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Transmisión por Correas



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I - Introducción.
Las transmisiones por correa, en su forma más sencilla, consta de una cinta colocada con tensión en dos poleas: una
motriz y otra movida. Al moverse la cinta (correa) trasmite energía desde la polea motriz a la polea movida por medio
del rozamiento que surge entre la correa y las poleas.
Fig. 1 - Esquema de una transmisión por correa.
En la figura 1 son identificados los parámetros geométricos básicos de un transmisión por correas, siendo:
              1 - Polea menor.
              2 - Polea mayor.
            
1
- Ángulo de contacto en la polea menor.
            
2
- Ángulo de contacto en la polea mayor.
              a - Distancia entre centros de poleas.
             d1 - Diámetro primitivo de la polea menor. 
             d2 - Diámetro primitivo de la polea mayor. 
Durante la transmisión del movimiento, en un régimen de velocidad uniforme, el momento producido por las fuerzas de
rozamiento en las poleas (en el contacto correa-polea) será igual al momento motriz en el árbol conductor y al del
momento resistivo en el árbol conducido. Cuanto mayor sea el tensado, el ángulo de contacto entre polea y correa, y
el coeficiente de rozamiento, tanto mayor será la carga que puede ser trasmitida por el accionamiento de correas y
poleas.
Como puede ser comprendido, la transmisión por correa clasifica dentro de las transmisiones mecánicas con
movimiento de rotación que emplean como fundamento básico, para dar continuidad al movimiento, la transmisión por
rozamiento con un enlace flexible entre el elemento motriz y el movido. Esta particularidad le permite algunas  ventajas
que posibilitan recomendar las transmisiones por correas en usos específicos, como son:
Posibilidad de unir el árbol conductor al conducido a distancias relativamente grandes.
Funcionamiento suave, sin choques y silencioso.
Facilidad de ser empleada como un fusible mecánico, debido a que presenta una carga límite de
transmisión, valor que de ser superado produce el patinaje (resbalamiento) entre la correa y la polea.
Diseño sencillo.
Costo inicial de adquisición o producción relativamente bajo.
Los inconvenientes principales de la transmisión por correa, que limitan su empleo en ciertos mecanismos y
accionamientos son:
Grandes dimensiones exteriores.
Inconstancia de la relación de transmisión cinemática debido al deslizamiento elástico.
Grandes cargas sobre los árboles y apoyos, y por consiguiente considerables perdidas de potencia por
fricción.
Vida útil de la correa relativamente baja.
d¹
d²
a
2
1
Comparando los accionamientos de poleas y correas, con otros tipos de transmisiones mecánica, pueden ser
obtenidos algunos índices que permiten una discusión más valida de las ventajas e inconvenientes de las
transmisiones por correa ante otros accionamientos mecánicos.
Tabla 1- Accionamientos empleados para trasmitir 75 kW, con una frecuencia de rotación en la entrada de 1000 min
-1
y
una relación de transmisión de u = 4.
Accionamientos
Distancia
interaxial (mm)
Ancho (mm)
Precio relativo
en %
planas de caucho
5000
350
106
planas con rodillo tensor
2300
250
125
Transmisiones
por correas
trapeciales
1800
130
100
Transmisión por cadenas de rodillos
830
360
140
Transmisión por engranajes cilíndricos
280
160
165
Un análisis de las ventajas e inconvenientes, presentes en las transmisiones por correa, permite apreciar la efectividad
del empleo de estas transmisiones que aún las hacen prácticamente insustituibles en muchos accionamientos
auxiliares en los motores de vehículos autopropulsados, en máquinas herramientas, transportadores, sistemas de
ventilación y máquinas textiles, entre otras muchas aplicaciones.
Un ejemplo del continuo progreso que han tenido las transmisiones por correa, puede ser apreciado en la salud
económica que presentan en la actualidad firmas productoras que dedican una parte importante de sus recursos y
esfuerzos al desarrollo de nuevas variedades de correas y al perfeccionamiento de las existentes, tal es el caso de las
firmas estadounidenses GoodYear y Gates Rubber, las firmas alemanas Optibelt y Desch, y la firma inglesa Fenner.
También puede ser corroborado el continuo empleo de las transmisiones por correa cuando son observados los
saldos de ventas de correas y poleas en los Estados Unidos de América, mostrados en la tabla 2.
Tabla 2 - Ventas anuales (en millones de dólares) de correas y poleas en E.U.A. según un estudio realizado por los
editores de la revista estadounidense Power Transmission Design.
Producto
1984
1985
1986
1987
1988
1989
Correas trapeciales
190
205
226
228
251
268
Correas ranuradas
23
25
27
28
30
32
Correas dentadas
12
14
17
19
23
27
Correas planas
12
13
14
14
16
17
Poleas
110
119
131
132
145
155
Totales
347
376
415
421
465
499
La industria textil tuvo un importante papel en el desarrollo inicial de las transmisiones por correas y posteriormente la
industria automovilística, debido a las exigencias requeridas para los accionamientos auxiliares en los motores de
combustión interna, para los cuales se requería pequeñas dimensiones y elevada capacidad de carga. El rápido
progreso y la  reciente introducción de las transmisiones por correas en la industria moderna puede ser comprendido a
partir de analizar el desarrollo histórico de esta transmisión  en los Estados Unidos de América, mostrado en la tabla 3.
Tabla 3 - Cronología del desarrollo de las transmisiones por correas en los E.U.A., según un estudio publicado en la
edición de Enero/1976 de la revista Power Transmission Design. 
1704 - La firma J.E.Rhoads and Sons se establece en Filadelfia (EUA) y produce cuero de manera artesanal para usos
de los colonos asentados en el territorio.
1820 - Son introducidas las primeras correas planas de cuero que sustituyen con éxito los accionamientos por cable en
la industria textil.
a 30 veces el ancho de la correa.
1823 - Charles Goodyear descubre por accidente el proceso de vulcanización de la goma. Este procedimiento permitió
que las correas fueran más resistentes al medio ambiente.
1912 - La compañía Arthur S. Brown construye la primera máquina para fabricar correas planas sinfín.
1918 - John Gates desarrolló y patentó un tipo de correa de caucho con sección trapecial y del tipo sinfín, para ser
usada en poleas ranuradas.
1920 - Son introducidas por primera vez las correas trapeciales de flanco abierto, pero con poca resistencia al
desgaste, debido a la mala calidad de los materiales empleados en su fabricación.
1925 - Walter Geist recibe una patente para el uso de varias correas trapeciales en una transmisión. 
1926 - La firma Dayton Rubber Mfg. Co. patenta la producción de las correas ranuradas en su interior.
1928 - La firma Gates Rubber Co. introduce comercialmente el perfil cóncavo. En ese mismo año, la productora Allis
Chalmers publica por primera vez capacidades nominales para las correas trapeciales, las que fueron aceptadas
como normas industriales.
1930 - La firma GoodYear publica su primer manual de transmisiones por correas.
1940 - Son editadas, en este año, las primeras normas RMA (Rubber Manufacturers Association) relativas a
transmisiones por correas.
1950 - Los cord de rayón son introducidos, desplazando los cord de algodón en las correas.
1951 - La firma Uniroyal introduce las correas dentadas.
1955 - Son introducidos los cord de poliester en las correas.
1959 - La firma Gates Rubber introduce los perfiles estrechos 3V, 5V y 8V.
1964 - La firma Gates Rubber introduce las correas eslabonadas.
1970 - Son introducidas nuevamente las correas trapeciales de flancos abiertos y el interior ranurado, pero con
mejores materiales que brindan mayor resistencia de los flancos al desgaste. 
II - Clasificación de las transmisiones por correas.
Gracias a la flexibilidad del elemento de tracción, la transmisión por correa admite una disposición relativamente
arbitraria de los ejes de las poleas conductoras y conducida, y un variado número de poleas en la transmisión. Una
forma de clasificar la transmisión por correa esta basada en el esquema o disposición de las poleas y correas en el
accionamiento.
Tabla 4 - Esquemas de transmisiones por correas con las diferentes características y empleo en la práctica.
Transmisión por correa abierta. Se emplea en árboles
paralelos si el giro de estos es un mismo sentido. Es la
transmisión más difundida. En estas transmisiones la flexión
en la correa es normal y depende fundamentalmente del
diámetro de la polea menor
Transmisión por correa cruzada. Se emplea en árboles
paralelos si el giro de estos es en sentido opuesto. En
perfiles asimétricos la flexión es inversa (alternativa). Para
evitar un intenso desgaste en la zona que cruzan las correas,
es recomendable elegir una distancia entre ejes mayor de 35
Transmisión por correa semicruzada. Se emplea si los
árboles se cruzan (generalmente a 90
). Es recomendable
que la disposición definitiva de las poleas se haga luego de
verificar la transmisión en la práctica, para que no salte la
correa de las poleas. Es recomendable elegir una distancia
entre ejes mayor de 4 veces la suma del diámetro dp y el
ancho de la polea con eje horizontal.
dp
Tabla 4 (cont.) - Transmisiones por correas con las diferentes esquemas, características y empleo en la práctica.
En un accionamiento por correa, el órgano de tracción (correa de transmisión) es un elemento de suma importancia
que determina la capacidad de trabajo de toda la transmisión. Las correas se distinguen por la forma de la sección
transversal, por la construcción, material y tecnología de fabricación, pero el rasgo más importante que determina la
construcción de las poleas y de toda la transmisión, es la forma de la sección transversal de la correa. En función de la
forma de la sección transversal, las correas de transmisión son clasificadas como:
Correas planas.
Correas trapeciales o en V.
Correas redondas.
Correas eslabonadas.
Correas dentadas.
Correas nervadas o Poly V.
En la tabla 5, son comparados los tipos básicos de correas mediante variados criterios, que permiten apreciar las
amplias posibilidades de empleo que ofrecen las diferentes correas en la industria actual. 
Tabla 5 - Comportamiento de los tipos básicos de correas ante algunos criterios comparativos.
 
Criterio
Plana
Trapecial
Eslabonada
Dentada
Poly V
Redonda
Carga en los árboles
muy grande
pequeña
pequeña
mínima
grande
muy grande
Trabajo a  V = 25 m/s
aceptable
aceptable
malo
bueno
aceptable
regular
Resistencia a los choques
muy buena
buena
regular
aceptable
muy buena
buena
Eficiencia %
97 .... 98
96 ..... 97
95 .... 96
98 ... 99
96 .... 97
96 ... 95
Longitud de correa. 
libre
normalizada
libre
dependiente 
normalizada
libre
Tolerancia a la desalineación
pequeña
grande
grande
pequeña
pequeña
muy grande
Nivel de ruido
muy bajo
muy bajo
bajo
bajo
bajo
bajo
Sincronismo
no
no
no
si
no
no
Costo inicial
bajo
bajo
bajo
moderado
moderado
mínimo
Necesidad de control del tensado
alguna
escasa
alguna
escasa
alguna
alguna
Facilidad de montaje entre apoyos
si
no
si
no
no
si
Ancho reducido
no
si
si
si
no
si
Diámetro reducido
si
no
no
no
si
no
Transmisión por correa con rodillo tensor exterior. Se
emplea cuando es imposible desplazar las poleas para el
tensado de las correas y se desea aumentar el ángulo de
contacto en la polea menor (mayor capacidad tractiva).
Las correas con perfil asimétrico sufren una flexión
inversa. 
Transmisión por correa con rodillo tensor interior. Se
emplea cuando es imposible desplazar las poleas para el
tensado de las correas. En casos que se pueda disminuir
el ángulo de contacto en la polea menor produce una
mejora en la vida útil de la correa por producir en ella una
flexión normal.
Transmisión por correa con múltiples poleas. Se emplea
para trasmitir el movimiento desde un árbol a varios
arboles que están dispuestos paralelamente. Las poleas
puede estar con relación a la correa con un montaje
interior o combinado (admisible con perfiles simétricos).
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