre las tensiones T1 y tensión T2 de una faja de transmisión, entre ramal conductor y el ramal conducido. Ejemplo:

Sea d una polea conductora unida por una faja a la polea conducida f. Para que la faja no patine debe estar tirante, y someter a sus ramales superior e inferior a tensiones que se llaman T2 y T1 respectivamente.

Estando paradas las poleas se somete a la faja a cierta tensión, entonces T1 y T2 serán iguales. Si se echa andar la polea conductora d, en el sentido de la flecha, aumenta la tensión en el ramal inferior o conductor de la faja y disminuye en el superior o conducido, hasta que la diferencia entre las tensiones es lo suficientemente grande como para hacer girar la polea conducida f. La velocidad (V) lineal de la faja, en metros por segundo, es igual a la velocidad periférica de las poleas, tenciones T1 y T2 que se expresan en kilogramos. La de la fuerza T1 y T2 por la velocidad V, o la distancia que en un segundo recorre un punto de la correa, es decir, potencia transmitida = (T1-T2) V kg, y, puesto 1 hp= 75kgm por segundo, la potencia c en caballos serán.

C=

Dónde: 

C= potencia que transmite la faja (CV)

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T1= tensión del ramal conductor (kg)

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T2 = tensión del ramal conducido (kg)

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V = velocidad lineal de la faja (m/s)

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75 = valor del caballo de fuerza (kg/s)

Ingeniería del proyecto esquema :

 Así podemos apreciar la realización de cómo podemos construir un mecanismo simple por ejemplo la polea. El mecanismo está formado por dos ruedas simple conectada mediante una cinta o faja tensionada. Las ruedas pueden variar según el uso de aplicación puede ser  de aluminio, hierro, acero u otro material metálico pero en cambio la faja tensionada sufre un desgaste importante con el uso y puede llegar a romperse. Ya que generalmente está hecha de goma.

Aplicaciones problemas: 1) En una transmisión por fajas la polea conductora tiene 1 m de diámetro y da 120rpm. La tensión en el ramal conductor de la faja es de 200kg en el conducido de 50 kg. Suponiendo que no patina. ¿Qué potencia transmite la faja?

Solución:

120 rpm = 120/60 = rps

Luego:

V = 1 x 3,1416 x 2 = 6,28 m/s aprox.

 Aplicando la formula anterior, resulta:

C= (200-50) x 6,28 = 12,6 c v 75

2) Una polea conductora tiene 75 cm de diámetro y da 180 rpm. La correa que

enlaza con la polea conducida transmite una potencia de c v. Determine la tensión efectiva de la faja.

Solución:

180 rpm = 180/60 = 3 rps 75 cm = 0,75; luego, la velocidad lineal de la correa es V = 3 x 0,75 x 3,1416 = 7,07 m/s aprox.

 Aplicando la formula anterior, resulta:

T1 – T2 = 75 c = 75 x 6 = 63,6 kg V

7,07

Anchura de las fajas Cuando se desee conectar la anchura que deba tener una faja de cuero sencillo para transmitir una potencia dada, podrá emplearse la regla siguiente: Regla: Pa hallar la anchura necesaria de una correa, en centímetros, y transmitir una potencia dada, multiplíquese el numero de caballos que se desea transmitir por 75 y divídase este producto entre el obtenido de multiplicar la velocidad de la faja, en metros por segundo, por la tensión efectiva permisible.

Ejemplo: ¿Qué anchura deberá tener la faja para poder transmitir una potencia de 16 caballos, trabajando la faja a una velocidad de 10 metros por segundo y siendo la tensión permisible de 6,8 kg/cm de ancho?

16 x 75 = 17,6 6,8 x 10

CONCLUCION:

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Con el tema tratado somos capaces de diferenciar los tipos de mecanismos de transmisión de movimiento que son de varios tipos.

Existe diferencias entre transmisión de movimiento y transformación de movimiento.

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 Apreciamos que en los Mecanismos de transmisión circular, el elemento de entrada y el elemento de salida tienen movimiento circular. Ejemplo: Los sistemas de engranajes. Y en Mecanismos de transmisión lineal, el elemento de entrada y el elemento de salida tienen movimiento lineal. Ejemplo: La palanca.

Existen diversos mecanismos de transmisión las cuales se dan uso a diversas aplicaciones que requiere, gracias a ellas facilita y agiliza los diversos trabajos que se nos presenten haciendo uso del mecanismo de movimiento adecuado para cada uso .

BIBLIOGRAFIA:



Libro manual de la senati.

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http://www.atikoestudio.com/disenador/industrial/mecanismos%20y %20sistemas/mecanismos%20transmision.htm



http://www.csi_csif.es/andalucia/modules/mod_ense/revista/pdf/Numero_20/ OLGA_ZARZA_CORTES01.pdf 



http://aprendemostecnologia.org/maquinas-y-mecanismos/mecanismos-detransmision-del-movimiento/