CADENAS

CADENASPara la transmisión de torque de una máquina motriz a unamáquina conducida, existen al menos tres métodos muy utilizados:• Transmisión con engranajes• Correas flexibles de caucho reforzado• Cadenas de rodillosDependiendo de la potencia, posición de los ejes, relación detransmisión, sincronía, distancia entre ejes y costo; se seleccionaráel método a utilizar.

Cadenas

• Las cadenas representan los tipos principales de elementos flexibles para transmitir potencia, torque y movimiento en general.

Figura N1: Impulsador combinado en el que se emplean bandas en V, un

reductor de engrane y un impulsador de cadena.

Reductor

Problema - hipótesis

Correas

cadena

Figura N2: Impulsador de cadenas de rodamiento

Plan esquemático

Una cadena es un elemento de transmisión de potencia que se fabrica como una serie de eslabones que se unen mediante pernos. El diseño proporciona flexibilidad mientras permite que la cadena transmita fuerzas de tracción cuya magnitud es considerable.

IMPULSADORES DE CADENAS

CLASIFICACION DE CADENAS

CLASIFICACIÓN DE CADENAS.

La clasificación de las cadenas es basada en dos aspectos fundamentales:• De acuerdo al tipo de cadena que se emplee: * De rodillos * De casquillos *Dentadas *Abiertas o Vaucanson• De acuerdo al trabajo que realizan:

*Cadenas de tracción que sirven para mover cargas en las máquinas transportadoras.

*Cadenas impulsoras que sirven para transmitir la energía mecánica de un árbol a otro.

CADENA DE RODILLO• El tipo mas común de cadena es la cadena de

rodamientos, en la que el rodamiento de cada perno proporciona una fricción excepcionalmente baja entre la cadena y las ruedas dentadas.

• La cadena de rodamiento se clasifica en base a su paso, la distancia entre partes correspondientes de eslabones adyacentes. El pasos se ejemplifica, por lo regular, como la distancia entre pernos adyacentes. Una cadena de rodamiento estándar lleva una designación de tamaño entre 40 y 240 .

Figura 3: Partes de cadena de rodillo

Figura 4: Algunos tipos de cadenas con rodamiento

El principio de funcionamiento se basa en que la transmisión de potencia entre la cadena y la rueda se efectúa por un acoplamiento de forma y de fuerza entre los dientes de las ruedas (sprockets) y los eslabones de la cadena.

La cadena se adapta a la rueda en forma de polígono, esto produce pequeñas fluctuaciones en el brazo de la fuerza periférica y por consiguiente, también en la velocidad de la cadena y en la fuerza de la misma (efecto de polígono). Para una mejor comprensión vea la siguiente figura.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Figura 5: Variación de la velocidad lineal

•La fatiga que se debe a la tensión en la cadena rige a velocidades entre bajas y moderadas. El impacto sobre las ruedas dentadas predomina a velocidades más altas. A cada tamaño de rueda dentada corresponde un límite superior absoluto de velocidad que se debe a la presencia de raspaduras entre los pernos y los bujes de la cadena. Esto explica la caída súbita de capacidad de potencia hasta cero a la velocidad límite.

Series estrecha, para aserraderos tamaño impulsor y transportador) cadenas de compensación de eslabones fundidos que se usan sobre todo en la industria maderera para transportadores.

Combinación para molinos (tamaño de transportador ancho) eslabones de bloques fundido y construidos con barra lateral de acero para utilizarse en transportadores de arrastre.

Cadenas de arrastre para trabajo pesado eslabones de comprensión en bloque fundido. Se utilizan en transportadores de ceniza y escoria.

CADENAS TRANSPORTADORAS

Cadenas macho o de clavija cadenas construidas con una serie de eslabones de comprensión fundidos acoplados mediante pernos o remache. Adecuado para servir a impulsadores de velocidad moderada a alta, transportadores y elevadores.

Transferencia mediante rodamiento en la parte superior eslabones fundidos con rodamiento en la parte superior que se utiliza en varios tramos para transportar en sentido transversal.

Para techos eslabones fundidos en forma de raíz se utiliza en varios en transportador de transferencia.

Desmontable consiste de eslabones unitarios, cada uno provisto de un gancho abierto que se flexiona sobre la barra del extremo del eslabón adyacente. Se emplea para impulsores de velocidad baja a moderada y transportadores.

Forjado por goteo eslabones internos y externos acoplados mediante pernos con cabeza. Se usan en transportadores de catenaria, de pala de arrastre o rastrillo, volados similares

LUBRICANTESUn suministro constante de aceite limpio es fundamental mente para una operación suave y una vida útil satisfactoria del impulsor de cadena.

• Tipo I (170 a 650 pies/minuto)

• Tipo II(650 a 1500 pies/minuto)

•Tipo III (por arriba de 1500 pies/minuto)

TIPO ILubricación manual o por goteo. Para lubricación manual el aceite se aplica con una brocha o un pitón surtidor dentro, de preferencia cuando menos de cada ocho horas de operación. Para alimentación por goteo de la lubricación, el aceite es alimentado directamente hace a las placas de los eslabones de cada tramo de cadena.

TIPO IILubricación por baño o disco: La lubricación en la cadena proporciona un colector de aceite en la que la cadena se sumerge en forma constante. Como alternativa, un disco o eslinga puede conectarse a uno de los ejes para levantar aceite hacia un conducto arriba de tramo inferior de la cadena. Después la cadena transporta una corriente de aceite hacia la cadena, por consecuencia, la propia cadena no necesita sumergirse en el aceite.

TIPO IIILubricación por flujo de aceite. Una bomba de aceite alimenta un flujo continuo de aceite en la parte inferior de la cadena.

MATERIALES PARA CADENAS Las bridas se ejecuten de planchas laminadas en frío, de

aceros medios en carbono o aleados, 45, 50, 40X, 40XH, 30XH3A (según norma GOST).

• Las bridas curvadas, como regla, se fabrican de aceros aleados, según la aplicación de la cadena, se someten a temple hasta lograr durezas de 40-50 HRC.

• Las piezas de los pasadores, ejes, manguitos y semicasquillos se ejecutan preferentemente de aceros para cementar 15, 20, 20X, 12XH3, 20XH3A, etc, y se someten a temple hasta 50-65 HRC. Los rodillos se fabrican de acero 60, con durezas entre 47-55 HRC.

MATERIALES PARA LAS RUEDAS DE CADENAS

•Para la fabricación de las ruedas de cadenas (denominadas también estrellas o sprockets) se emplea el acero para ruedas de hasta 30 dientes y por encima de esta cantidad de dientes generalmente se fabrican de fundición.

•Entre los aceros que pueden emplearse están los de medio contenido de carbono o aleados 45, 40X, 40XA, etc, con temple superficial o total hasta alcanzar durezas de HRC 45- 55; ó aceros para cementar 15, 20X, 12XH3A, con cementación a profundidades de 1 - 1.5mm y temple hasta HRC 55-60. Las fundiciones empleadas son CY18-36, CY21- 40, CY24-44 y CY28-48.

FALLAS EN CADENAS

• Fatiga de las placas de los eslabones por aplicación sucesiva de la tensión en el lado flojo de la cadena

• Impacto en los rodamientos conforma se enlaza con los dientes de la rueda dentada y raspaduras entre los pernos de cada eslabón

• Los bujes en los pernos.• Desgaste en la articulación, que provoca un

alargamiento de la cadena y su engrane incorrecto con las ruedas.

• La rotura por fatiga de los agujeros de las bridas, es el fallo más frecuente en transmisiones que trabajan a altas velocidades y muy altas cargadas, en cárteres cerrados con buena lubricación.

• El resbalamiento de los ejes y casquillos de las bridas en los sitios de su montaje a presión, esto se relaciona con la falta de calidad de fabricación.

• Picadura y agrietamiento de los rodillos.• Desgaste de los dientes de las ruedas.

FALLAS

DISEÑO DE IMPULSADORES• Las variables importantes son el paso de la

cadena y el tamaño y la velocidad de giro de la rueda dentada más pequeña

• Para una velocidad en particular, la capacidad de potencia se incrementa con el número de dientes en la rueda dentada.

• • Para un tamaño particular de rueda dentada, un

número especifico de dientes, la capacidad de potencia se incrementa en función del incremento de la velocidad hasta un punto; después, disminuye.

DISEÑO DE IMPULSADORES• Las especificaciones (la especificación de la cadena en relación

a su capacidad para transmitir potencia ) corresponden a un solo tramo de cadena si bien tramos múltiples incrementan la capacidad de potencia, no proporciona un múltiplo directo de la capacidad de un solo tramo. Multiplique la capacidad en las tablas por los factores siguientes:

Dos tramos: factor= 1.7 Tres tramos: factor= 2.5 Cuatro tramos: factor= 3.3• 5. Las especificaciones son para un factor de servicio de 1.0.

Especifique un factor de servicio para un uso en particular de conformidad con la tablas.

PARAMETROS DE DISEÑOS• El número mínimo de dientes en una rueda dentada debe ser 17, a menos

que el impulsor este trabajando a una velocidad muy baja, menor de 100 hp.

• La relación de velocidad máxima debe ser 7.0, aunque son factibles relaciones más altas. Se pueden utilizar dos o más fases de reducción para obtener relaciones más altas.

• La distancia central entre los ejes de la rueda dentada debe ser de entre 30 y 50 pasos aproximadamente (30 a 50 veces el paso de la cadena).

• El Arco de contacto de la cadena en la rueda dentada más pequeña no debe ser menor de 120 grados.

• En condiciones normales, La rueda dentada mas grande no debe tener menos de 120 dientes.

O120O120

• La disposición más favorecida para un impulsor de cadena es con la línea central de las ruedas dentadas horizontal y con el lado tensado en la parte superior.

• La longitud de la cadena debe ser un múltiplo completo del paso, y se recomienda un número par de pasos. La distancia central, debe hacerse ajustable para adaptar la longitud de la cadena y compensar tolerancias y desgastes. Un juego excesivo en el lado flojo debe evitarse, sobre todo en impulsores no horizontales. Una relación convenientes entre la distancia central (C), la longitud de la cadena (L), numero de dientes en la rueda dentada pequeña (N1) y numero de dientes en la rueda dentada grande (N2), expresada en pasos, es :

C

NNNNCL

21212

422

C

NNNNCL

21212

422

La distancia central teóricamente exacta para una longitud particular de cadena, de nuevo en pasos, es:

2

212

2

1212

48

224

1

NNNN

LNN

LC

La distancia central teóricamente no supone juego ni en el lado tensado ni en el flojo de la cadena y por consiguiente es su máximo. Se debe prever tolerancias o ajustes negativos.

• El diámetro de paso de una que esta rueda dentada, con N dientes para una cadena de paso p es:

• El diámetro mínimo de rueda dentada y por tanto el número mínimo de dientes en una rueda dentada esta, con frecuencia, limitado por el tamaño de la flecha en la que se monta. Verifique el catalogo de ruedas dentadas.

Nsen

PD

o801

FIN

Gracias por su atención