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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA MECÁNICA F.I.M.

ELEMENTOS DE MÁQUINA “FAJAS” Realizado por : -Curi Dávalos Carlos Profesor : -Ing. Pedro Escudero

FAJAS • INTRODUCCIÓN: Los elementos de máquinas flexibles, como bandas, cables o cadenas, se utilizan para la transmisión de potencia a distancias comparativamente grandes. Cuando se emplean estos elementos, por lo general, sustituyen a grupos de engranajes, ejes y sus cojinetes o a dispositivos de transmisión similares. Por lo tanto, simplifican mucho una máquina o instalación mecánica, y son así, un elemento importante para reducir costos.

• DEFINICIÓN: Son sistemas flexibles de transmisión de movimiento, que entregan potencia a máquinas, mecanismos y piezas, otorgándole a su vez absorción al impacto y vibraciones.

• MATERIALES: Están compuestas principalmente de lona, gema, cuerda y algunas, en el caso de la minería son reforzadas y revestidas con caucho, para aguantar tensiones y resistir al fuerte desgaste superficial debido al rozamiento con los diferentes polines y por el mismo paso de los minerales.

• PARTES: Sus partes más comunes son: 1. Cubierta textil. 2. Corcho vulcanizado. 3. Cuerdas de Poliéster. 4. Base de neopreno

• Tipos: CORREAS PLANAS Son correas con sección transversal rectangular, definida por su espesor h, y su ancho b. Los materiales más utilizados para su construcción fueron lana, cuero y algodón. En la actualidad se prefiere el caucho y las poliamidas . Se emplean fundamentalmente para las siguientes aplicaciones: • Para grandes distancias entre centros. • Cuando existen grandes fuerzas periféricas.

• Cuando hay desplazamientos laterales.

Correa plana sin fin

Mecanismo “clasico” de dos poleas. Mecanismo de poleas multiples. Mecanismo conico. Mecanismo angular.

• Criterios de selección de Correas Planas En primer lugar se debe determinar el material de la correa a usar. Para las aplicaciones comunes, por su versatilidad, el bajo costo y la fácil obtención en los mercados con calidad garantizada, se adoptan las de caucho. En algunas aplicaciones donde se desea mayor duración de correa, o bien donde las condiciones ambientales no permitan usar una de caucho, se usan las de cuero que son mas caras. Para trasmisiones que funcionen a muy alta velocidad con tamaño chico de la trasmisión, se usan las correas de plástico, que son las más caras .

CORREAS TRAPECIALES Las correas trapeciales se fabrican de goma y caucho; son correas cerradas y sus dimensiones están estandarizadas. La correa trapecial actúa como cuña dentro de la garganta de la polea, produciendo un frotamiento en las paredes laterales; este frotamiento es unas 3 veces mayor que en caso de correa plana, por lo cual permiten muy pequeñas distancias entre ejes y una relación de transmisión hasta de 1:12. En el mercado se encuentran infinidad de fajas, por mencionar algunas tenemos:

En “V”

En “V” dentada

En “V” de doble ángulo

Estas correas se hacen trabajar dentro de ranuras en V de manera que quede acuñada entre sus paredes, quedando un espacio libre entre la correa y el fondo de la garganta.

Tiene una amplia aplicación en la industria, a partir de la necesidad que surge de accionamientos eléctricos independientes en los inicios del siglo XX.

La sección transversal de una correa trapecial se define por su ancho b y su alto h.

Esta correa admite una transmisión con distancia entre centros pequeña y grandes relaciones de transmisión. En estas condiciones las correas planas trabajaban muy mal y su capacidad de tracción era insuficiente. En cambio, tienen en desventaja la necesidad de mayores diámetros mínimos que sus compañeras planas. Estas correas tienen mayor capacidad tractiva debido a su forma, de manera que la fuerza de tracción es mayor respecto a las planas. Además de que el área de contacto correa-polea aumenta.

• Tipos de correas trapeciales: Según la relación ancho / altura [b / h]. Correas normales (clásicas) ....................... b/h = 1,6 Correas estrechas ....................................... b/h = 1,2 Correas anchas (para variadores) ............... b/h = 2 ... 3 Según la forma de la sección transversal. Correas trapeciales. Correas trapecial hexagonales. Correas trapeciales múltiple. Según su construcción exterior. Correas con cubierta exterior (wrapped belt). Correas con flancos abiertos (Raw edge belt o Fan belt).

Ejemplos:

• Correa normal (clásica) CORREA OLEOSTATIC Se producen en secciones 10/Z, 13/A,17/B, 20,22/C, 25, 32/D, 40/E. en una amplia gama de desarrollos. La fabricación de las correas OLEOSTATIC VBELTS ha sido posible mediante el uso de nuevas fibras de alta tensión, procesos perfeccionados de fabricación y un estricto Control de Calidad para garantizar: - Alto rendimiento; - Mínimo alargamiento; - Propiedades antiestáticas; - Resistencia al aceite

• Correa de variador CORREA VARISECT Los materiales utilizados y la alta tecnología de fabricación, confieren a estas correas: * Resistencia a la acción hinchante de los aceites. * Resistencia al calor. * Estabilidad de desarrollo.

OLEOSTATIC

VARISECT

• Correa estrecha CORREA KOMPATEX

Correas trapeciales de altas prestaciones conforme a los estándares RMA-MPTA (EEUU) y BS 3790 (UK). Se fabrican en las secciones 3V, 5V y 8V en una gama que incluye 100 desarrollos. Estas correas permiten realizar en un espacio reducido transmisiones de cualquier tipo, también de muchísima potencia. A paridad de potencia transmitida permiten: * Transmisiones más compactas y ligeras. * Motores con un mayor número de revoluciones por minuto. * Usar poleas en voladizo. * Poleas y órganos de transmisión de peso reducido. * Altas relaciones de transmisión. * Menor distancia entre ejes. Las prestaciones superiores de las correas KOMPATTEX requieren el uso de poleas de alta calidad en términos de materiales utilizados y en el nivel de acabado.

KOMPATEX

CORREA SP

SP

Correas trapeciales de sección estrecha conforme a las normas DIN 7753 y AFNOR T 47-117. Se fabrican en las secciones SPZ, SPA, SPB Y SPC en una gama que incluye 170 desarrollos. Las correas SP permiten reducir marcadamente el espacio ocupado al igual que las correas Kompattex.

• Correa trapecial CORREA SUPERFLEX Se fabrican en secciones 2L, 3L, 4L conforme a las normas americanas RMA-MPTA. Las correas SUPERFLEX resuelven problemas de mínima ocupación de espacios y altas relaciones de transmisión, que caracterizan las transmisiones de baja potencia. Como campo de aplicación característico tenemos el de los electrodomésticos. Su alta adherencia, bajo alargamiento durante el funcionamiento y gran flexibilidad permiten: * Frecuentes inversiones de giro. * Pequeños arcos de contacto. * Poleas de diámetros reducidos. * Eliminar los tensores.

SUPERFLEX

• Correa trapecial multiple CORREA PLURIBAND Las correas PLURIBAND están formadas por correas trapeciales, secciones B y C, confeccionadas en grupos de 2 a 5. Poseen todas las características de las correas OLEOSTATIC y además, por estar unidas entre sí, garantizan: * Ausencia de pandeo en las correas debido a las bruscas variaciones de carga. * Uniformidad en el reparto de la carga sobre las correas. * Imposibilidad de giro en las mismas. Se identifican con las mismas siglas que la correa OLEOSTATIC normal. Bajo pedido también se pueden fabricar en las secciones 5V y 8V.

PLURIBAND

• Correa trapecial hexagonal CORREA ESAFLEX Correas hexagonales disponibles en las secciones AABB-CC en desarrollos de hasta 11 metros. Estas correas se caracterizan por ser alternativamente flexibles en el sentido de giro y por su notable rigidez en el sentido transversal, por lo que permiten realizar transmisiones entre ejes paralelos, en las cuales se requiere la inversión de giro relativo entre poleas.

ESAFLEX

• Correa con flanco abierto CORREA LINEA-X Correas trapeciales de flancos abiertos que están disponibles en las siguientes secciones: SPZX / 3VX, SPAX, SPBX / 5VX y SPCX. Estas correas ofrecen las siguientes ventajas: - Magnífica flexibilidad; - Transmisión compacta; - Peso reducido; - Ahorro de costes; - Diámetros de transmisión reducidos; - Relaciones de transmisión más elevadas.

LÍNEA-X

CORREA GOLD LABEL COG-BELT Combinando dientes moldeados y la construcción de flancos abiertos la correa DAYCO GOLD LABEL COG-BELT se adapta con mayor facilidad alrededor de la polea, para minimizar así el mínimo deslizamiento de la correa y reducir el calentamiento interno. Comparada a las correas trapeciales tradicionales forradas, la correa GOLD LABEL COG-BELT dura un 50% más y reduce la pérdida de energía en un 50%.

GOLD LABEL COG-BELT

CORREA CONTRAFOR Correas trapeciales perforadas y abiertas de rápida colocación. Están disponibles en las secciones 10/Z, 13/ A, 17/B, 22/C. Se caracterizan por una serie de taladros equidistantes, practicados en la línea media de su sección trapecial, que permiten unirlas en anillo, mediante uniones metálicas (grapas), en la operación de montaje en maquina. Se recomiendan, cuando resulta difícil el montaje de la correa trapecial cerrada.

CONTRAFOR

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CORREAS DENTADAS Son correas que por su diámetro exterior son planas, pero por su diámetro interior esta dotada de protuberancias que pueden tener diferentes formas, trapeciales, redondas y trapeciales redondeadas con flanco parabólicos.Las formas geométricas y materiales empleados definen las siguientes características: Gran sincronismo de marcha Alta eficiencia 98% Alta resistencia a la fatiga Pueden comprarse abiertas o sinfín Cubren una gran gama de pasos y anchos Se fabrican con gran resistencia a altas temperaturas y al contacto con aceites y derivados del petróleo.

Las correas dentadas permiten una relación de velocidad constante y no requieren pretensión para su funcionamiento. Necesitan de poleas dentadas especiales, y son más caras.

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Correa dentada de perfil Parabolico ISORAN RPP El nuevo perfil de doble arco parabólico permite obtener un diente más profundo sin variar el paso con respecto a una correa normal; esta profundidad y "robustez" del diente permiten aumentar los pares transmisibles así como reducir las interferencias entre correa y polea durante la fase de engrane. En esta fase entre correa y polea, la ranura en la parte superior del diente produce una deformación controlada que permite conseguir: mejor resistencia al impacto; menor interferencia. La nueva forma del diente y las menores interferencias en la fase de engrane permiten: * Reducir el ruido durante el funcionamiento. * Mayor resistencia al salto del diente. * Aumentar la potencia transmisible. * Mayor resistencia del diente al esfuerzo cortante. RPP PLUS ISORAN RPP

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Correa dentada de Perfil Trapecial

ISORAN La más prestigiosa de las correas para transmisión de potencia. Es un engranaje rígido. Con ellas es posible conseguir: * Transmisiones sincrónicas. * Velocidades angulares constantes y elevadas. * Óptimo rendimiento mecánico. * Estabilidad dimensional. * Resistencia a sobrecargas elevadas e intermitentes. * Transmisiones silenciosas. * Baja tensión de montaje. * Ninguna necesidad de lubricación ni mantenimiento. * Mínima ocupación de espacio. ISORAN

CORREAS MULTI V Son una combinación de correas planas y trapeciales, uniendo las ventajas de las planas en cuanto a su gran flexibilidad y la alta capacidad tractiva de las trapeciales

CORREAS CIRCULARES Se emplean para bajas potencias, se caracterizan por el diámetro de la sección transversal d, que oscila en el rango de 3 y 12mm. El perfil de las ranuras de la polea se selecciona semicircular, con radio igual al de la correa, o trapecial con ángulo de 40. Son apropiadas para aplicaciones de bajas cargas, aplicaciones de poca responsabilidad, transmisiones pequeñas y en equipos de laboratorio. Se construyen de cuero, caprón, algodón y caucho.

• Faja transportadora convencional: Estos equipos se emplean desde hace más de 100 años. En terrenos de relieve relativamente llano, el transporte de materiales mediante faja convencional ofrece una solución económica y eficiente para grandes volúmenes por lo que este sistema está muy difundido a nivel mundial y nacional, por ejemplo en las minas ubicadas en Marcona.

• Faja transportadora para curvas horizontales: Estos equipos han sido desarrollados a partir de la década de los 80. Usualmente se emplea un grupo de fajas convencionales, enlazadas por estaciones de transferencia de material, para establecer una ruta de transporte que pueda superar los obstáculos que se presentan sobre el terreno, permitiendo superar obstáculos que no se podrían con las fajas convencionales.

• Faja-cable: Bajo esta denominación tenemos 2 sistemas de transporte distintos. El primer tipo de faja-cable es denominado “Cable Belt”. Consiste en una banda transportadora que se desplaza sobre cables, los que a su vez se desplazan sobre rodillos. Puede realizar curvas horizontales. El segundo tipo se denomina “RopeCon”. Combina el diseño de un teleférico de carga con el empleo de una banda transportadora. Este sistema consiste en una banda de capachos que posee ruedas regularmente espaciadas, dichas ruedan se desplazan sobre cables.

• Faja tubular: También conocida, por su nombre en inglés, como “pipe conveyor”. Debe su nombre a que la banda forma un tubo, al interior del cual se encuentra el material. Este tipo de faja tiene todas las bondades de la faja para curvas horizontales (adaptación a los obstáculos que presenta el terreno, eliminación de puntos intermedios de transferencia de material) pero permite efectuar curvas con radios más reducidos y además hace posible transportar el material confinado al interior del tubo, evitándose el desprendimiento de polvo y el derramamiento de material.

• UNIONES DE LAS CORREAS (GRAPAS) Los extremos de las correas planas se unen mediante grapas de hierro o de latón, corchetes, o tornillos de gran cabeza, o bien por encolado o cosido. En correas pequeñas, es corriente emplear un tipo de grapas de chapa troquelada llamadas de diente de lagarto.

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FUNCIONAMIENTO:

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TRANSMISIÓN POR CORREAS: Las transmisiones por correa, en su forma más sencilla, consta de una cinta colocada con tensión en dos poleas: una motriz y otra movida. Al moverse la cinta (correa) trasmite energía desde la polea motriz a la polea movida por medio del rozamiento que surge entre la correa y las poleas. En la figura 1 son identificados los parámetros geométricos básicos de una transmisión por correas, siendo: 1 - Polea menor. 2 - Polea mayor. _ - Ángulo de contacto en la polea menor. _ - Ángulo de contacto en la polea mayor. a - Distancia entre centros de poleas. d1 - Diámetro primitivo de la polea menor. d2 - Diámetro primitivo de la polea mayor.

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• CLASIFICACIÓN DE LAS TRANSMISIONES POR CORREAS. Gracias a la flexibilidad del elemento de tracción, la transmisión por correa admite una disposición relativamente arbitraria de los ejes de las poleas conductoras y conducidas, y un variado número de poleas en la transmisión. Una forma de clasificar la transmisión por correa esta basada en el esquema o disposición de las poleas y correas en el accionamiento.

Prob. Diseñar un impulsor de fajas en “V” que tiene la polea acanalada de entrada en la flecha de un motor eléctrico (torque normal) especificada a 50 HP a una velocidad de 1160 RPM con carga total. El impulsor debe ser un elevador de cangilones (baldes) en una planta de lotasa que se usaría 16 hrs./día a 675 RPM aprox.

Solución : 1º Calcular la potencia de diseño De la gráfica de factores de servicio de bandas, para un motor de CA, de torque normal que funciona 16 hrs./día, impulsando un elevador de baldes. El factor de servicio es 1.40 por lo que la potencia de diseño es: 1.4*50 HP= 70 HP

2º Seleccionar la sección de la faja: A partir de la gráfica de selección de bandas en V se sugiere usar una faja 5V o 5Vx Esto para 70 HP a una velocidad de 1,160 RPM. 3º Calcular la relación nominal de velocidad. Rel.:= 1,160/675=1.72 1  2 2



........(1)

1 vf  R11  R 2 2........(2) D11 D 2 2 vf 

2 D1  2  D2 1



2

1 HP = 550 lb-pie/seg 1 HP = 745.7 W

4º Calcular, el tamaño de la polea impulsadora Asumiendo una velocidad de 4000 pies/min., para seleccionar una polea acanalada estándar.

vf 

D1N1

pies / min

12 12vf 12 * 4000 D1   pies / min  13.17" N1  *1160

Prob. Un motor de 1/2 HP y 1750 RPM debe impulsar el husillo de una taladradora a 1200 RPM .La distancia entre centros del eje del motor y del husillo es 20 pul aproximadamente .Tipo de transmision requerida : correas en V .

Solución: Como las taladradoras están clasificadas en el grupo de servicio normal ,no es necesario hacer ajustes a la tabla de potencias .

1º Siguiendo la figura 18.13,se selecciona la polea impulsora y la sección transversal de la correa. Se busca la velocidad mas aproximada a la del motor,1750 RPM,en la columna izquierda de la figura 8.13.Horizontalmente buscamos la potencia mas cerna a la del motor, en este caso 0.51.Subiendo hacia arriba encontramos el diámetro exterior de la polea pequeña en pulgadas.

El tamaño de la correa se determina dependiendo del color del área en la tabla en la cual se encontró la potencia.En este caso se encontró en el área blanca. Tamaño del motor=2.75 pulg. Sección transversal de la correa=1/2 pulg. de ancho x 5/16 pulg. de espesor.

2º Siguiendo la figura 18.14 se escoge el diámetro de la polea impulsada . En la tabla para motores de 1750 RPM se busca en la parte superior el diámetro de la polea impulsora mas aproximada ,en este caso 2.75 pulg. Ahora verticalmente y siguiendo esta columna se lee el numero mas cercano a la velocidad deseada en este caso 1200 RPM.La mas cercana es 1168 RPM .Leyendo hacia la izquierda se encuentra el diámetro de la polea impulsada ,4.00 pulg.

3º Siguiendo la tabla 18.15 se encuentran la longitud de la correa y la distancia entre centros de los ejes . Sumamos los diámetros de las poleas y buscamos este valor o el mas cercano en la parte superior de la tabla. Diámetro de la polea del motor =2.75 pulg. Diámetro del la polea Husillo =4.00 pulg. Suma de diámetros =6.75 pulg. Como este valor no se encuentra exactamente tomamos 7 pulg. Por ser la mas cercana.Bajamos por esta columna e inmediatamente después del área sombreada se lee 7.3 pulg. que es la distancia ideal entre centros. Como la distancia aproximada es de 20 pulg. en la tabla tomamos 20.4 por ser la mas aproximada y siguiendo esta hilera hacia la izquierda hasta la columna denominada Longitud de la correa ,obtenemos una longitud de 52 pulg.

Gracias