El sector curvilíneo del coeficiente de deslizamiento elástico en la característica tractiva no es deseable durante el
trabajo estable de la transmisión y solo se justifica ese comportamiento para casos en que la transmisión sufre alguna
sobrecarga momentánea (zona de trabajo como fusible mecánico).
Fig. 4 - Característica de tracción de una transmisión por correa trapecial. Donde es observado el comportamiento del
coeficiente de deslizamiento elástico relativo S, la eficiencia de la transmisión
, la relación de transmisión u
y el coeficiente de tracción
.
El punto de transición del sector rectilíneo al curvilíneo es denominado punto critico de la característica de tracción, y
el valor que toma el coeficiente de tracción en ese punto es denominado coeficiente de tracción critico
0
. El valor
del coeficiente de tracción critico corresponde al valor máximo de carga en condiciones de aprovechamiento racional
de la correa. Si
<
0
la capacidad de tracción de la correa no se aprovecha del todo. Si
>
0
la correa trabaja
inestable y se desgasta con rapidez.
Tomando como base numerosas investigaciones realizadas se pueden aconsejar los siguientes valores medios de los
coeficientes de tracción: para las correas planas de caucho
0
= 0.5 ..... 0.6; para las correas trapeciales el rango es
algo más amplio
0
= 0.6 (Normas RMA) .... 0.98 (fabricantes alemanes).
3.4 - Tensión Estática de la Correa.
En una transmisión por correa, con dimensiones establecidas y una adecuada cantidad de correas para el perfil
seleccionado, el factor más importante que determina la capacidad de tracción de la transmisión es la tensión estática
de la correa, conocida también como tensión inicial, previa o de montaje de la correa.
Por ello, el valor de tensión estática debe ser debidamente calculado en función de la potencia que se desea trasmitir
en un accionamiento por correas, de forma tal, que sea empleada la tensión estática correcta, es decir aquella
tensión más baja con la cual la correa no deslizará.
Muchos operarios confían en su experiencia y no en métodos de control y cálculo del tensado correcto. Los métodos
numéricos de cálculo del tensado tienen indiscutibles ventajas : ellos previenen la inexperiencia en operarios no
expertos y evitan un excesivo o escaso tensado, permitiendo precisar la tensión de las correas en cada accionamiento;
esto es mucho más importante en accionamientos modernos donde la capacidad de carga de las correas es cada vez
mayor.
0
20
40
60
80
100
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
coeficiente de tracción [P/So]
0
0,01
0,02
0,03
eficiencia
deslizamiento
Transición del sector
rectilíneo al curvilíneo.
Punto critico
Debe ser conocido que una :
Tensión escasa : Puede causar un intenso deslizamiento que puede provocar un desgaste excesivo de la cubierta,
puntos de combustión y sobrecalentameinto de la correa.
Tensión excesiva : Puede causar un sobrecalentamiento en la correa, debido a un incremento de la fricción interna en
la correa por el aumento de las tensiones normales, y un estiramiento excesivo así como daño a los
componentes de la transmisión (arboles, poleas y cojinetes) por sobrecarga..
El cálculo del tensado de forma numérica consiste en :
Determinar la tensión estática que garantice un tensado correcto cuando la transmisión esta trabajando.
Determinar los parámetros de control de la tensión estática, de forma tal que sea ajustada su valor exacto.
3.4.1 - Ecuación de Tensión Estática.
En una correa montada en las poleas, y que conserve la misma longitud total, el alargamiento de uno de los ramales
provoca el acortamiento del otro en la misma magnitud. Dicho con otras palabras, el aumento de la tensión en un ramal
hace que disminuya respectivamente la tensión en el otro, mientras que la suma de las tensiones (fuerzas) se mantiene
constante. Esto puede ser expresado como:
S
S
S
1
2
0
2
(N) ( 1 )
Siendo :
S1 = Tensión (fuerza) en el ramal tensado (N).
S2 = Tensión (fuerza) en el ramal destensado (N).
S
0
= Tensión estática (N).
Esta ecuación no se confirma completamente por la experiencia, pues la suma de las tensiones útiles S1 + S2 siempre
resultan algo mayor que la suma de las tensiones estáticas S
0
+ S
0
, esta diferencia es mayor con el aumento de la
velocidad de la correa debido al efecto de las fuerzas centrífugas.
Las fuerzas en los ramales de la correa están vinculadas a la fuerza útil aplicada en la polea por las siguientes
relaciones:
M
P
d
S
d
S2
d
t
2
2
2
1
(Nm)
P
S
S2 (N) ( 2 )
1
Siendo :
M
t
= Momento torsor en una polea con diámetro primitivo d (Nm).
d = Diámetro primitivo de una polea (m).
Empleando convenientemente las ecuaciones ( 1 ) y ( 2 ) pueden ser obtenidas las siguientes ecuaciones :
S
S
P
1
0
2
(N) ( 3a )
S2
S
P
0
2
(N) ( 3b )
Muchos trabajos prácticos en transmisiones por correas y transportadores de banda se han basado en la
dependencia analítica, establecida por Euler (en 1775), entre las tensiones del hilo flexible inextensible e imponderable
que se desliza por un cilindro fijo. Esta relación es mostrada en la fórmula 4.
S
S2
e
m ( 4 )
f
1
Siendo :
f : Coeficiente de fricción entre el hilo y la superficie del cilindro. El grado de la aproximación de Euler,
depende de la autenticidad de los valores del coeficiente de fricción. La experiencia ha establecido que
depende de los materiales de polea y correa, de la temperatura, de la presión específica, de la velocidad
del movimiento deslizante y del ángulo de la ranura en la polea.
: Ángulo de contacto entre cilindro e hilo (polea y correa).
m : Término para simplificar la relación. Es conocido como razón de tensiones.
Sustituyendo las ecuaciones ( 3a ) y ( 3b ) en la ecuación ( 4) y agrupando convenientemente, es posible obtener :
S
m
m
P
0
1
1
2
(N) ( 5 )
Con el objetivo de hacer más práctica la expresión anterior debe ser incorporada a ella el efecto de la fuerza centrífuga
en la correa, así tendremos que:
S
m
m
P
v
0
2
1
1
2
(N) ( 6 )
Siendo :
v : Velocidad de la correa (m/s).
: Masa de la correa por metro (kg / m).
La importancia de esta fórmula radica en que permite recomendar el valor exacto de la tensión estática, según los
valores de fuerza útil a trasmitir, de densidad y velocidad de la correa, del ángulo de contacto y el coeficiente de
fricción entre correa y polea.
Muchas veces es más cómodo realizar el cálculo de la tensión estática en función de la potencia a trasmitir y de la
cantidad de correas del accionamiento.
P
N
z
v
D
1000
(N) ( 7 )
Siendo :
N
D
: Potencia de diseño de la transmisión (kW). Considera posibles variaciones de la carga entre la máquina
motriz y la movida.
z : Cantidad de correas trapeciales en la transmisión.
Sustituyendo la fórmula ( 7 ) en la ecuación ( 6 ), puede ser obtenida la siguiente relación:
S
m
m
N
z
v
v
D
0
2
500
1
1
(N) ( 8 )
Aunque la fórmula ( 8 ) es teóricamente correcta, los fabricante de correas trapeciales recomiendan el empleo de otra,
algo más simple, donde el efecto del ángulo de contacto
y el coeficiente de fricción f entre la correa y la polea es
considerado con dos nuevos factores: f
t
y c
.
S
f
c
c
N
z
v
v
t
D
0
2
500
(N) ( 9 )
Siendo :
N
D
: Potencia de diseño (kW).
z : Cantidad de correas.
v : Velocidad de la correa (m/s).
: Masa por metro de correa (kg/m).
©
: Coeficiente por ángulo de contacto.
f
t
: Factor de tensado.
Comparando las fórmulas ( 8 ) y ( 9 ) es fácil concluir la igualdad de los términos entre paréntesis :
m
m
f
c
c
t
1
1
Del análisis de la igualdad anterior y un breve estudio de las diferentes recomendaciones de los fabricantes pueden
ser conocidos los valores de la razón de tensiones m y el coeficiente de fricción f que han empleado para establecer
las recomendaciones de tensión estática en las correas S
0
.
Tabla 12 - Valores de la razón de tensiones m y el coeficiente de fricción f, en dependencia de las recomendaciones
practicas de algunas firmas productoras de correas, para
= 180
y c
= 1.
Firmas productoras
Parámetros
Blauri
Desch
Lutgert
Gates
GoodYear
m
101
101
6.714
5
5
f
1.469
1.469
0.606
0.5123
0.5123
Otras firmas analizadas, como Fenner y Bando, corroboran la tendencia de la tabla 12 al recomendar un tensado
estático en las correas, con un ángulo de contacto
= 180
a partir de la relación :
m
S
S2
e
f
1
5
Conociendo los resultados anteriores es fácil determinar los valores que deben ser empleados en la fórmula ( 9 ) para
los factores ©
y
f
t
:
Valores recomendados del Factor de Tensado:
f
t
= 2.50 ( Valor máximo del factor que considera m = 5 . Representa la tendencia a incrementar la capacidad de
carga de la correa a expensa del elevado tensado estático.)
f
t
= 2.02 ( Valor mínimo del factor que considera m = 101. Representa la tendencia a un aumento de la vida útil
de la correa por emplear un mínimo tensado estático.)
Valores del Coeficiente de Ángulo de Contacto :
Este coeficiente puede ser evaluado mediante la siguiente fórmula :
c
e
e
f
f
125
1
.
( 10 )
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