DESARROLLO DEL CONTENIDO

1- Introducción

1.1- Generalidades

Las correas son elementos de transmisión de potencia, deconstitución flexible, que se acoplan sobre poleas que sonsolidarias a ejes con el objeto de transmitir pares de giro. Sunaturaleza flexible va a permitir que su fabricación se realicecon una cierta incertidumbre mecánica que puede serasumida, posteriormente, en su montaje.

La correa de transmisión trabaja por rozamiento con la poleasobre la que va montada. Este hecho, junto a su naturalezaflexible, confiere a las correas una función de "fusibles" dentrode las transmisiones, dado que se comportan comoamortiguador, reduciendo el efecto de las vibraciones quepuedan transmitirse entre los ejes de la transmisión.

En general, el empleo de correas en las transmisionesresulta una opción más barata, pero como contrapartida, estetipo de elementos no pueden garantizar una relación detransmisión siempre constante entre ejes, dado que puedenoriginarse pequeños deslizamiento de la correa sobre lacanaladura de la polea, debido, por ejemplo, a que el tensadoinicial no se ha hecho correctamente, o en todo caso,producido por el desgaste con las horas de funcionamiento.

1.2- Clasificación

Las correas de transmisión se clasifican en:¿Qué Opinas de esta Web?

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• Correas planas: actualmente ya en desuso y sustituidasgradualmente por las trapezoidales, se utilizaban sobretodo enaquellas transmisiones donde no se requerían grandesprestaciones, esto es, que no se transmiten grandes pares ni lavelocidad lineal que alcanza la correa es elevada (< 5 m/s).También pueden emplearse cuando la distancia entre ejes depoleas es elevada. Las correas planas se dividen a su vez encorreas "sin fin", también llamadas correas continuas, ycorreas abiertas, que se denominan así porque se suministranabiertas para su montaje y posteriormente son cerradasmediante grapas o pegamento industrial.

• Correas trapezoidales o de sección en "V": las correas en"V" permiten transmitir pares de fuerzas más elevados, y unavelocidad lineal de la correa más alta, que puede alcanzar sinproblemas hasta los 30 m/s.

• Correas dentadas o síncronas (timing belts): tienenaplicación sobretodo en aquellas transmisiones compactas yque se requieren trasmitir alta potencia. En este caso se debenemplear poleas de pequeño diámetro, y las correas dentadasofrecen mayor flexibilidad y mejor adaptabilidad al dentado dela polea. Por otro lado, también permiten ofrecer una relaciónde transmisión constante entre los ejes que se acoplan.

2- Correas trapezoidales

2.1- Generalidades

Las correas trapezoidales o correas en "V" trabajan a partirdel contacto que se establece entre los flancos laterales de lacorrea y las paredes del canal de la polea.

Según las normas ISO las correas trapezoidales se dividenen dos grandes grupos: las correas de secciones con losperfiles clásicos Z, A, B, C, D y E, y las correas estrechas desecciones SPZ, SPA, SPB Y SPC. En la figura adjunta serepresenta esquemáticamente una sección tipo de correatrapezoidal o correa en "V":

Figura 1. Esquema de una correa trapezoidal

donde,

a, es el ancho de la cara superior de la correa;h, es la altura o espesor de la correa;ap, es el denominado ancho primitivo de la correa.

En la siguiente tabla se muestran los valores de losparámetros anteriores según el perfil de correa:

Tabla 1. Perfiles normalizados correa trapezoidal

Las correas trapezoidales o en "V" trabajan en condicionesóptimas cuando lo hacen a velocidades lineales dentro delrango de los 20-22 m/s. Las correas en "V" no deben trabajar avelocidades superiores de los 30 m/s, dado que la elevadafuerza centrífuga que se genera terminaría sacando la correade la ranura de la polea. Por otro lado, si funcionasen avelocidades más baja también necesitarían un proceso deequilibrado estático para conseguir un trabajo más óptimo.

2.2- Constitución

La siguiente figura muestra una sección tipo de una correatrapezoidal, así como de las partes principales que lacompone:

Figura 2. Elementos de una correa trapezoidal

donde,

1, es el núcleo;

2, tensores o fibras resistentes;

3, recubrimiento.

a) Núcleo

La parte del núcleo está constituido de una mezcla decauchos especiales que le proporcionan a la correa una altaresistencia mecánica y una gran capacidad de flexión para unrango de temperatura de trabajo amplio, de entre -10 ºC y 90ºC.

No obstante, esta parte de la correa es sensible al contactocon aceites, grasas, u otros agentes químicos, por lo que serecomienda evitar un prolongado contacto de la correa conestas sustancias.

b) Tensores o fibras resistentes

Para mejorar la resistencia a tracción de las correas y evitarque se alarguen o deformen se incluyen estos elementostensores, generalmente hechos de fibras sintéticas (poliéster ofibra de vidrio) que ofrecen una gran resistencia a la fatiga.Debido a que las correas se ven sometidas a continuos yrepetitivos ciclos de carga y descarga, es el agotamiento porfatiga lo que condiciona realmente la vida útil de las correas,de ahí la importancia de estos elementos.

c) Recubrimiento

Es una envolvente textil que recubre y protege a los demáselementos de la correa. Consiste en una tela mixta de algodón-poliéster que ofrece una excelente resistencia a la abrasión,además de proporcionar un elevado coeficiente de rozamientoo fricción con la superficie de la polea.

Un elevado coeficiente de rozamiento entre correa y poleaes importante porque así se evita cualquier riesgo dedeslizamiento, lográndose una mejor y óptima transmisión depotencia.

Además, el material que constituye el recubrimiento debeofrecer una buena resistencia a los agentes de la intemperieque puedan dañar la correa, como aceites, polvo, a las altastemperaturas y radiación.

Otro factor importante es la electricidad estática que segenera durante el funcionamiento de una correa. Laacumulación de electricidad estática se produce,fundamentalmente, por el continuo rozamiento de las partes dela correa con las partículas del aire. La tela del recubrimientodebe ofrecer una buena conductividad eléctrica que ayude aevacuar esta acumulación de electricidad estática, porque delo contrario podría dar lugar a la generación de chispas con elconsiguiente peligro de incendio.

2.3- Longitud primitivaLa longitud o desarrollo lineal de una correa se mide

montada sobre poleas y convenientemente tensada. En estasituación el desarrollo de una correa variará en función de lalínea de referencia de la sección que se tome para realizar lamedición. Así, se denomina longitud primitiva de la correa (Lp)

a la que resulta de realizar la medición de su longitud a laaltura del ancho primitivo (ap) de la sección.

Para efectuar correctamente la medición de la longitudprimitiva de la correa, ésta debe estar, como ya se ha dicho,convenientemente tensada. Para poder aplicar el tensado a lacorrea, las dos poleas sobre las que se monte la correa debenser una fija y la otra desplazable con el objeto de poderaplicarle a esta última la carga (Q) de tensado.

Figura 3. Esquema de montaje de una transmisión por correa

La carga (Q) de tensado a aplicar será función de la secciónde la correa que se trate, su desarrollo primitivo y del diámetrode poleas, según se indica en la siguiente tabla:

Tabla 2. Cargas (Q) de tensado

La distancia entre ejes de poleas (E) se mide con la correaya montada y tensada. Para que la medición sea correcta sedebe hacer girar las poleas cuatro o cinco vueltas a fin que lacorrea encaje bien en la ranura.

La longitud primitiva (Lp) de la correa para este casoconcreto, donde los diámetros de las poleas son iguales y elángulo de contacto igual a 180º, resulta inmediato aplicando lasiguiente expresión:

Lp = 2 · E + Π · d

donde,

E es la distancia entre ejes de las poleas, en mm;d es el diámetro primitivo de las poleas, en mm;Lp es la longitud primitiva de la correa, en mm.

Como ya se dijo al principio de este apartado, la longitud odesarrollo de la correa variará en función de qué línea dereferencia de la sección se tome. Así, si se toma la caraexterna de la sección de la correa como referencia, resultaráuna longitud nominal mayor que la longitud primitiva, y por elcontrario, si se toma la cara interna, entonces la longitudnominal obtenida será menor que la longitud primitiva. Esdecir, que

Desarrollo externo = Longitud primitiva nominal (Lp) + C1;Desarrollo interno = Longitud primitiva nominal (Lp) - C2;Los coeficientes C1 y C2 que hay que sumar o restar a la

longitud primitiva para obtener los desarrollos exteriores ointeriores de la correa, se adjuntan en la siguiente tabla enfunción del tipo de sección:

Tabla 3. Coeficientes C1 y C2

2.4- Identificación

Las correas trapezoidales se identifican por sus dimensionesfísicas. Así, para proceder a su identificación se coloca enprimer lugar una letra que indica la sección de la correa,seguido por un número que expresa la longitud nominal de lacorrea.

Figura 4. Identificación de correa trapezoidal

3- Correas dentadas o síncronas

3.1- Generalidades

Cuando se requiere transmitir elevados régimen depotencia, en transmisiones que son compactas, lo cual va asuponer el empleo de poleas de reducido diámetro y elevadasvelocidades de giro, lo normal es utilizar poleas dentadas osíncronas.

Las poleas dentadas garantizan una relación de transmisiónconstante al disminuir el riesgo de deslizamiento sobre lapolea.

Por otro lado, la incorporación del dentado a la correa leconfiere de una mayor flexibilidad longitudinal lo que le permitepoder adaptarse a poleas de diámetros más pequeños.

Figura 5. Elevada flexibilidad en correas dentadas

En definitiva, para aplicaciones donde se requiera exactituden la relación de transmisión, unido a exigencias de altasvelocidades de giro, o que por consideraciones de diseño nosea posible el engrase o lubricación de los componentes de la

transmisión, entonces el empleo de correas dentadas osíncronas es la mejor opción.

Por último indicar que los requerimientos de un tensadoinicial de la correa, como ocurre con las correas trapezoidales,no son tan exigentes para el caso de las dentadas.

3.2- Constitución

La siguiente figura muestra la sección tipo de una correasíncrona, así como de las partes principales que la compone:

Figura 6. Elementos de una correa dentada

donde,

1, es el núcleo de la correa,

2, indica las fibras de refuerzo,

3, es el recubrimiento exterior de la correa.

a) Núcleo

El núcleo de este tipo de correa está compuesto de uncaucho de altas prestaciones reforzado con fibras sintéticasorientadas de tal modo que le proporciona una gran rigidez ensentido transversal.

De igual manera, el cojín que es la parte del núcleo quequeda por encima de los tensores de refuerzo consta de fibrassintéticas orientadas que le proporcionan del mismo modo unaelevada rigidez transversal.

Figura 7. Elevada rigidez transversal

En el caso de las correas síncronas, el núcleo de los dientesofrece una gran rigidez y es la parte de la correa que absorbela mayor parte de los esfuerzos, como ya se vio en una figuraanterior, descargando de tensiones el resto de la correa.

Por otro lado, en las correas síncronas se distinguen dostipos de perfiles de dientes normalizados: trapezoidal ycurvilíneos.

La gran ventaja conseguida con los perfiles curvilíneos esque la zona de alta concentración de tensiones se sitúa en elcentro del diente, frente a las correas dentadas de perfiltrapezoidal, donde los mayores niveles de tensión seconcentran en la esquina de la base del diente del lado quearrastra la polea, reduciendo su duración.

Figura 8. Distribución de tensiones en correas dentadas

En la figura anterior se aprecia que el perfil curvilíneo seadapta mejor a la dentadura de la polea y redistribuye mejorlas tensiones.

b) Tensores o fibras resistentes

Fibras sintéticas, generalmente fibra de vidrio, de altatenacidad y elevada estabilidad dimensional que evita ladeformación longitudinal de la correa.

c) Recubrimiento

Envolvente textil que recubre a la correa y proporcionaprotección de los agentes nocivos exteriores.

De igual forma que para las correas trapezoidales, elrecubrimiento debe tener buenas propiedades deconductividad para eliminar la electricidad estática que se vayaacumulando, así como de comportarse adecuadamente paraun amplio rango de temperaturas de trabajo (generalmente, de-10 ºC a 90 ºC), y de ofrecer buena resistencia a los aceites.

3.3- Series normalizadas

Las correas dentadas están normalizadas según la forma delos dientes (curvilíneo o trapezoidal) y el paso entre ellos.

A continuación en la siguiente tabla se indican las distintasseries normalizadas y dimensiones para las correas dentadascon perfil de dientes trapezoidal:

Tabla 4. Dimensiones y tolerancias para correas dentadas de perfiltrapezoidal

En la siguiente tabla se muestran las series normalizadas ydimensiones de correas dentadas con perfil de dientecurvilíneo HTD:

Tabla 5. Dimensiones para correas dentadas de perfil curvilíneo

A continuación se incluye una serie de datos técnicos queson necesarios para poder seleccionar y diseñar de formaadecuada la correa síncrona que sea válida a losrequerimientos para cada situación de trabajo.

Así, mediante las siguientes gráficas se puede seleccionar eltipo de correa más adecuada según la magnitud de la potenciaa transmitir (Pc) y la velocidad de giro de la transmisión (N):

Figura 9. Ábaco para selección de correas dentadas de perfiltrapezoidal

Figura 10. Ábaco para selección de correas dentadas de perfilcurvilíneo HTD

En la siguiente tabla se indica el esfuerzo máximo admisible,peso por unidad de longitud y anchuras de base normalizadaspara correas síncronas, según datos del fabricante:

Tabla 6. Datos de esfuerzo admisible, peso y anchura de correassíncronas

Por último, en la siguiente tabla se muestran unas consignaso recomendaciones de uso para correas síncronas:

Tabla 7. Recomendaciones de uso para correas síncronas

4- Poleas

4.1- Generalidades

La colocación de la correa de manera correcta en el canal oranura de la polea influye considerablemente en el rendimientode la transmisión y en la vida útil de la correa.

Para conseguir una buena colocación de la correa en laranura de las poleas es condición imprescindible un perfectoalineamiento entre poleas. Para ello es necesario que los ejesdel motor sean paralelos y que la correa trabajeperpendicularmente a dichos ejes.

Es síntoma de que existe un mal alineamiento entre poleascuando uno de los flancos de la correa está más desgastadoque el otro, o que un lado del canal aparece más pulido que elotro. Un ruido constante de la transmisión o un calentamientoexcesivo de los rodamientos son también síntomas de un malalineamiento entra poleas.

Por otro lado, como ya se ha indicado, la correa en "V"trabaja por rozamiento entre los flancos laterales de la correa ylas paredes del canal de la polea. Es por ello muy importanteque los flancos de la polea se presenten perfectamente lisos ylimpios. La presencia de suciedad o de partículas de polvo enla polea es muy perjudicial al convertirse en abrasivos queterminan desgastando a la superficie de la correa.

Figura 11. Colocación de la correa en el canal de la polea

La posición correcta de la correa será aquella en la que subase mayor quede por encima de la polea, lo cual va aasegurar un contacto continuo entre la ranura y los flancos dela correa. En ningún caso la correa debe tocar el fondo del

canal de la polea, dado que de producirse, la correa empezaríaa patinar, y esto provocaría su desgaste inmediato.

Por ello, en poleas con canales muy gastados deben serreemplazadas de inmediato, dado que las correas puedentocar el fondo del canal lo que terminaría "quemando" la correay perdería su capacidad de transmitir la potencia.

4.2- Diámetro mínimo

La elección del diámetro correcto de las poleas essumamente importante, dado que un diámetro excesivamentepequeño para una sección de correa determinada significaríauna flexión excesiva de ésta, lo que terminaría reduciendo suvida útil. Como norma general, al aumentar el diámetro de lapolea aumentará la vida útil de la correa.

A continuación se incluye una tabla donde se indica, segúnla norma BS 3790, los diámetros de polea válidos para cadasección de correa. Diámetros inferiores a los indicados en lasiguiente tabla, según la sección de la correa, no debenemplearse:

Tabla 8. Diámetros mínimos de poleas

siendo,

V diámetro válido de polea;R diámetro de polea especialmente recomendado.

4.3- Ajuste de la distancia entre poleas

Toda transmisión por correas flexibles debe ofrecer laposibilidad de ajustar la distancia entre centros de poleas, esdecir, de poder variar la distancia que separa los ejes de girode las distintas poleas que permita realizar las siguientesoperaciones:

- hacer posible el montaje inicial de la correa sin forzarla;

- una vez montada, poder realizar la operación de tensadoinicial;

- durante la vida útil de la correa, para poder compensar elasentamiento de la correa o su alargamiento que se producepor el uso.

Figura 12. Ajuste de la distancia entre poleas

En la siguiente tabla se indica la variación mínima de ladistancia entre ejes de poleas necesario para la instalación ytensado de las correas:

Tabla 9. Desplazamientos mínimos para el montaje

4.4- Operación de tensado

La operación de tensado de las correas, necesaria y previaa la puesta en servicio de la transmisión, se llevará a cabo unavez asegurada la correcta alineación entre poleas.

En primer lugar, una vez montada la correa, se le da a éstaun pequeño tense por el lado de la transmisión. El ramal tensode una correa es aquel que se dirige hacia la polea motriz. Unavez dada esta pequeña tensión se le daría varias vueltasmanualmente a la transmisión para asegurarse una mejorcolocación de la correa en el canal.

Posteriormente se debe ajustar los centros de las poleashasta aumentar algo más la tensión de la correa, conectandoposteriormente el motor de accionamiento durante variasvueltas con el fin de permitir a las correas asentarsecorrectamente en las ranuras de las poleas.

Se para de nuevo el motor, y a continuación se ajusta ladistancia entre centros hasta alcanzar la tensión correcta.

Por último quedaría comprobar que la tensión dada es lacorrecta y recomendada por el fabricante. Para la medición dela tensión que tiene una correa se procederá como acontinuación se expone.

Figura 13. Medida del tensado

Como muestra la figura anterior, la medida del tensadoconsiste en esencia en someter a la correa a una determinadadeflexión mediante la aplicación de una fuerza F perpendicularal tramo medio (Lt) de la correa, mediante el uso de un tensorresorte, dispositivo que permite medir la magnitud de la fuerzaaplicada. La longitud del tramo (Lt) puede ser calculadatambién por la siguiente expresión:

siendo,

E, la distancia entre ejes de poleas;d, el diámetro de la polea menor;D, el diámetro de la polea mayor.

La deflexión a conseguir es de 0,02 mm si la longitud deltramo (Lt) es menor a 500 mm, o de 0,01 mm si excede de 500mm. A continuación se anota el valor de la fuerza F aplicadapara conseguir estas deflexiones y se compara con los valores

dados en la tabla siguiente suministrada por los fabricantes decorreas.

Tabla 10. Fuerza de deflexión para medir el tensado de correas en "V"

Una fuerza F medida por debajo del mínimo indicado en latabla anterior significaría que le falta tensado a la correa, y porencima que la correa estaría trabajando en sobre tensión.

No obstante, cuando se instalan correas nuevas, éstasdeben tensarse a su valor máximo permitido, dado que tras lasprimeras horas de funcionamiento una correa nueva tienden aperder rápidamente algo de la tensión inicial por sudeformación hasta que alcanza la estabilidad.

5- Procedimiento de cálculo

5.1- Generalidades

Todo fabricante que comercialice correas de transmisióndispone de catálogos con las especificaciones técnicas de suscorreas que es accesible al público en general.

En dichas especificaciones técnicas se incluyen, para cadasección nominal, la potencia que puede transmitir cada correa,en función del diámetro y las r.p.m. a que gire la polea máspequeña, ya que ésta es la que va a condicionar la resistenciapor fatiga a flexión de la correa.

No obstante los valores de estas tablas son teóricos, y estáncalculados suponiendo unas hipótesis de cargas constantes yun arco de contacto de la correa sobre la polea de 180º.

Evidentemente, la realidad en cada caso será distinta yhabrá que ajustarse a las condiciones específicas de trabajo ala que se someta a la correa. Es por ello que es necesariohacer uso de unos coeficientes de corrección que tengan encuenta la realidad en el diseño y las condiciones de trabajo decada correa. En los siguientes apartados se mostrarán cómocalcular dichos coeficientes correctores.

5.2- Potencia transmitidaEn primer lugar habrá que calcular la potencia de diseño o

total de la potencia transmitida sobre la que se diseñará lacorrea. La potencia que desarrolla el motor conductor (P) es elpunto de partida, pero a este valor habrá que afectarlo de uncoeficiente corrector en función de diversos factores como son:

• Tipo de motor conductor que se utilice para accionar latransmisión

• Tipo de máquina conducida que se vaya a accionar

• Horas de servicio por día.

De esta manera la potencia corregida (Pc) o total de lapotencia transmitida, que es la que habrá que utilizar en eldiseño, vendrá dada por la siguiente expresión:Pc = P · K, dondePc es la potencia corregida;P es la potencia transmitida del motor conductor;

K es el factor de corrección de la potencia de acuerdo a lasiguiente tabla:

Tabla 11. Factor de servicio, K

A la tabla anterior, cuando sea necesario el uso de poleastensoras, habrá que adicionar al coeficiente de correcciónanterior los valores siguientes en función de la posición de lapolea 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 deaccionamiento (P) lo que se dispone es su par motor (T). Eneste caso la potencia (P) que transmite se calcula de lasiguiente manera:

donde P resulta la potencia transmitida en kW, n son lasrevoluciones 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 eltipo de correa adecuada para trabajar en función de la potenciaa transmitir y de las revoluciones de giro de la polea menor.

Se adjunta una gráfica tipo de un fabricante de correas detransmisión donde se puede seleccionar la sección correcta dela correa:

Figura 14. Selección de la sección de correa

5.4- Relación de transmisión

La relación de transmisión se calcula de acuerdo a lasiguiente 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 dealguna de las poleas, de la mayor o de la menor.

Así, si se parte del diámetro de la polea menor (d), eldiámetro de la otra polea, la mayor (D), se obtendría a partir dela relación de transmisión (R).D = R · dSi por el contrario, se conoce el diámetro de la polea mayor

(D), el de la menor (d) se calcula de igual manera:d = D / RPor último, habría que comprobar que el diámetro de la

polea menor se elige siempre mayor al mínimo requerido paracada sección, según se indica en la Tabla 8 Diámetrosmínimos de poleas del apartado 4.2 de este tutorial.

5.6- Distancia entre ejesLa distancia entre ejes (E) de las poleas suele estar

establecida en la transmisión que debe calcularse. Noobstante, puede que en algunos casos este dato no estédecidido, quedando a mejor criterio calcular esta distancia.

De acuerdo a la experiencia de las empresas fabricantes, ycon el objetivo de optimizar el rendimiento de la transmisión, ladistancia entre ejes de poleas (E) mínima se puede obtener apartir de las siguientes expresiones:

• Si la relación de transmisión R está comprendida entre 1 y3:

• 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 correaLa 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 longitudde la correa. No obstante, las casas comerciales fabrican unaserie normalizada de longitudes primitivas nominales paracada sección de correa, que seguramente no coincidirán con lalongitud calculada mediante la expresión anterior. Por ello, deesta lista habrá que elegir, para el tipo de correa que se trate,la longitud más próxima al valor calculado.

>> Acceder a la lista de longitudes nominales de correastrapezoidales

Posteriormente, habrá que determinar el factor de correccióndel largo de la correa (Fcl). Ello es así porque en las tablas decorreas de cualquier fabricante, las prestaciones que en ellasaparecen están confeccionadas para un desarrollo base de lacorrea. Como en el cálculo que se realice se obtendrá unalongitud de correa distinta al desarrollo base con que se hanconfeccionado las tablas, habrá que afectarles con uncoeficiente corrector de longitud (Fcl)

Así, si la longitud obtenida es mayor a la longitud base,habrá que afectarle con un coeficiente corrector mayor a launidad (Fcl > 1). Esto es así porque al ser la frecuencia conque flexiona una correa inversamente proporcional a sulongitud, es decir, a mayor longitud de correa implica menornúmero de flexiones de cada sección, y por tanto mayorduración, por lo que se estaría del lado de la seguridad y portanto, el Fcl deberá ser mayor a la unidad (Fcl > 1).

Por el contrario, si la longitud calculada es inferior aldesarrollo estándar del fabricante, la prestación será inferior a

la indicada en las tablas, y por lo tanto habrá que aplicar uncoeficiente corrector menor a 1 (Fcl < 1).

>> Acceder a la Tabla del Factor de corrección por longitud(Fcl)

5.8- Arco de contacto

La polea determinante en el diseño y en la duración de lavida útil de la correa será la de menor diámetro. Por ello, esnecesario conocer el ángulo de contacto sobre esta polea.

La determinación del ángulo de contacto (A) de la correasobre la polea menor se realiza aplicando la siguienteexpresión:

donde,

A es el ángulo de contacto sobre la polea menor, en ºE 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 lacorrea se ha realizado para un ángulo de contacto sobre lapolea de 180º. Como en general el ángulo de contacto sobre lapolea menor será inferior a 180º, la prestación de la correa noserá la óptima, y por tanto habrá que afectarla por uncoeficiente corrector del arco de contacto (FcA)

>> Acceder a la Tabla del Factor de corrección del arco decontacto (FcA)

5.9- Velocidad lineal de la correa

Para el cálculo de la velocidad lineal de la correa se empleala 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, lavelocidad lineal de una correa trapezoidal no debe sobrepasarlos 30 m/s, dado que a partir de esta velocidad las fuerzascentrífugas son de una magnitud tal que podría desencajar lacorrea de la ranura de la polea. Si se necesitasen velocidadessuperiores a los 30 m/s se deberá utilizar poleas especialesque eviten este inconveniente.

5.10- Prestación base de la correaLa prestación base o potencia base (Pb) que puede

transmitir una correa, según su perfil, están tabuladas en lastablas de cualquier fabricante de correas. Como ya se haindicado, estas prestaciones están indicadas para un ángulode contacto de 180º.

En dichas tablas, para acceder a la información de lapotencia base de la correa, habrá que entrar con lasrevoluciones por minuto (rpm) y diámetro de la polea menor.

Se adjunta tablas tipos donde se indican las prestacionesbase de las correas trapezoidales para los perfiles clásicos Z,A, B, C, D y E.

>> Acceder a las prestaciones bases de correastrapezoidales (Pb)

5.11- Potencia efectiva por correaLa potencia efectiva por correa (Pe) se calcula a partir de la

potencia base (Pb) afectada de los coeficientes correctores porlongitud de correa (Fcl) y por arco de contacto (FcA). De estaforma la expresión que proporciona la potencia efectiva es lasiguiente:Pe = Pb · Fcl · FcA

5.12- Cálculo del número de correasEl cálculo del número de correas necesaria para mover la

transmisión es inmediato y resulta de dividir la potenciacorregida (Pc) vista en el apartado 5.2 y que constituye el total

de la potencia a transmitir, entre la potencia efectiva (Pe) porcorrea. Es decir, que:

ANEXOS

A.1- Ejemplo de cálculo• Datos de partida

- Máquina conductora:

Motor diesel monocilíndricoPotencia: 10 HPRevoluciones (N): 3600 rpmDiámetro polea salida: 125 mm.

- Máquina conducida:

Bomba centrífuga de aguas limpiasCaudal: 90 m3/hRevoluciones (n): 1500 rpmDiámetro polea conducida: a determinar

• Potencia transmitida (Pc)Pc = P · K, dondeP = 10 HPK = 1,2 es el factor de corrección de la potencia (ver tabla 11

del apartado 5.2)

Sustituyendo resulta,

Pc = 12 HP

• Selección del tipo de correa

Entrar en la tabla de la Figura 14. "Selección de la secciónde la correa" del apartado 5.3, con los siguientes valores:

- N= 3600 rpm, velocidad de giro de la polea menor;- Pc= 12 HP.

Tipo de correa seleccionada: Perfil "A"

• Relación de transmisión (R)

La relación de transmisión se calcula de acuerdo a lomostrado en el apartado 5.4:

R = N / n = 3600 / 1500 = 2,4

• Diámetros de las poleasDiámetro polea menor (d): 125 mm, que es válida según la

Tabla 8 (apartado 4.2) para correa de perfil "A" seleccionado.Diámetro polea mayor (conducida, D)= 125 · 2,4= 300 mm

• Distancia entre ejes de poleasAplicando la formulación del apartado 5.6, la distancia entre

ejes mínima resulta ser de Emín= 338 mm.Luego la distancia entre ejes de la máquina conductora y la

conducida debe ser E ≥ 338 mm.Se selecciona como distancia entre ejes válida, E = 500 mm.

• Longitud de la correaEn el apartado 5.7 se puede acceder a la formulación que

proporciona la longitud exacta que debe tener la correa (Lp),en función de la distancia entre ejes de poleas (E= 500 mm), eldiámetro de la polea menor (d= 125 mm) y el diámetro de lapolea mayor (D= 300 mm).

Aplicando los valores anteriores resulta Lp= 1722 mm.

Accediendo a la tabla del apartado 5.7 de longitudesnominales se selecciona la más próxima al valor calculadopara el tipo de perfil "A".

Se selecciona una correa de perfil "A" con desarrollonominal 1742 mm (Nº 67).

• Factor de corrección del largo de la correa (Fcl)En el apartado 5.7 se puede acceder a la tabla que

proporciona el Factor de corrección por longitud (Fcl).Vista la tabla para la longitud seleccionada resulta Fcl= 0,99.

• Cálculo del arco de contactoEn el apartado 5.8 se muestra la expresión para calcular el

ángulo de contacto (A) sobre la polea menor, en función de ladistancia entre ejes (E= 500 mm), el diámetro de la poleamenor (d= 125 mm) y el diámetro de la polea mayor (D= 300mm).

Aplicando los valores anteriores resulta A= 160º.

• Factor de corrección del arco de contacto (FcA)En el apartado 5.8 se puede acceder a la tabla que

proporciona el Factor de corrección del arco de contacto (FcA).Vista la tabla para el arco de contacto sobre la polea menor

de 160º resulta FcA= 0,95.

• Velocidad de la correaEn el apartado 5.9 se puede acceder a la formulación que

proporciona la velocidad lineal de la correa en función deldiámetro de la polea menor (d= 125 mm) y sus revoluciones degiro (N= 3600 rpm).

Aplicando los valores anteriores resulta una velocidad linealde la correa de vt = 23,56 m/s.

El valor obtenido para la velocidad lineal de la correa esválido al ser inferior a los 30 m/s.

• Prestación base de la correaLa prestación base o potencia base (Pb) de la correa puede

ser consultada en las tablas del fabricante disponibles en elapartado 5.10.

En dichas tablas, entrando con el diámetro de la poleamenor (d= 125 mm) y sus revoluciones de giro (N= 3600 rpm),se obtiene la prestación base para la correa de perfil "A"seleccionada.Pb = 5,17 HP, resultante de sumarle a la prestación base de

la correa de perfil "A" (4,56 HP) la prestación adicional porrelación de transmisión (0,61 HP)

• Potencia efectiva por correaLa potencia efectiva por correa (Pe) se calcula a partir de la

potencia base (Pb) afectada de los coeficientes correctores porlongitud de correa (Fcl) y por arco de contacto (FcA) mediantela expresión siguiente vista en el apartado 5.11:

Pe = Pb · Fcl · FcA = 5,17 · 0,99 · 0,95 = 4,86 HP

• Cálculo del número de correas

Según el apartado 5.12 el número de correas necesarias secalcula mediante la expresión siguiente:

Nº de correas = Pc / Pe = 12 / 4,86 = 2,47

Luego serán necesarias 3 correas.

• Resultado final

La transmisión resultante será la siguiente:

- Tipo correa: A67

- Nº de correas: 3

- Diámetro polea menor: 125 mm

- Diámetro polea mayor: 300 mm

- Distancia entre centros de poleas: 500 mm