Tema 3

 

 

Principios de Mantenimiento Electromecánico

Tema 3: Elementos Mecánicos Transmisores de Movimiento

Contenido 1.

INTRODUCCIÓN ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... 3

2.

MÁQUINAS ............................................................................................................................ ............................................................................................................................ 3

3.

2.1.

ELEMENTOS MOTRICES ................................................................................................. ................................................................................................. 3

2.2.

ELEMENTOS DE MÁQUINAS .......................................................................................... .......................................................................................... 4

ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO ............................................. 5 3.1.

PALANCA ............................................................... ....................................................................................................................... ........................................................ 7

3.2.

EJES, ÁRBOLES Y ELEMENTOS DE FIJACIÓN................................................................... 8

3.2.1.

Ejes ........................................................................................................................ Ejes  ........................................................................................................................ 8

3.2.2.

Árboles  ....................................................................................................... Árboles ................................................................................................................. ........... 9

3.3.

4.

APOYOS ......................................................................................................................... ......................................................................................................................... 9

3.3.1.

Gorrones radiales................................................................. radiales.................................................................................................. ................................. 9

3.3.2.

Gorrones axiales ................................................................................................... axiales ................................................................................................... 9

3.3.3.

Gorrones esféricos  esféricos .......................................................................... ............................................................................................. .................... 10

3.3.4.

Gorrones de anillos  anillos ............................................................................................. ............................................................................................ 10 10

ACOPLAMIENTOS Y EMBRAGUES......................................................... ........................................................................................ ............................... 10 4.1. ACOPLAMIENTOS RÍGIDOS O FIJOS ............................................................................. ............................................................................. 10 4.1.1.

Acoplamiento de platos  platos ................................................................. ..................................................................................... .................... 10

4.1.2.

Acoplamiento de manguito  manguito ............................................................ ............................................................................... .................... 11

4.1.3.

Acoplamiento Seller  Seller ............................................................ ........................................................................................... ............................... 11

4.2.

ACOPLAMIENTOS MÓVILES .......................................................... ......................................................................................... ............................... 11

4.2.1.

Acoplamientos de dilatación  dilatación .............................................................................. ............................................................................. 11

4.2.2.

Acoplamientos de movimiento transversal.  transversal.  ...................................................... ..................................................... 1 12 2

4.2.3.

Acoplamientos con articulación en cruz ............................................................ cruz  ............................................................ 12

4.3.

ACOPLAMIENTOS ELÁSTICOS ...................................................................................... ...................................................................................... 13

4.3.1. 4.3.2.

 Acoplamiento con casquillo casquillo de goma .......................................................... 13

4.3.3.

Acoplamiento de tacos de goma  goma  .................................................................... .................................................................... 13

4.3.4.

Acoplamiento con llanta de goma tipo perflex ..................................... perflex .............................................. ......... 14 14

4.3.5.

Acoplamiento elástico de muelles .................................................................... muelles .................................................................... 14

4.3.6.

Acoplamiento de seguridad ............................................................................... seguridad ............................................................................... 14

4.3.7.

Acoplamiento hidráulico  hidráulico .................................................................................... ................................................................................... 14 14

4.3.8.

Acoplamiento electromagnético ....................................................................... electromagnético ....................................................................... 14

4.4.

Acoplamiento de correa en estrella ................................................................. estrella ................................................................. 13

EMBRAGUES ................................................................................................................ ................................................................................................................ 15

4.4.1.

Embragues mecánicos ........................................................................................ mecánicos ........................................................................................ 15

4.4.2. 4.4.3.

Embragues electromecánicos  electromecánicos ............................................................................. ............................................................................ 16 16 Embragues neumáticos ...................................................................................... neumáticos ...................................................................................... 16

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4.4.4. 5.

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Embragues hidráulicos  hidráulicos ....................................................................................... ....................................................................................... 16

TRANSMISIONES POR CORREAS Y POLEAS .......................................................................... .......................................................................... 17 5.1.

CORREAS................................................................. ...................................................................................................................... ..................................................... 17

5.1.1.

Forma de las correas  correas ........................................................................................... .......................................................................................... 18

5.1.2.

Materiales de las correas  correas ................................................................................... ................................................................................... 18

5.1.3.

Unión de las correas ........................................................................................... correas ........................................................................................... 19

5.1.4.

Disposición espacial  espacial ............................................................................................ ........................................................................................... 2 20 0

5.1.5.

Diseño General de Accionamiento ...................................................................... ...................................................................... 21

5.2.

POLEAS ........................................................................................................................ ........................................................................................................................ 21

5.2.1.

Particularidades en el montaje y desmontaje ................................................... desmontaje ................................................... 24

5.2.2.

Equilibrado  .......................................................................................................... Equilibrado ......................................................................................................... 2 24 4

5.2.3.

Tensión de las correas ........................................................................................ correas ........................................................................................ 24

5.2.4.

Multiplicadores de velocidad ............................................................................. velocidad ............................................................................. 25

5.2.5.

Tren de poleas.......................................................... poleas..................................................................................................... ........................................... 2 25 5

5.3.

TRANSMISIÓN POR CADENA Y RUEDA ........................................................................ ........................................................................ 26

5.3.1.

Cadenas por rodillos (Renold) ............................................................................ (Renold) ............................................................................ 26

5.3.2.

Piñones y Coronas para cadenas de rodillo ....................................................... rodillo ....................................................... 28

Formas de ejecución ................................................................................................................... ................................................................................................................... 28 6.

MANTENIMIENTO DE CADENAS ........................................................... .......................................................................................... ............................... 29

7.

MANTENIMIENTO DE CORREAS ........................................................... .......................................................................................... ............................... 30 7.1.

FALLOS EN LAS CORREAS............................................................................................. ............................................................................................. 31

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2

 

 

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1.   1.

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INTRODUCCIÓN

El ser humano siempre intenta realizar trabajos que sobrepasan su capacidad física. Algunos ejemplos de esta actitud de superación pueden ser: mover rocas enormes, elevar coches para repararlos, transportar objetos o personas a grandes distancias, distancias, cortar árboles, etc. Para solucionar estos grandes retos se inventaron las máquinas: una grúa o una excavadora son máquinas; pero también lo son una bicicleta, o los cohetes espaciales, etc. Todos ellos son máquinas y en común tienen, al menos, una cosa: son inventos humanos cuyo fin es reducir el esfuerzo necesario para realizar un trabajo. Prácticamente cualquier objeto puede llegar a convertirse en una máquina sin más que darle la utilidad adecuada. Por ejemplo, una cuesta natural no es, en principio, una máquina, pero se convierte en ella cuando el ser humano la usa para elevar objetos con un menor esfuerzo (es más fácil subir objetos por una cuesta que elevarlos a pulso); lo mismo sucede con un simple palo que nos encontramos tirado en el suelo, si lo usamos para mover algún objeto a modo de palanca ya lo hemos convertido en una máquina.

2. 2.  

MÁQUINAS

Todas las máquinas suelen estar compuestas por partes fijas y móviles. Cuando se le suministra energía a las partes móviles, describen movimientos preestablecidos y repetitivos. Una máquina es una combinación de mecanismos o dispositivos, agrupados adecuadamente, que aprovechan una forma predeterminada de energía, la transforman y producen un efecto final. Las máquinas están compuestas por dos partes fundamentales denominadas elementos motrices y elementos de máquinas (mecanismos).

2.1.  ELEMENTOS MOTRICES  Son los encargados de proporcionar la energía necesaria para que se produzca el movimiento. Dependiendo del tipo de energía que aprovecha, los elementos motrices se pueden clasificar en motores primarios y motores secundarios.

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Motores primarios  Estos motores raramente proporcionan energía directamente a la máquina. Se limitan a transformarla, generalmente en energía eléctrica, para que pueda ser usada por un motor secundario. Motores secundarios Son aquellos cuya energía de salida acciona las máquinas directamente. Las energías empleadas en los motores secundarios son:  

Energía muscular (procedentes de animales o personas). Cada día se emplea menos,

pero todavía podemos encontrarla en actividades de transporte de cargas (carro de caballos, jardinero con carretilla, etc.).  

Energía térmica. Obtenida al quemar algún combustible. Dependiendo de que la

combustión se realice dentro fuera de un cilindro, tenemos: a) Motores de combustión externa. El más conocido es la locomotora de

vapor. Se basa en producir vapor de agua a gran presión que desplazará un pistón, transformando la energía calorífica en me mecánica. cánica.

b) Motores de combustión interna. La combustión se produce en el

interior de un cilindro. Según el principio principio de funcionamiento funcionamiento y el combustible empleado, se clasifican en motores de explosión (gasolina, empleados en automóviles), motor diésel, diésel, turbinas de gas o turborreactores.  

Energía eléctrica. Los motores secundarios eléctricos más conocidos son el motor

eléctrico y el electroimán.

2.2.  ELEMENTOS DE MÁQUINAS  Los elementos de máquinas son cada una de las partes de que constan éstas. El término mecanismo se suele asignar a los sistemas de las máquinas que tienen algún tipo de movilidad. Dependiendo de su funcionamiento y de la energía utilizada, se pueden clasificar en tres grandes grupos: grupos: elementos mecánicos, mecánicos, eléctrico/electrónicos eléctrico/electrónicos y neumáticos/óleohidráulicos.

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Tipo   Tipo

Clase   Clase 1. Transmisores de movimientos

Mecánicos  S

2. Transformadores de movimientos.

A

3. Auxiliares U

4. De union Á

1. Generadores

IN Q M E D

Eléctricos/ O

electrónicos 

S T

2. Conductores (cables) 3. Receptores (bombillas, resistencias, motores, etc.)

N

4. Acumuladores M

5. Elementos de control (interruptor, conmutador, pulsador, etc.)

E E L E

Neumáticos/ óleohidráulicos 

1. Compresores, acumuladores, filtros, etc. 2. Tuberías 3. Válvulas de regulación 4. Actuadores (motores, cilindros, etc)

3.   3.

ELEMENTOS MECÁNICOS TRANSMISORES DEL MOVIMIENTO

Un mecanismo transforma un movimiento y una fuerza de entrada en un movimiento y una fuerza de salida. La misión del mecanismo es transmitir el movimiento, transformarlo o ambas cosas a un tiempo. Fuerza de Entrada

Mecanismo

Fuerza de Salida

Como mencionamos anteriormente, existen dos grupos de mecanismos: 1. Mecanismos de transmisión del movimiento. 2. Mecanismos de transformación del movimiento.

 

Los mecanismos de transmisión son aquellos en los que el elemento motriz (o de

entrada) y el elemento elemento conducido conducido (o de salida) tienen el mismo tipo de movimiento.  

Los mecanismos de transformación son aquellos en los que el elemento motriz y

el conducido tienen distinto tipo de movimiento.

1. 2. 3.

En estos mecanismos podemos distinguir tres tipos de movimiento. Movimiento circular o rotatorio, como el que tiene t iene una rueda. Movimiento lineal, es decir, en línea recta y de forma continua. co ntinua. Movimiento alternativo: Es un movimiento de ida y vuelta, de vaivén. Como el de un péndulo.

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Los mecanismos están formados por una serie de órganos móviles, destinados a la transmisión y transformación del movimiento y de una serie de apoyos fijos que forman la estructura del mecanismo. Las principales transformaciones de movimiento son: Movimiento Origen  Origen 

Movimiento Final  Final  Rectilíneo continuo

Circular continuo Rectilíneo alternativo

Rectilíneo continuo

Circular continuo

Rectilíneo alternativo

Circular continuo

Elemento o mecanismo  mecanismo  Piñón-cremallera Tornillo-tuerca Excéntrica Leva Biela-manivela Palanca Cremallera-piñón Biela-manivela Cigüeñal

Entre el elemento motriz y el punto o eje de salida es necesario transmitir el movimiento, en algunos casos aumentando la velocidad y en otros reduciéndola, según interese. Los elementos transmisores que más se emplean se determinan a continuación: Rígidos Bridas s ot el Móviles Junta elástica o n br ei Junta cardan á m er la Junta homocinética t p n o c e Junta Oldham A Deslizantes Eje estirado   Exteriores De fricción Interiores ot n Troncocónicas ei mi Montadas Dientes rectos v om

     s       o       t       c       e       r         i       D

l e d n iós i

a

s)e e

n

en ejes paralelos

s j a d ar u R e(

n

g

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e e

d D

s o ic n á

Articulaciones c e m s ot n e m leE

Por cuerda o cable

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Dientes helicoidales Dientes en V Epicicloidales Que se Engranajes cónicos rectos Montadas en cortan ejes Engranajes cónicos perpendicula Tornillo sin fin Que se res Engranajes cónicos cruzan Hipoide Movimiento de igual sentido Movimiento en sentido contrario Otra dirección Mediante polea simple Mediante polea compuesta (polipasto) 6

 

 

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     s       o       t       c       e       r         i       d       n         I

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Por cadena

Por correa

Entre poleas Entre

Entre engranajes (piñones) Correa plana Correa trapezoidal Correa redonda Correa dentada

3.1.  PALANCA  Es un sistema de transmisión lineal. La palanca es una barra rígida que gira en torno a un punto de apoyo o articulación. Es un punto de la barra se aplica una fuerza F o potencia P con el fin de vencer una resistencia R.

La ley de la palanca dice: Una palanca está en equilibrio cuando el producto de la fuerza F, por su distancia d, al punto de apoyo es igual al producto de la resistencia R por su distancia r, al punto de apoyo.

F · d = R · r  r 

Hay tres tipos de palanca según donde se encuentre el punto de apoyo, la fuerza F y la resistencia R.

PALANCAS DE PRIMER GÉNERO El punto de apoyo, se encuentra entre la fuerza aplicada ((FF) y la resistencia (R (R).

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PALANCAS DE SEGUNDO GÉNERO La resistencia (R (R) se encuentra entre la fuerza aplicada (F ( F) y el punto de apoyo.

PALANCAS DE TERCER GÉNERO La fuerza aplicada (F ( F) se encuentra entre la resistencia (R (R) y el punto de apoyo.

3.2.  EJES, ÁRBOLES Y ELEMENTOS DE FIJACIÓN  Un eje es un miembro rotatorio o estacionario, el cual usualmente tiene una sección transversal circular mucho más pequeña en el diámetro que en su longitud y tiene montados elementos transmisores de potencia, tales como engranajes, levas, poleas, volantes, etc. La carga sobre el eje puede ser de varias combinaciones de flexión, torsión, axial, etc. 3.2.1.  Ejes

Se llaman ejes a los elementos destinados a soportar órganos giratorios pero sin que gire dicho eje, eje, de tal forma que en todo momento están sometidos a un único tipo de esfuerzo que es el de flexión. Como ejemplo podemos citar el eje de las ruedas delanteras de un automóvil con tracción trasera; etc.

El dimensionamiento de los ejes supone el cálculo de la sección necesaria con que hay que dotar al eje para que puedan soportar las cargas que se le aplican. Estas secciones, por lo general circulares o de corona circular, determinan el tipo de eje, que puede ser macizos y ejes huecos. C.F.G.M. Operaciones de Laboratorio

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3.2.2.   Árboles Se llaman árboles de transmisión a los elementos de máquina que giran siempre con los órganos que soportan, soportan, de tal forma que hacen girar a éstos o son son movidos por ellos transmitiendo un par de giro. La unión entre árbol y elemento (poleas, engranaje, etc.) se realiza siempre por medio de chavetas o ranuras estriadas.

Estos elementos (además de soportar las cargas de los elementos que se encuentran sobre ellos, deben de ser capaces de transmitir transmitir el movimiento a otros órganos o incluso otros árboles) están sometidos por una parte al esfuerzo de flexión flexión,, producido por el peso de los órganos montados sobre ellos y la tensión de las correas, al de torsión torsión,, ocasionado por los pares motores y resistentes; y a compresión debido a los empujes axiales producidos por los engranajes, cojinetes y rodamientos.

3.3.  APOYOS Los apoyos tanto para ejes como para árboles, reciben distintas nomenclaturas dependiendo sobre todo de la posición del apoyo y la forma de estos. Entre los tipos más comunes se encuentran.

3.3.1.  Gorrones radiales También reciben el nombre de muñones y pueden ser extremos o intermedios. Su diámetro es menor que el de los ejes o árboles a los que pertenecen.

3.3.2.  Gorrones axiales Denominados también pivotes o quicios, son los del tipo vertical como se puede observar en la figura.

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3.3.3.  Gorrones esféricos También llamados rótulas, permiten al eje o árbol una gran libertad de movimiento.

3.3.4.  Gorrones de anillos Se utilizan en ejes que han de transmitir un empuje grande en la dirección del eje geométrico, geométrico, como es el caso de las turbinas o árboles de las hélices de los buques. Están constituidos por una serie de anillos solidarios con el eje y situados a igual distancia.

4. 4.  

ACOPLAMIENTOS Y EMBRAGUES

Los acoplamientos son los elementos encargados de conectar directamente entre sí los árboles (en ocasiones a ejes), cuando la distancia desde la máquina motriz al elemento receptor es elevada.

4.1.  ACOPLAMIENT ACOPLAMIENTOS OS RÍGIDOS O FIJOS Se utilizan cuando los árboles están virtualmente sobre la misma línea recta y cuando deben permanecer mutuamente en una relación angular constante. Sin embargo, es difícil obtener una verdadera alineación de los ejes de los árboles conectados entre sí, y en caso de conseguirla es difícil difícil mantenerla mantenerla por por diversas razones, como son: desigual desigual asentamiento de las cimentaciones, variaciones de temperatura, deformación de los los árboles bajo cargas, desgaste de cojinetes. Dentro de los acoplamientos rígidos nos podemos encontrar con los siguientes: 4.1.1.   Acoplamiento de platos Son acoplamientos formados por dos bridas planas que se unen a través de tornillos, y enchavetados a los árboles, permitiendo una ligera desigualdad entre los diámetros de los árboles. Son acoplamientos que pueden llegar a albergar árboles de 20 cm de diámetro, aunque dependiendo de cada fabricante varían estas dimensiones y formas físicas.

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Por otro lado los platos pueden estar directamente en contacto, o bien, intercalar entre ambos platos materiales que aumenten el coeficiente de rozamiento, de tal forma que han de ser consideradas dos superficies de fricción. El funcionamiento de este acoplamiento se basa en el rozamiento que se produce entre ambos platos al ser estos prensados en uno contra el otro por medio de los tornillos, de tal forma que sean capaces de transmitir la potencia necesaria.

4.1.2.   Acoplamiento de manguito Se trata de un manguito dividido en dos mitades y unidas por tornillos y a su vez a los árboles por una gran chaveta que favorece la alineación. Es un tipo de acoplamiento apto para servicio pesado, además de que puede ser instalado y desmontado sin mover los árboles.

4.1.3.   Acoplamiento Seller Es una variante del anterior, pero que permite una ligera diferencia de diámetro entre los árboles a unir, gracias a dos manguitos cónicos independientes unidos por pasadores.

4.2.  ACOPLAMIENT ACOPLAMIENTOS OS MÓVILES Son acoplamientos que permiten unos ciertos grados de libertad entre los árboles durante la rotación. 4.2.1.   Acoplamientos de dilatación Son los que permiten la movilidad longitudinal de los árboles, utilizados principalmente cuando es necesario compensar las dilataciones producidas por variaciones de tª en árboles de gran longitud. Hay que tener en cuenta que un árbol de acero se dilata 1,2 mm por cada metro de longitud cuando la tª aumenta 100 ºC. C.F.G.M. Operaciones de Laboratorio

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Consta de dos manguitos de dientes frontales enchavetados en las extremidades de los árboles que ajustan entre sí y están guiados por un anillo de bronce que asegura el centrado de los árboles.

4.2.2.   Acoplamientos de movimiento transversal. Cuando es necesario que los árboles puedan tener un cierto juego que les permita desplazarse paralelos a sí mismo, es necesario utilizar este tipo de acoplamiento. Entre ellos se encuentra el acoplamiento llamado Junta Oldham, Oldham, el cual consta de dos platos fijados por medio de chavetas a los extremos de los árboles; cada uno de ellos lleva una ranura diametral en las caras frontales, donde encajan otras dos ranuras pero salientes de un tercer plato. De esta manera el plato intermedio intermedio resbala ligeramente a lo largo de los otros dos. Estos acoplamientos se emplean a bajas velocidades y ligeros desplazamientos de los árboles.

4.2.3.   Acoplamientos con articulación en cruz cruz Este acoplamiento permite la unión entre árboles que son coplanarios y concurrentes en un punto, de tal forma que los árboles puedan experimentar desplazamientos angulares en todos los sentidos. Se les denominan Junta Cardan. Cardan. Se componen esencialmente de dos horquillas unidas a los extremos de los árboles, situadas en planos perpendiculares y unidas ambas por medio de una articulación en cruz o bien una corona, alrededor de las cuales pueden oscilar las horquillas. Estos acoplamientos limitan la abertura a un ángulo de 45º, aunque se aconseja no superar los 20-25º, con todo ello es necesario tener en cuenta que la velocidad del árbol conducido y el árbol conductor no es siempre la misma. C.F.G.M. Operaciones de Laboratorio

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Estas diferencias de velocidades no son permitidas en todas las transmisiones, para lo cual se realiza lo que se conoce como doble junta Cardan. Cardan.

ACOPLAMIENTOS OS ELÁSTICOS 4.3.  ACOPLAMIENT Son los que se emplean para acoplar árboles a los ejes no coincidentes. Para ello utilizan un elemento intermedio elástico ligero (caucho, goma, resorte metálico, etc.) que permite, por otro lado, un arranque ligeramente progresivo, absorbe las deformaciones angulares por torsión y evita sacudidas y ruidos. Dependiendo del fabricante, existen gran variedad de acoplamientos flexibles:

4.3.1. 

 Acoplamiento con casquillo de goma Semejante al de platos, con la diferencia de que uno de los platos presenta una serie de cavidades donde son alojados los pernos de acero ac ero envueltos en casquillos de goma. Pueden llegar a girar a 300 rpm de forma uniforme y con árboles bien equilibrados.

4.3.2.   Acoplamiento de correa en estrella Los dos platos son montados en los árboles con chavetas forzadas, y cada uno lleva un grupo de pernos unidos entre sí por medio de una correa plana sin fin, dispuesta en estrella. Evita las sacudidas violentas y el arrastre es suave. 

4.3.3.   Acoplamiento de tacos de goma Está constituido por dos discos de fundición especial de gran resistencia o acero, uno provisto de tacos de goma o cuero y que se monta sobre el árbol conductor. El otro disco lleva unos dientes de fundición que encajan en los tacos y va unido al árbol conducido. Es muy empleado en motores eléctricos con reductores, bombas, ventiladores, etc.

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4.3.4.   Acoplamiento con llanta de goma tipo perflex Es un acoplamiento de elevada elasticidad, compuestos por dos platos montados sobre la extremidad de los árboles, unidos por un collar de goma por medio de unos discos de acero y varios tornillos.

4.3.5.   Acoplamiento elástico de muelles mue lles Se emplean en aquellos casos en que el error de alineación es considerable.

4.3.6.   Acoplamiento de seguridad Se utiliza cuando las sobrecargas se han de evitar en las uniones, de tal forma que si el momento de torsión supera un valor establecido, la unión se elimina automáticamente, por medio de deslizamiento o fractura de los elementos de unión.

4.3.7.   Acoplamiento hidráulico h idráulico Son acoplamientos en que la unión mecánica no existe, sino que son máquinas hidráulicas conectadas en serie. Por un lado constan de una bomba centrífuga, unida al árbol conductor, que tiene la finalidad de absorber la energía mecánica y transformarla en energía cinética, y una turbina montada sobre el árbol conducido, que es arrastrada por la rotación del del fluido que sale de de la bomba.

4.3.8.   Acoplamiento electromagnético Es un acoplamiento de inducción electromagnética, la transmisión del momento torsor se obtiene sin contacto mecánico por medio de líneas de fuerza electromagnética que al pasar a través del entrehierro, crean una unión entre el inducido y el inductor.  C.F.G.M. Operaciones de Laboratorio

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4.4.  EMBRAGUES El embrague es un tipo de acoplamiento que posee la facultad de permitir la desunión de los árboles en cualquier momento, sin que por ello los árboles deban estar en reposo. El empleo más común del embrague, es el de aislar una parte de una transmisión o poner en marcha y detener una máquina sin detener el motor. Fundamentalmente se componen de dos partes, una fija, ensamblada al árbol conductor, y otra móvil, ensamblada al árbol conducido. Los embragues se pueden clasificar según:

Sistema de construcción

Forma de funcionamiento

Mecánicos Electromecánicos Neumáticos Hidráulicos Sencillos Progresivos Automáticos

4.4.1.  Embragues mecánicos El accionamiento de estos embragues es mecánico. Se encuentran distintos tipos:  

Embragues de plato con dientes.- Estos actúan por medio de unos dientes o salientes del elemento conductor, que encajan o ensamblan con sus correspondientes en el elemento conducido. En este tipo de embrague, embrague, la unión ha de realizarse con la máquina parada y sólo en casos especiales cuando esta está en movimiento.

 

Embragues de engranaje.- Está constituido fundamentalmente por dos ruedas dentadas, una con dentado exterior y enchavetada al árbol conductor y otra interior que se desliza longitudinalmente a través de una lengüeta sobre el árbol conducido.

 

Embragues mecánicos progresivos.- Son los denominados embragues de fricción. El principio de funcionamiento se basa en la fricción de dos discos, uno solidario al árbol conductor comprimido con fuerza contra la superficie del disco solidario al árbol conducido.

La unión y desunión se puede realizar tanto en movimiento como en reposo, y además con la ventaja de ser este inmediato o progresivo, en función de la fuerza de apriete entre las superficies.

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4.4.2.  Embragues electromecánicos Su funcionamiento se basa fundamentalmente, en el acoplamiento de ambos árboles cuando se envía una corriente eléctrica a través de una bobina, en la cual se induce un campo magnético que hace que el disco conductor c onductor y conducido se una y giren unidos. Entre los embragues electromecánicos más comunes se encuentran: 

  Embrague electromecánico de láminas.

Embrague electromecánico de polvo magnético.   Embrague freno electromecánico.

 

Embrague freno elecromecánico

4.4.3.  Embragues neumáticos Son embragues que se activan cuando se produce una presión de aire comprimido sobre unos tacos de material de fricción suspendidos en un anillo y unido al árbol conductor, contra un plato de acoplamiento situado sobre el árbol conducido.

4.4.4.  Embragues hidráulicos Son embragues en el que el enlace entre árboles se produce por medio de un fluido que, agitado por el mecanismo conductor, se proyecta sobre el árbol conducido, produciendo el movimiento de éste.

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5.   5.

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TRANSMISIONES POR CORREAS Y POLEAS

Las correas sean planas o trapezoidales, se emplean en la transmisión de un movimiento de rotación entre dos árboles, por lo general paralelos, y separados a una distancia determinada. En las transmisiones por correa y polea siempre existen pérdidas de potencia del 3 al 5%, debidas al deslizamiento que se produce, aunque por otro lado al ser una transmisión flexible ofrece ventajas como son: absorción de vibraciones y choque, silenciosa y una larga vida útil.

5.1.  CORREAS Las correas son los elementos que sirven como nexos de unión entre poleas, y por tanto el elemento que posibilita la transmisión de movimiento y potencia de una polea a otra. Si una polea fija a un árbol se une (en determinadas condiciones) por medio de una correa, a otra polea solidaria también a otro árbol, el movimiento de rotación de uno de éstos, llamado árbol o eje conductor , se transmitirá al segundo árbol llamado árbol o eje conducido. Estas correas, suelen ser cintas cerradas de goma u otros materiales. Las correas se conforman principalmente en cuatro partes, según se detalla a continuación:

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5.1.1.  Forma de las correas Principalmente adoptan tres formas: Trapezoidal o en Estriada o Dentada, Dentada, aunque existen otros modelos.

Plana

“V”,

Plana y

Trapezoidal

Las condiciones que han de cumplir una buena correa vienen determinadas por: Flexibilidad y suavidad.   Buena adherencia.   Resistencia a la tracción.   Resistencia al calor, frío y humedad.

 

5.1.2.  Materiales de las correas Los materiales más empleados para la conformación de correas de transmisión:  

Cuero.- Lo más corriente es emplear cuero natural, curtido al tanino o al cromo. Se construyen rectangulares, de 3 a 7 mm de espesor y ancho de 20 a 500mm. Su resistencia práctica es de 20 a 40 kgf/cm 2. No deben ser empleadas en lugares húmedos o con emanaciones ácidas.

 

Algodón.- Tienen un espesor variable, ya que depende de la superposición de varias Algodón.capas de tejido. Se emplean en grandes anchos y longitudes sin unión. Son correas suaves y flexibles, pero que pueden sufrir deformaciones longitudinales con la humedad, así mismo, no han de emplearse cuando hay cruces de correas.

 

Lana.- Es un tejido que resiste bien el calor, cal or, la humedad y los vapores ácidos.

 

Balata.- Tejido de algodón impregnado en resina, por lo que son correas insensibles a la humedad pero muy sensibles al calor. Se construyen en grandes longitudes y dan un buen resultado en correas cruzadas.

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 

Caucho.- Es en realidad tejido de algodón impregnado en caucho, con las ventajas de suavidad, flexibilidad, buena adherencia e insensibles a la l a humedad.

 

Goma.- Es un tejido de cordones de algodón u otras fibras impregnadas con goma. Dan buen resultado en correas cruzadas con una buena adherencia e insensibilidad a la humedad. No son buenas correas para máquinas herramientas, debido a la salpicadura del refrigerante.

 

Nailon.- Son correas de gran flexibilidad, resistencia, coeficiente de rozamiento elevado, resistentes a la humedad, al calor y a los lubricantes.

5.1.3.  Unión de las correas Todas las correas, menos las de construcción cerrada, han de ser empalmadas por sus extremos en el momento de ser instaladas. Para que la transmisión sea uniforme dicho empalme ha de realizarse cuidadosamente. cuidadosamente.

Pegadas y Biseladas

Atornilladas y Remachadas

Grapadas

Cosidas

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5.1.4.  Disposición espacial Transmisión por banda ABIERTA  ABIERTA  Se emplea en arboles paralelos si el giro de estos es en un mismo sentido. Es el tipo de transmisión más difundida.

Transmisión por banda CRUZADA Se emplea en arboles paralelos si el giro de estos es en sentido opuesto.

Transmisión por banda SEMICRUZADA Se emplea si los árboles se cruzan generalmente a 90°.

Transmisión por banda con POLEA TENSOR EXTERIOR Se emplea cuando es imposible desplazar las poleas para el tensado de las bandas y se deseas aumentar el ángulo de contacto en la polea menor.

Transmisión por banda con POLEA TENSOR INTERIOR.Se emplea cuando es imposible desplazar las poleas para el tensado de las bandas. En casos en los que se pueda disminuir el ángulo de contacto en la polea menor, produce una mejora en la vida útil de la banda.

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Transmisión por banda con MULTIPLES POLEAS.Se emplea para transmitir el movimiento desde un árbol a varios árboles que están dispuestos paralelamente.

5.1.5. 

Diseño General de Accionamiento

Los accionamientos de correa plana transmiten la potencia gracias a la fricción. Esto significa que la correa se debe presionar contra el borde exterior de la polea con cierta fuerza. Esta fuerza genera una carga sobre el eje que deben soportar los ejes y rodamientos. Finalmente, la instalación debe absorber todas las fuerzas sin que haya una deformación apreciable. Esto nos lleva a las conclusiones conclusiones siguientes: La estructura del accionamiento debe ser rígida y debe soportar las deformaciones, esto es, el bastidor de la máquina, los rodamien rodamientos tos del eje y la  bancada del del motor deben estar dimensionados seg según ún las fuerzas de tracc tracción ión máxim máximas as desa desarrol rrollada ladass y las cargas sobre el eje relacionadas.  relacionadas.   



  Todos los ejes y rodillos en contacto con la correa deben ser perpendiculares al eje de rodadura de la correa. 

La instalación debe tener una toma de tierra (conectada eléctricamente con el potencial de tierra) para evitar una descarga electrostática.

 

5.2.  POLEAS La polea es el elemento que sirve como soporte y arrastre de las correas indispensable para este tipo de transmisión. Van caladas en los árboles y giran solidariamente a ellos transmitiendo el movimiento. En ocasiones puede ser que reposen sobre un eje y que estas poleas giren locas. En estos casos se trataría de  poleas tensoras. C.F.G.M. Operaciones de Laboratorio

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El material habitual para cargas pequeñas es el aluminio o el plástico. Sin embargo, cuando se requieren mayores potencias es aconsejable utilizar poleas de acero o de fundición. Como características general se puede decir que han de ser lo más ligeras posibles, bien equilibradas, de montaje y desmontaje sencillo sencillo y construcción económica. Normalmente estarán formadas por una sola pieza, pero si sus dimensiones son muy grandes pueden estas constituidas por dos partes que se unen mediante tornillos.En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y llanta o garganta.

El cuerpo Las poleas estarán formadas por una pieza maciza cuando sean de pequeño tamaño. Cuando sus dimensiones aumenten, irán provistas provistas de nervios o brazos que generen la polea uniendo el cubo con la llanta.

Mediante este sistema se logra logra aligerar el peso peso manteniendo la necesaria consistencia consistencia del elemento. Si la polea está provista de nervios, su número varía dependiendo del diámetro exterior de la polea, aunque normalmente, las poleas de diámetro medio tienen entre 4 y 8. En ocasiones estos nervios se diseñan de tal forma que hagan la función de paletas, produciendo en su giro una corriente de aire que puede servir para ventilar un motocompresor o algún sistema que lo requiera. En otras ocasiones, en vez de nervios irá provista de una serie de agujeros. En definitiva, es aconsejable perforar las poleas y los tensores macizos de gran masa.

También se puede encontrar poleas con la posibilidad de acoplamiento por módulos. De esta forma se consigue el número de acanaladuras necesarias para albergar poleas trapeciales según necesidades.

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La llanta Es la zona exterior de la polea y su constitución es esencial, ya que se adaptará a la forma de la correa que alberga. Así, las correas c orreas planas deben asentarse sobre una superficie similar, es decir, la polea tendrá una superficie plana. Sin embargo, la polea de mayor diámetro suele tener una forma ligeramente abombada, de manera que se asegure el centrado de la correa, ya que cualquier error en el montaje o defecto en la correa producirá el desplazamiento de la misma ocasionando su caída. En ocasiones aparecerán las dos poleas con esta particularidad en su forma, facilitando el centrado de la correa.No obstante, este centrado de las correas co con n poleas de superficie plana se consigue por los ajustes de los tensores. Cuando se trata de poleas para correas trapeciales vendrán provistas de una o varias ranuras, con el fin de acoplar en ellas las correas. Estas ranuras tendrán unas dimensiones normalizadas, de forma que el ajuste se realice convenientemente. Lógicamente, las poleas acopladas a las correas dentadas poseerán la forma que se adapta a los dientes. Además tendrán el mismo paso, el cual va relacionado con el diámetro primitivo de la polea. También se tendrá presente que como mínimo una de las poleas irá provista de rebordes laterales que eviten la salida de la correa. En general, todas las superficies que estén en contacto con cualquier tipo de correa tendrán un buen acabado superficial, de lo contrario producirán desgastes que perjudicarán la vida de las correas.

El cubo Es el agujero cónico o cilindro que sirve para acoplar al eje. En la actualidad se emplean mucho los acoplamientos cónicos en las poleas, ya que resulta muy cómodo su montaje y los resultados de funcionamiento son excelentes.

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5.2.1. 

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Particularidades en el montaje y desmontaje

Se tendrán primeramente ciertas precauciones. Tanto la polea como la correa estarán exentas de aceite y grasa, ya que de lo contrario se reduciría el rozamiento entre las superficies de contacto y probablemente el aceite atacase la goma con su consiguiente degradación. De igual forma, no las limpiaremos con gasoil. gasoil. Al igual que los sistemas que estamos viendo, la tensión de las correas podrá ser regulable, bien por el desplazamiento de alguno de los ejes, con lo que se modifica la distancia entre centros, o mediante tensores ajustables que faciliten estas labores. Cuando la transmisión se realiza mediante varias correas trapeciales es aconsejable sustituir todo el juego simultáneamente, ya que de lo contrario la correa nueva estaría sometida a más tensión que las antiguas. Esto es debido a que las correas con el uso se estiran.

5.2.2. 

Equilibrado 

El equilibrado de las poleas es de suma importancia, sobre todo cuando las dimensiones son grandes o el conjunto gira a una velocidad elevada. Normalmente, es necesario cuando la velocidad lineal llega a valores de 20 m/s. no obstante, es conveniente realizarlo siempre que sea posible, sin necesidad de alcanzar estos valores comentados, ya que un mecanismo correctamente equilibrado y con las masas repartidas uniformemente genera un funcionamiento estable y evita daños en los rodamientos o cojinetes que sustentan estos elementos. 5.2.3. 

Tensión de las correas

Es de suma importancia aplicar la tensión correcta a las correas. La mejor comprobación se consigue con un tensiómetro electrónico. Una vez ajustada convenientemente es imprescindible realizar un rodaje previo de la transmisión, de aproximadamente 10 minutos, para posteriormente reajustar la tensión si fuese necesario. No sólo es importante verificar la tensión en el procedimiento de montaje de las correas sino que se requerirán requerirán intervenciones intervenciones posteriores, ya que que debido a su uso las correas incrementan ligeramente su longitud a causa de su elasticidad. Una tensión insuficiente o excesiva generará problemas en el funcionamiento, bien por una mala transmisión de movimiento al patinar la correa o por fuerzas excesivas que repercuten en los los soportes o elementos de sustentación. Todo ello provocaría la destrucción prematura de la correa.

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5.2.4. 

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Multiplicadores de velocidad

La mejor forma de conseguir que una máquina disponga de cierta variedad de velocidades empleando el sistema polea-correa consiste en el empleo de poleas múltiples colocadas según se muestra en la figura. Para un correcto funcionamiento del sistema es necesario disponer de un sistema que permita modificar la tensión de la correa para facilitar el emparejamiento de las poleas.

5.2.5. 

Tren de poleas

Para conseguir una gran reducción o aumento de la velocidad de giro sin tener que recurrir a diámetros excesivamente grandes o pequeños, se puede hacer uso de poleas dobles con diámetros diferentes (Da y Db) montadas sobre un mismo eje. 

Una de las poleas hace de conducida de la anterior mientras que la otra hace de conductora de la siguiente. Según cual se elija como conductora o como conducida tendremos un reductor o un amplificador de velocidad. En este caso se cumple que el eje conductor gira a la velocidad V1, y por cada grupo que montemos se producirá una reducción de velocidad que estará en la misma proporción que los diámetros de las poleas (Db/Da).

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5.3. TRANSMISIÓN POR CADENA Y RUEDA Cuando se requiera una transmisión precisa entre dos ejes y éstos se encuentren distanciados, se emplean cadenas mayormente, las cuales irán acompañadas de sus respectivas ruedas. Esta transmisión se realiza entre dos ejes paralelos (eje conducido y eje conductor), con ruedas dentadas (piñones) donde engranan los eslabones eslabones de una cadena. Los ejes se mantienen en posición fija uno respecto a otro, por lo que se suelen sujetar mediante soportes. 

5.3.1. 

Cadenas por rodillos (Renold)

Este tipo quizás sea de los más empleados, gracias a las propiedades y características que posee. Se suele utilizar para transmitir movimiento entre ejes que se encuentran distanciados. La relación de transmisión que se puede establecer con este sistema será como máximo de 8:1.

Estas cadenas están constituidas por las siguientes partes: 

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Montaje y desmontaje Habitualmente, las cadenas disponen de un eslabón de conexión, mediante el cual se puede romper la continuidad de la cadena facilitando enormemente el montaje. Estas conexiones desmontables pueden tener varias constituciones.

El montaje de una cadena, cadena, es sumamente sencillo y requiere pocas atenciones, se precisa que: El montaje de piñones cumpla:  

Que mantengan un paralelismo entre piñón conductor y piñón conducido. Para su comprobación es frecuente recurrir a dos reglas que situadas a ambos lados de los piñones indican de forma muy clara el paralelismo de montaje.

 

Que los piñones además de paralelos se mantengan en un plano perfecto.

 

Que el eje o el árbol sobre el que se monten los piñones no tengan holgura ni estén descentrados lo que hace que aparezcan brincos y tensiones anómalas.

La colocación de la cadena cumpla :  

Que no ofrezca ni exceso, ni defecto de tensión. En caso de exceso se acorta su vida útil, en el caso de defecto tiende a salirse.

En general para el montaje de una transmisión por cadena se tendrá en cuenta: 1. Haber efectuado un montaje con las debidas condiciones de alineamiento. 2. Que la totalidad de la transmisión disponga de un sistema eficaz de engrase. 3. Que se puedan verificar los eslabones de unión por ser éstos la zona más débil de las

cadenas.

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Para seleccionar una cadena es preciso conocer:  La

potencia a transmitir.

 Las

revoluciones por minuto del árbol motor y del conducido.

La lubricación, lubricación, al igual que en la mayoría de los mecanismos donde existe rozamiento, es indispensable. Se puede llevar a cabo mediante dos sistemas: 1. Grasa consistente. Se empleará en transmisiones tr ansmisiones lentas y de pequeña potencia. 2. Aceite. Normalmente se lubricará por goteo de aceite mediante una bomba.

También se podrá realizar por baño de aceite. 

5.3.2. 

Piñones y Coronas para cadenas de rodillo

En general se llama  piñón al engranaje de menor tamaño y corona o rueda al de mayor tamaño. La siguiente figura presenta piñones para cadenas simples, dobles y triples.

Formas de ejecución Las distintas ejecuciones de ruedas de cadena pueden clasificarse en principio en tres formas fundamentales. Ruedas de disco forma “A”, constituyen la ejecución más sencilla y económica. En el montaje que prestar no obstante atención para no aparezca ningún error de giro en dirección radial y axial.

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Ruedas de cadena con buje por un lado, forma “B”, pueden adquirirse como ruedas standard con un taladro tal adro previo, económicamente de almacén o, con sobreprecio, con mandrinado y chavetero listos para montaje.

Ruedas de cadena con buje por ambos lados, forma “C”, pueden ser simétricas o asimétricas. En el caso de longitud de buje asimétrica, ha de indicarse en el pedido las dos longitudes hasta el centro de la corona. L1

6.  6. 

L2

L1

L2 

MANTENIMIENTO DE CADENAS

El mantenimiento de las instalaciones con cadenas de transmisión requiere, sobre todo:  

Una correcta instalación: se debe realizar una inspección para verificar que la alineación y la tensión son las correctas. Para ajustar la tensión de la cadena se suelen utilizar poleas tensoras, que consisten en unas unas ruedas locas colocadas en la parte floja de la cadena.

 

Inspecciones periódicas: se deberá realizar una primera inspección transcurridas unas 100 horas de funcionamiento; una segunda inspección, después de unas 500 h y, a partir de aquí, una serie de inspecciones posteriores según las recomendaciones del fabricante.

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El mantenimiento programado que se debe realizar para conseguir una larga duración y un correcto funcionamiento funcionamiento de las cadenas en una transmisión de este tipo, est estáá basado en una serie de verificaciones según se indica en la siguiente tabla: Alineación de las ruedas dentadas y los árboles  árboles 

El desgaste de la superficie interior de los eslabones y las superficies laterales de los dientes de las ruedas indica que la transmisión está desalineada.

Estado de los dientes de las ruedas   ruedas

Cuando los dientes se desgastan y adquieren una forma de gancho, indica que las ruedas están desgastadas.

7. 7.  

Estado de la cadena  cadena 

Un desgaste excesivo de la cadena indica un funcionamiento no apropiado de la transmisión.

Tensión de la cadena  cadena 

Si la tensión de la cadena es incorrecta, la rueda puede funcionar de forma inapropiada.

Nivel de aceite  aceite 

El nivel de aceite de lubricación se deberá verificar cuando la transmisión esté funcionando en vacío, dejando transcurrir el tiempo suficiente para que el lubricante se deposite

Flujo del aceite  aceite 

totalmente en el colector. Se pueden montar medidores de flujo para poder comprobar el correcto funcionamiento de los sistemas de lubricación forzada.

Cambio de aceite  aceite 

Se realizará un primer cambio de aceite transcurridas unas 500 horas de funcionamiento. A partir de aquí, se cambiará cada 2.500 horas aproximadamente.

MANTENIMIENTO DE CORREAS

Una correa bien instalada no suele ocasionar problemas. Por eso, para mantener la instalación en buenas condiciones, lo mejor es realizar inspecciones rutinarias, controlando la transmisión durante algún tiempo. Algunos de los cuidados más habituales que se deben realizar son:  

Poner atención a los ruidos: los golpeteos indican que la correa está mal colocada y floja, o que tiene una vibración excesiva; los rechinidos indican que puede estar poco tensa o que hay algún material extraño en el interior de las ranuras de la polea.

 

Controlar la tensión de la correa: si la tensión no es la apropiada habrá que ajustar las poleas; si la correa está dañada habrá que quitarla y examinar si está rota en su parte inferior; inferior; si la correa es inapropiada deberá deberá ser reemplazada. reemplazada.

 

Controlar el estado físico de la correa: si al inspeccionar la correa se observa un desgaste excesivo en los laterales, se deberá verificar la alineación de la transmisión.

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Para hacer que este tipo de transmisión funcione con suavidad y seguridad y las correas se conserven correctamente, deben tenerse en cuenta los siguientes aspectos:    

 

 

   

No engrasar las correas ni utilizar productos antideslizantes. Las transmisiones deben estar protegidas para evitar que se ensucien y para impedir el acceso a los operarios. Las transmisiones deben poseer una ventilación adecuada. Hay que evitar temperaturas altas. Cuando se proceda a su montaje, la correa no se debe hacer rodar nunca sobre la ranura de la polea, ya que pueden quedar atrapados los dedos o la ropa del operario. Almacenar las correas colgándolas en lugares frescos y oscuros. Las tareas de mantenimiento deben realizarse con el equipo parado, y deberá colocarse un letrero visible vi sible que indique que se encuentra en reparación. 

7.1.  FALLOS EN LAS CORREAS En la siguiente tabla se detallan los fallos que se producen con más frecuencia durante el uso de una transmisión por correas (generalmente en las trapezoidales), así como las causas probables y las acciones acc iones que se pueden llevar a cabo para corregirlos: FALLO   FALLO Desgaste en los patrones laterales

Fractura del asiento de la correa.

Asiento y lados quemados

Vuelco de la correa

CAUSA   CAUSA

REMEDIO   REMEDIO

Resbalamiento constante.

Tensar la transmisión.

Desalineación.

Alinear las poleas.

Poleas desgastadas.

Colocar poleas nuevas.

Correas inadecuadas.

Colocar correas nuevas.

La correa resbala, generando calor Instalar una correa nueva con la y endurecimiento. tensión correcta. Polea loca colocada en el lado equivocado de la correa.

Consultar un manual de instalación de correas.

Almacenamiento inapropiado de La correa resbala en el arranque o por la carga al frenar.

Consultar la información del fabricante. Reemplazar la correa y apretar la transmisión.

Poleas desgastadas.

Reemplazar la polea.

Material extraño en el interior de las ranuras.

Limpiar las ranuras y proteger la transmisión.

Poleas desalineadas.

Alinear la transmisión.

Ranuras de poleas gastadas. Correas reventadas por una

Reemplazar la polea.

Polea loca alineada en forma   incorrecta.

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Colocar correas nuevas. Alinear la polea loca y verificar la alineación con la transmisión cargada y descargada.

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Carga de choque extrema.

Eliminar la causa de la carga de choque. Verificar la alineación de la transmisión y la posible presencia de material extraño;

Polea rota por tracción Correa soltada de la transmisión.

Comprobar que la tensión y la alineación de la transmisión son las apropiadas.

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