Diseo Mecnico (Elementos mecnicos flexibles)

Juan Manuel Rodrguez Prieto

Ing. M.Sc. Ph.D.

Elementos mecnicos flexibles

1. Bandas 2. Transmisiones de banda plana o redonda 3. Bandas en V 4. Bandas de sincronizacin 5. Cadena de rodillos 6. Cables metlicos

Elementos mecnicos flexibles

Los elementos mecnicos flexibles se utilizan para transmitir potencia a distancias comparativamente grandes. Los elementos mecnicos se usan como remplazo de engranes, cojinetes y otros dispositivos de transmisin de potencia relativamente rgidos. Los elementos mecnicos elsticos absorben cargas de impacto y ayudan a amortiguar y aislar los efectos de las vibraciones.

Elementos mecnicos flexibles

Los elementos mecnicos flexibles no tienen una vida infinita; cuando se emplean es importante establecer un programa de inspeccin para protegerlos contra el desgaste, envejecimiento y perdida de elasticidad.

Bandas

Bandas

Las poleas abombadas se emplean para bandas planas

Las poleas ranuradas o acanaladas, para bandas redondas y en V.

Las bandas de sincronizacin requieren ruedas dentadas.

En todos los casos, para que su operacin resulte adecuada, los ejes de las poleas deben estar separados por una cierta distancia mnima, que depende del Kpo y tamao de la banda.

Caractersticas de las bandas

Se pueden emplear para distancias grandes entre centros.

Excepto en el caso de las bandas de sincronizacin, existe un cierto deslizamiento y fluencia; por lo tanto, la relacin de la velocidad angular entre los ejes impulsor e impulsado no es constante ni exactamente igual a la relacin de los dimetros de las poleas.

En algunos casos se requiere de una polea gua o tensora para evitar ajustes en la distancia entre centros, que por lo general se necesitan debido al envejecimiento o a la instalacin de bandas nuevas.

Bandas

Banda abierta

Banda cruzada

Bandas

Banda abierta no inversora

Banda inversora

Bandas

Banda abierta no inversora

Banda inversora

Transmisiones de banda plana o redonda

Las modernas transmisiones de banda plana consisten en un ncleo elstico rodeado por un elastmero; tienen notables ventajas sobre las transmisiones de engranes y las de banda en V.

Una transmisin de banda plana presenta una eficiencia de aproximadamente 98%, que es ms o menos igual a la de una transmisin por engranes.

Las de banda plana producen muy poco ruido y absorben ms vibracin torsional del sistema que las de banda en V o los engranes.

Transmisiones de banda plana o redonda

Las modernas transmisiones de banda plana consisten en un ncleo elstico rodeado por un elastmero; tienen notables ventajas sobre las transmisiones de engranes y las de banda en V.

Una transmisin de banda plana presenta una eficiencia de aproximadamente 98%, que es ms o menos igual a la de una transmisin por engranes.

Las de banda plana producen muy poco ruido y absorben ms vibracin torsional del sistema que las de banda en V o los engranes.

Transmisiones de banda plana o redonda

Cuando se emplea una transmisin de banda abierta, los ngulos de contacto se determinan mediante

Transmisiones de banda plana o redonda

Cuando se emplea una transmisin de banda abierta, los ngulos de contacto se determinan mediante

Transmisiones de banda plana o redonda

La fuerza centrfuga dS puede expresarse mediante

Donde V es la velocidad de la banda Sumando fuerzas radialmente Sumando fuerzas tangencialmente

Transmisiones de banda plana o redonda

La solucin de esta ecuacin diferencial lineal de primer orden no homognea es

Transmisiones de banda plana o redonda

Transmisiones de banda plana o redonda

La tensin inicial debe ser suficiente, de manera que la diferencia entre la curva de F1 y de F2 sea 2T/D

Transmisiones de banda plana o redonda

La potencia transmitida, en caballos de fuerza, est dada por

Se utiliza un factor de servicio Ks para desviaciones de la carga desde el valor nominal, al aplicar a la potencia nominal donde nd es el factor de diseo para exigencias.

Transmisiones de banda plana o redonda

Transmisiones de banda plana o redonda

Transmisiones de banda plana o redonda Ejemplo

Transmisiones de banda plana o redonda Ejemplo

Transmisiones de banda plana o redonda Ejemplo

Transmisiones de banda plana o redonda Ejemplo

Transmisiones de banda plana o redonda Ejemplo

Transmisiones de banda plana o redonda Ejemplo

Bandas en V

Los fabricantes estandarizaron las dimensiones de la seccin transversal de las bandas en V, y designaron cada seccin con una letra del alfabeto para los tamaos en pulgadas. Las dimensiones mtricas se designan mediante nmeros.

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

El ngulo de la ranura de una polea se hace un poco menor que el de la seccin de la banda. Esto provoca que la banda se calce por s misma en la ranura, lo que incrementa la friccin. El valor exacto de este ngulo depende de la seccin de la banda, del dimetro de la polea y del ngulo de contacto.

Bandas en V

Para obtener mejores resultados, una banda en V debe funcionar ms o menos a 4 000 pies/min. Pueden surgir problemas si la banda funciona con velocidad mayor a 5 000 pies/min o mucho menor que 1 000 pies/min.

Bandas en V

Para obtener mejores resultados, una banda en V debe funcionar ms o menos a 4 000 pies/min. Pueden surgir problemas si la banda funciona con velocidad mayor a 5 000 pies/min o mucho menor que 1 000 pies/min.

Bandas en V

Grandes distancias entre ellos no se recomiendan para bandas en V porque la vibracin excesiva del lado flojo reducir la vida de la banda. (la distancia entre centros no deber ser mayor que tres veces la suma de los dimetros de la polea y no debe ser menor que el dimetro de la polea mayor).

Bandas en V

La base de las clasificaciones de potencia de las bandas en V depende en cierto grado de los fabricantes; con frecuencia no se menciona de manera cuantitativa en la literatura de los distribuidores, pero se puede obtener de ellos. Algunas bases son un nmero de horas, por ejemplo 24 000, o una vida de 108 o 109 pasadas de la banda. La siguiente tabla proporciona las clasificaciones de potencia de las bandas en V de tipo estndar.

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

La clasificacin, ya sea en trminos de horas o pasadas de banda, se ofrece para una banda que funciona en poleas de dimetros iguales, de longitud moderada y que transmite una carga constante. Las desviaciones de estas condiciones de prueba de laboratorio se reconocen mediante un ajuste multiplicativo. Si la potencia tabulada para una banda de seccin C es 9.46 hp, para una polea de dimetro de 12 pulgadas a una velocidad perifrica de 3 000 pies/min (tabla 17-12), entonces, cuando se utiliza bajo otras condiciones, el valor tabulado Htab se ajusta como sigue:

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V

Bandas en V Ejemplo

Bandas en V Ejemplo

Bandas en V Ejemplo

Bandas en V Ejemplo

Bandas en V Ejemplo

Bandas en V Ejemplo

Cadenas de rodillo

Cadenas de rodillo

Las caractersticas bsicas de las transmisiones de cadena incluyen una relacin constante puesto que no se involucra al deslizamiento ni el arrastre, vida larga y capacidad para impulsar varios ejes a partir de una sola fuente de potencia.

Cadenas de rodillo

La ANSI estandariz las cadenas de rodillos con respecto a sus tamaos.

Cadenas de rodillo

Como la vida de una transmisin seleccionada en forma apropiada es una funcin del desgaste y de la resistencia a la fatiga superficial de los rodillos, resulta importante reducir el ngulo de articulacin tanto como sea posible.

Cadenas de rodillo

El nmero de dientes de la catarina tambin afecta la relacin de velocidad durante la rotacin a travs del ngulo de paso . En la posicin que se ilustra en la figura, la cadena AB es tangente al crculo de paso de la catarina; sin embargo, cuando sta ha girado un ngulo de /2, la lnea de cadena AB est ms cerca del centro de rotacin de la catarina.

Cadenas de rodillo

Aunque se considera deseable un gran nmero de dientes para la catarina impulsora, habitualmente resulta ventajoso obtener una catarina tan pequea como sea posible, para lo cual se requiere una con un reducido nmero de dientes.

Cadenas de rodillo Para una operacin suave a velocidades tanto moderada como alta, se considera buena prctica emplear una catarina impulsora con al menos 17 dientes. Las cadenas de rodillos rara vez fallan debido a la falta de resistencia a la tensin; es ms comn que fallen porque se sometan a un gran nmero de horas de servicio. La falla real puede deberse, o bien al desgaste de los rodillos sobre los pasadores, o a la fatiga de las superficies de los rodillos. Los fabricantes de cadenas de rodillos han compilado t