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viernes, 27 de junio de 2014
jueves, 26 de junio de 2014
Una parte de nuestros calculos la sacamos de la siguente pagina
http://www.ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn121.html
en ella se puede ver el procedimiento de calculo de poleas
tambien usamos caida libre como principio fisico roce entre otros
a continuacion un extracto de la pagina ya mencionada:
http://www.ingemecanica.com/tutorialsemanal/tutorialn121.html
en ella se puede ver el procedimiento de calculo de poleas
tambien usamos caida libre como principio fisico roce entre otros
a continuacion un extracto de la pagina ya mencionada:
5- Procedimiento de cálculo
5.1- Generalidades
Todo fabricante que comercialice correas de transmisión dispone de catálogos con las especificaciones técnicas de sus correas que es accesible al público en general.
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En dichas especificaciones técnicas se incluyen, para cada sección nominal, la potencia que puede transmitir cada correa, en función del diámetro y las r.p.m. a que gire la polea más pequeña, ya que ésta es la que va a condicionar la resistencia por fatiga a flexión de la correa.
No obstante los valores de estas tablas son teóricos, y están calculados suponiendo unas hipótesis de cargas constantes y un arco de contacto de la correa sobre la polea de 180º.
Evidentemente, la realidad en cada caso será distinta y habrá que ajustarse a las condiciones específicas de trabajo a la que se someta a la correa. Es por ello que es necesario hacer uso de unos coeficientes de corrección que tengan en cuenta la realidad en el diseño y las condiciones de trabajo de cada correa.
En los siguientes apartados se mostrarán cómo calcular dichos coeficientes correctores, necesarios para realizar correctamente el cálculo y diseño de una correa de transmisión de potencia.
5.2- Potencia transmitida
En primer lugar habrá que calcular la potencia de diseño o total de la potencia transmitida sobre la que se diseñará la correa. La potencia que desarrolla el motor conductor (P) es el punto de partida, pero a este valor habrá que afectarlo de un coeficiente corrector en función de diversos factores como son:
• Tipo de motor conductor que se utilice para accionar la transmisión
• Tipo de máquina conducida que se vaya a accionar
• Horas de servicio por día.
De esta manera la potencia corregida (Pc) o total de la potencia transmitida, que es la que habrá que utilizar en el diseño, vendrá dada por la siguiente expresión:
Pc = P · K, donde
Pc es la potencia corregida;
P es la potencia transmitida del motor conductor;
K es el factor de corrección de la potencia de acuerdo a la siguiente tabla:
Tabla 11. Factor de servicio, K
A la tabla anterior, cuando sea necesario el uso de poleas tensoras, habrá que adicionar al coeficiente de corrección anterior los valores siguientes en función de la posición de la polea tensora:
- sobre el ramal flojo interior: ---
- sobre el ramal flojo exterior: +0,1
- sobre el ramal tenso interior: +0,1
- sobre el ramal tenso exterior: +0,2
En ocasiones, en lugar de la potencia del motor de accionamiento (P) lo que se dispone es su par motor (T). En este caso la potencia (P) que transmite se calcula de la siguiente manera:
donde P resulta la potencia transmitida en kW, n son las revoluciones por minuto (rpm) y T es el par motor en kg fuerza · metro.
5.3- Selección del tipo de correa
Cada fabricante dispone de gráficas donde se muestra el tipo de correa adecuada para trabajar en función de la potencia a transmitir y de las revoluciones de giro de la polea menor.
Se adjunta una gráfica tipo de un fabricante de correas de transmisión donde se puede seleccionar la sección correcta de la correa:
Figura 14. Selección de la sección de correa
5.4- Relación de transmisión
La relación de transmisión se calcula de acuerdo a la siguiente expresión:
donde,
R es la relación de transmisión;
N son las revoluciones por minuto (rpm) de la polea menor;
n son las revoluciones por minuto (rpm) de la polea mayor;
D es el diámetro de la polea mayor;
d es el diámetro de la polea menor.
5.5- Diámetros de poleas
Generalmente se parte del conocimiento del diámetro de alguna de las poleas, de la mayor o de la menor.
Así, si se parte del diámetro de la polea menor (d), el diámetro de la otra polea, la mayor (D), se obtendría a partir de la relación de transmisión (R).
D = R · d
Si por el contrario, se conoce el diámetro de la polea mayor (D), el de la menor (d) se calcula de igual manera:
d = D / R
Por último, habría que comprobar que el diámetro de la polea menor se elige siempre mayor al mínimo requerido para cada sección, según se indica en la Tabla 8 Diámetros mínimos de poleas del apartado 4.2 de este tutorial.
5.6- Distancia entre ejes
La distancia entre ejes (E) de las poleas suele estar establecida en la transmisión que debe calcularse. No obstante, puede que en algunos casos este dato no esté decidido, quedando a mejor criterio calcular esta distancia.
De acuerdo a la experiencia de las empresas fabricantes, y con el objetivo de optimizar el rendimiento de la transmisión, la distancia entre ejes de poleas (E) mínima se puede obtener a partir de las siguientes expresiones:
• Si la relación de transmisión R está comprendida entre 1 y 3:
• Si R ≥ 3:
Para este caso bastaría que se cumpliese que E ≥ D
siendo,
E, la distancia entre ejes de poleas;
R, la relación de transmisión;
d, el diámetro de la polea menor;
D, el diámetro de la polea mayor.
5.7- Longitud de la correa
La longitud primitiva de la correa (Lp) de una transmisión se calcula directamente a partir de la siguiente expresión:
donde,
E, es la distancia entre ejes de poleas;
d, es el diámetro de la polea menor;
D, es el diámetro de la polea mayor;
Π, es el número pi (3,14159265)
La expresión anterior calcula el valor exacto para la longitud de la correa. No obstante, las casas comerciales fabrican una serie normalizada de longitudes primitivas nominales para cada sección de correa, que seguramente no coincidirán con la longitud calculada mediante la expresión anterior. Por ello, de esta lista habrá que elegir, para el tipo de correa que se trate, la longitud más próxima al valor calculado.
Posteriormente, habrá que determinar el factor de corrección del largo de la correa (Fcl). Ello es así porque en las tablas de correas de cualquier fabricante, las prestaciones que en ellas aparecen están confeccionadas para un desarrollo base de la correa. Como en el cálculo que se realice se obtendrá una longitud de correa distinta al desarrollo base con que se han confeccionado las tablas, habrá que afectarles con un coeficiente corrector de longitud (Fcl)
Así, si la longitud obtenida es mayor a la longitud base, habrá que afectarle con un coeficiente corrector mayor a la unidad (Fcl > 1). Esto es así porque al ser la frecuencia con que flexiona una correa inversamente proporcional a su longitud, es decir, a mayor longitud de correa implica menor número de flexiones de cada sección, y por tanto mayor duración, por lo que se estaría del lado de la seguridad y por tanto, el Fcl deberá ser mayor a la unidad (Fcl > 1).
Por el contrario, si la longitud calculada es inferior al desarrollo estándar del fabricante, la prestación será inferior a la indicada en las tablas, y por lo tanto habrá que aplicar un coeficiente corrector menor a 1 (Fcl < 1).
5.8- Arco de contacto
La polea determinante en el diseño y en la duración de la vida útil de la correa será la de menor diámetro. Por ello, es necesario conocer el ángulo de contacto sobre esta polea.
La determinación del ángulo de contacto (A) de la correa sobre la polea menor se realiza aplicando la siguiente expresión:
donde,
A es el ángulo de contacto sobre la polea menor, en º
E es la distancia entre ejes de poleas;
d es el diámetro de la polea menor;
D es el diámetro de la polea mayor.
Al igual que en el caso anterior, el diseño óptimo de la correa se ha realizado para un ángulo de contacto sobre la polea de 180º. Como en general el ángulo de contacto sobre la polea menor será inferior a 180º, la prestación de la correa no será la óptima, y por tanto habrá que afectarla por un coeficiente corrector del arco de contacto (FcA)
5.9- Velocidad lineal de la correa
Para el cálculo de la velocidad lineal de la correa se emplea la siguiente expresión,
donde,
vt es la velocidad lineal o tangencial de la correa, en m/s;
d, es el diámetro de la polea menor, en mm;
N son las revoluciones por minuto (rpm) de la polea menor;
Π, es el número pi (3,14159265)
Como ya se ha indicado en algún apartado anterior, la velocidad lineal de una correa trapezoidal no debe sobrepasar los 30 m/s, dado que a partir de esta velocidad las fuerzas centrífugas son de una magnitud tal que podría desencajar la correa de la ranura de la polea. Si se necesitasen velocidades superiores a los 30 m/s se deberá utilizar poleas especiales que eviten este inconveniente.
5.10- Prestación base de la correa
La prestación base o potencia base (Pb) que puede transmitir una correa, según su perfil, están tabuladas en las tablas de cualquier fabricante de correas. Como ya se ha indicado, estas prestaciones están indicadas para un ángulo de contacto de 180º.
En dichas tablas, para acceder a la información de la potencia base de la correa, habrá que entrar con las revoluciones por minuto (rpm) y diámetro de la polea menor.
Se adjunta tablas tipos donde se indican las prestaciones base de las correas trapezoidales para los perfiles clásicos Z, A, B, C, D y E.
5.11- Potencia efectiva por correa
La potencia efectiva por correa (Pe) se calcula a partir de la potencia base (Pb) afectada de los coeficientes correctores por longitud de correa (Fcl) y por arco de contacto (FcA). De esta forma la expresión que proporciona la potencia efectiva es la siguiente:
Pe = Pb · Fcl · FcA
5.12- Cálculo del número de correas
El cálculo del número de correas necesaria para mover la transmisión es inmediato y resulta de dividir la potencia corregida (Pc) vista en el apartado 5.2 y que constituye el total de la potencia a transmitir, entre la potencia efectiva (Pe) por correa. Es decir, que:
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