MANTENIMIENTO ELECTROMECNICOTRANSMISIN DE POTENCIA: POR FAJAS

ObjetivoAnalizar los tipos de fajas en diferentes aplicaciones.

Selecciona la faja en V adecuada para una transmisin.

Analizar las fallas por el mtodo de ACR en transmisiones por fajas en V.

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*DEFINICNLas fajas o correas son elementos de transmisin de potencia, de constitucin flexible, que se acoplan sobre poleas que son solidarias a ejes con el objeto de transmitir pares de giro. TRANSMISIN POR FAJAS

APLICACIN*REA INDUSTRIALREA AUTOMOTRIZ

VENTAJAS Y DESVENTAJAS*Funcionamiento suave, silencioso, absorcin de choques y vibraciones.

Posibilidad de unir el rbol conductor al conducido a distancias relativamente grandes.

Facilidad de ser empleada como fusible mecnico , debido a que presenta una carga limite de presin, valor que de ser superado produce el patinaje (resbalamiento)entre la banda y la polea.

Diseo sencillo.

Costo inicial de adquisicin o produccin relativamente bajo.

Mltiples aplicaciones (en rboles de igual sentido de giro, de sentido contrario, para posicin cruzada u oblicua de los rboles, accionamiento de varios rboles con una sola correa). VENTAJAS

*Grandes dimensiones exteriores.

Inconstancia de la relacin de transmisin cinemtica debido al deslizamiento elstico.

Grandes cargas sobre los rboles y apoyos, por consiguiente considerables perdidas de potencia por friccin.

Vida de la banda relativamente corta. Producto del deslizamiento elstico (1-2%).

Variacin de la longitud de la correa y del coeficiente de friccin en funcin de las condiciones ambientales (temperaturas elevadas, polvo, contacto con vapor de agua, aceite, etc.)DESVENTAJAS

*Las fajas ms comunes y bsicas, se clasifican en:CLASIFICACINCorreas planas.

Correas trapezoidales o de seccin en "V.

Correas dentadas o sncronas.

*Las correas planas poseen una seccin generalmente de tipo rectangular y transmiten la potencia entre las poleas de los rboles, mediante rozamiento entre las superficies correa - polea. CORREAS PLANAS

*Actualmente son sintticas y de alto rendimiento, estn equipadas con una capa de traccin robusta y elstica fabricada en poliamida, polister o aramida, y con capas de friccin resistentes al desgaste, al aceite y a la gras.

APLICACIN*Prensa de 160 toneladas accionada por correa plana

*Ventilador industrial accionado por correa planaAPLICACIN

*Accionamiento de correa plana torsionada de una mquina textilAPLICACIN

*La correa plana se puede utilizar en una gran cantidad de variaciones de diseo.

*A continuacinse recogen algunos ejemplos habituales:Accionamiento de dos poleas(accionamiento abierto)

*Accionamiento de poleas mltiples(derivacin de potencia)

*Accionamiento angularAccionamiento semicruzadoAccionamiento de cintas de huso

*Accionamiento de correa tangencialAccionamiento de transportador de rodillos

APLICACIN*Se aplican en muchas modalidades de transmisin de potencia. Generalmente, se emplean en accionamientos de dos poleas, formados por una polea motriz, una polea accionada y la correa.Sin embargo se puede utilizar en una gran cantidad de variaciones de diseo.

*Algunas de sus ventajas son:

Se emplean principalmente cuando la distancia entre centros de rboles sea elevada.

Cuando se utilizan correas planas, puede obtenerse accin de embrague.

Permiten configuraciones cruzadas, es decir, transmisin de potencia entre dos ejes no paralelos.

*Existe la posibilidad de obtener la longitud deseada, por unin entre extremos.

Suelen ser delgadas, por lo que el efecto de fuerza centrifuga es menor.

Velocidades de los ramales hasta 60 m/s.

Rendimientos altos, entre 0.96 y 0.98 (siempre que se encuentre pretensada correctamente).

*Y sus inconvenientes ms importantes:Debido a los efectos de deslizamiento que se produce entre superficies, la relacin de transmisin entre las velocidades angulares de los dos ejes no es siempre constante ni exactamente igual a la relacin entre los dimetros de las poleas.

Precisan de un esfuerzo de pretensado inicial que puede producir problemas de fatiga en los ejes, y daos en los cojinetes.

*Las correas trapeciales o en V son las ms usadas en este tipo de transmisiones. Se construyen de caucho en cuyo interior se colocan elementos resistentes a la traccin. CORREAS TRAPEZOIDALES O DE SECCIN EN "VA: Funda exterior de tejido vulcanizado.

B: Elementos que soportan la carga.

C: Cojn resistente de caucho.

D: Capa de flexinEl esquema de una correa es el siguiente:

*FAJAS EN V - SKF

*En la figura adjunta, se representa esquemticamente una seccin tipo de correa trapezoidal o correa en "V": 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 los parmetros anteriores segn el perfil de correa:

IDENTIFICACIN DE FAJAS EN V*

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*Se tiene una mquina motriz: Motor elctrico de 45 kW, 1 450 r/min, arranque directo en lnea. Dimetro polea 190 mm

Mquina conducida: Ventilador, 550 r/min, servicio: 8-10 h/da. La distancia aproximada entre centros es 900 mm. Dimetro polea 500 mmEJEMPLO DE SELECCIN DE UNA FAJA EN V SKF

*Los factores de servicio describen la severidad de las condiciones de transmisin. Consultar tablas 1, 2 y 31 Factor de servicio (C2)Nota:Para accionamientos que incrementanvelocidad, utilizar los factores de correccinde la tabla 1

*Por lo tanto, Servicio medio, arrancador pesado C2 = 1,2

*2 Potencia de diseo (Pd)

Multiplicar la potencia de transmisin y el factor de servicio C2 para obtener la potencia de diseo.Para nuestro ejemplo:

*3 Seccin transversal de la correa

Consultar, en los diagramas 1 y 2, la seccin transversal adecuada segn velocidad y potencia de diseo.

*Se selecciona SPB-XPPara nuestro ejemplo:

*4 Ratio de velocidad requerida (lr)

Dividir la velocidad del eje ms rpido por la del ms lento, para obtener la ratio de velocidad de polea necesaria.Para nuestro ejemplo:

*5 Determinacin de la longitud de la correa (Ld)Parte 1

Calcular la longitud terica de la correa permitida por el tamao de la polea seleccionada y las distancias mnima y mxima a los centros (CCp) de la aplicacin.Donde:

Ld = Longitud de correa (mm).CCp = Distancia preliminar entrecentros de polea (mm).D = dimetro de polea mayor (mm).d = dimetro de polea menor (mm).

*Ratio de velocidad= 2,6Dim polea= 500 mmDim polea= 190 mm

Para nuestro ejemplo, tenemos los siguientes datos:Longitud correa = 3 000 mmLd = 2909.99 mm

*Consultar en las tablas de potencia nominal, para la correa seleccionada, a fin de obtener los valores.6 Potencia nominal bsica de la correa (Pb)Como se seleccion el tipo de correa : SPB-XP

Y su ratio de velocidad fue de:

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*Pb = 13,52 + 1,22 = 14.74 kWRatio de velocidad= 2.6Por lo tanto la Potencia nominal bsica de la correa Dimetro de polea menor

*Multiplicar la potencia nominal bsica de la correa por C1 y C3 para obtener la potencia nominal real de la correa.7 Potencia nominal bsica de la correa (Pr)C1 y C3 se obtienen de tablas: C3 : Factor de correccin de arco de contactoC1 : Factor de correccin de longitud de correa

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*Pr = Pb C3 C1

Si C3 = 0.95C1 = 0.98

Para nuestro ejemplo:

Pr = 14,74 x 0,95 x 0,98 = 13,72 Kw

*Dividir la potencia de transmisin (potencia de diseo) por la potencia nominal de la correa seleccionada para obtener la cantidad requerida de correas.8 Cantidad de correas (N)Para nuestro ejemplo:Se necesitan 4 correas PHG SPB3000XP

*MANTENIMIENTO PREVENTIVO E INSTALACIN DE LA TRANSMISIN POR BANDAS EN VAntes de realizar trabajos de mantenimiento en las transmisiones de potencia, asegrese de que el interruptor de electricidad est apagado y, en caso de ser posible, bloqueado. Respete las normas de seguridad.

*MANTENIMIENTO PREVENTIVO RUTINARIOObserve y escuche

Este atento a observar y escuchar cualquier vibracin o sonido normal mientras revisa el funcionamiento de la transmisin protegida. Una transmisin bien diseada y mantenida funcionar de forma suave y silenciosa.

*Inspeccin de la proteccin

Inspeccione la proteccin para ver si esta floja o daada.

Mantngala libre de residuos o acumulacin de polvo y suciedad.

Cualquier acumulacin de material sobre la proteccin acta como aislante y podra causar que la transmisin funcione a mayores temperaturas.

Revise si existen fugas de aceite o grasa. Esto puede indicar cojinetes demasiado lubricados. Si el aceite o la grasa toca los componentes de caucho, puede hincharse y torcerse, causando fallos prematuros de la correa.

*INSPECCIN COMPLETAInspeccin de la correa

El anlisis de seales de desgaste o daos anormales le permite localizar y corregir posibles problemas en la transmisin.

Marque o haga una indicacin en un punto de la correa, o de una de las correas en el caso de un sistema de transmisin mltiple.

Recorra la(s) correa(s) revisando grietas, reas con roturas, cortes o indcios de desgaste anormal.

*Inspeccin de la correa

Verifique la temperatura de la correa por si hay calor excesivo.

Al girar transmisiones manualmente para verificar el correcto guiado de la correa, hay que tener cuidado de que sus dedos no queden atrapados entre la correa y la polea.

Es muy peligroso al girar grandes transmisiones sncronas tirando de la correa, dado que si sus dedos quedan atrapados entre los bordes de la polea y la correa los flancos podran amputarle inmediata algunos dedos.

*Inspeccin de poleas

El estado de la polea y su alineacin son factores esenciales para la vida de las bandas en V y su desempeo. Nunca instale bandas en V nuevas sin antes realizar una inspeccin cuidadosa de las poleas involucradas.

Sustituya las poleas si:

Las paredes presentan ranuras desgastadas.La parte inferior de la ranura de la polea se ve lustrosa.Las poleas oscilan.Las poleas estn daadas.

*No se deben mezclar correas viejas con nuevas (las nuevas se sobrecargarn), ni correas de distintas marcas.

*Es necesario limpiar con cuidado las poleas para no rayarlas y para que no entren en contacto con materiales extraos. Para realizar esta tarea, se suele utilizar un cepillo de alambre y luego un pao.Las paredes presentanranuras desgastadasLa parte inferior de la ranura de la polea se ve lustrosaLas poleas oscilanLas poleas estn daadas

*Control de la alineacin de las poleas

Una de las grandes ventajas de la transmisin por bandas en V, es que no hace falta que la alineacin de las poleas sea perfecta para efectuar la transmisin. Sin embargo, cuanto mejor sea la alineacin, mejor ser el desempeo.

Tensin en las bandas en V*El exceso de tensin en las bandas en V puede producir ms daos que la falta de tensin y no afecta slo las bandas, sino tambin los rodamientos.

Los indicadores que se detallan a continuacin suelen advertir (aunque no siempre lo hacen) casos de exceso de tensin:

Rupturas continuas de las bandas.

Sobrecalentamiento de los rodamientos.

Vibracin excesiva.

Movimientos bruscos o flechas deformadas.

*Tensin en las bandas en VExisten bsicamente 3 mtodos para medir la tensin:

Mtodo por Dinammetro: Midiendo la flecha / deflexin para un valor especificado.

Frecuencia de vibracin: Midiendo la frecuencia vibratoria de la correa mediante un equipo electrnico.

Elongacin Midiendo el valor de estiramiento de la correa para definir el factor de tensin

*Tensin por fuerza de deflexin

Correas en V trabajan por efecto de la presin ejercida sobre los canales de las poleas. Regularmente es requerido una calibracin

*En la Prctica

Uso del controlador de Tensin Dinamomtrico*El procedimiento general para verificar la tensin de la correa es el siguiente:Mida, en el centro del ramal (t), la fuerza de deflexin necesaria para obtener una flecha de 2 mm por cada 100 mm de longitud del ramal (correas sncronas) o 1 mm por cada 100 mm de longitud del ramal (correas trapezoidales) de la posicin normal de la correa.

Si la fuerza de deflexin medida es inferior a la fuerza mnima recomendada, hay que volver a tensar las correas.

Las correas nuevas tienen que tensarse hasta que la fuerza de deflexin sea lo mas cerca posible de la fuerza de deflexin mxima recomendada.

*Uso del controlador de Tensin Dinamomtrico

*Mtodo prctico para el pre tensado de la fajaEs necesario los dimetros de las poleas.En la siguiente tabla se determina la fuerza de prueba F para cada correa, en funcin de su seccin.El valor total de la flecha Ea, se calcula por:

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*EJEMPLO:De tabla se obtiene:La formula:

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Uso del tensimetro snico*El tensimetro snico analiza las ondas sonoras producidas por las vibraciones de la correa. Cada correa vibra a una cierta frecuencia, que depende de su tensin, su masa y la longitud del ramal.

*Medicin de la fuerza (N)

La visualizacin con el instrumento puede cambiarse de Hz a N, esto se lleva a cabo usando las teclas del instrumento. Si la lectura es en HZ, podemos convertirla a N con segn la frmula:T = 4 m L2 f 2Donde:

T = fuerza en Nm = peso de la correa en kg/m, respecto a la longitudL = distancia libre entre apoyos en mf = frecuencia natural de la correa medida en Hz

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*INSPECCIN DE LAS POLEASPoleas con desgastes reducen la vida til de la correa.Al estar los canales gastados la correa puede tender (en funcin del desgaste) a:

Alojarse en el fondo del canal.Adquirir la forma del canal con desgaste.Antes de instalar un nuevo juego de correas, se debe inspeccionar cuidadosamente el estado de las ranuras de las poleas.

*Utilice galgas

El uso de galgas permiten detectar si la polea est apta para su utilizacin

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FALLO DE UNA TRANSMISIN POR CORREA*Una transmisin por correa puede fallar:

De manera rpida al entrar en servicio

Si hay patinaje general entre poleas y correa. La correa se calienta y se deteriora rpidamente. El patinaje general puede ser debido a que el par resistente es superior al previsto, o a que la tensin de montaje es insuficiente.

Despus de un tiempo de estar en servicio

La correa falla por fatiga. Padece tensiones fluctuantes, y se calienta por causa de la energa disipada.Aparte la capa adherente se desgasta.

*Seleccin del repuesto

Una vez que haya realizado las correcciones necesarias en los elementos de la transmisin por bandas en V, seleccione las bandas de repuesto que correspondan.

Cuando sustituya los juegos de bandas en V, tenga en cuenta lo siguiente:

Nunca combine bandas nuevas y usadas en una transmisin.

Nunca combine bandas de distintos fabricantes.

Siempre sustituya la banda con el tipo de bandas en V que corresponda.

Siempre respete los lmites de compatibilidad de las bandas en V.

*Inspeccin de los elementos de transmisin

Limpiar o quitar el xido, los residuos y las impurezas que se observen, a fin de realizar el mantenimiento sobre las ranuras de las poleas de la transmisin.

Lubrique los rodamientos tanto como sea necesario para tensionar las bandas nuevas con suavidad y sin dificultades.

Inspeccionar y sustituir los elementos de la mquina que se encuentren daados, como rodamientos desgastados y flechas deformadas.

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**PREGUNTAS

Instalaciones ElectricasInstalaciones Electricas*Ing. Eddy Vera Rengifo*Ing. Eddy Vera Rengifo