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Transmisión por Correas



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- Esfuerzo por fuerza útil     
P
D
N
z
v
1000
     (MPa)
Siendo :
N
D
: Potencia de diseño (kW).
z   : Cantidad de correas.
- Esfuerzo por flexión de la correa   
flex
flex
o
E
y
d
2
    (MPa)
Siendo :
y
o
: Distancia desde la línea neutra (cord) y la capa superior de la correa (mm). En cálculos
aproximados puede ser aceptado y
o
= 0,5 h , donde h es la altura de la sección.
d  : Diámetro de la polea sobre la que la correa se dobla (mm).
E
flex
: Módulo de elasticidad longitudinal de la correa.  En cálculos prácticos, puede ser
considerado E
flex
= 80 ... 100 MPa.
Analizando una transmisión de dos poleas y correas abiertas (fig.11) puede ser comprendido que los esfuerzos
máximos se obtienen en el ramal tensado y sobre la polea de menor diámetro y puede ser evaluado por :
max
p
v
flex1
0
2
     (MPa)
Las mayores variaciones de los esfuerzos que sufre la correa se producen al doblarse la correa sobre las poleas. Por
eso, durante un ciclo completo (una carrera de la correa), los esfuerzos en la correa varían tantas veces como poleas
hay en la transmisión. Sin embargo, hasta la fecha no se ha establecido la ley que rige el comportamiento del deterioro
por fatiga de la correa que pasa por poleas de distintos diámetros. Por lo tanto, para calcular la vida útil de la correa
conviene tomar como referencia los esfuerzos máximos
max
que surgen en el contacto entre la correa y la polea
menor de la transmisión. De estudios anteriores, donde se conoce la vinculación entre los esfuerzos actuantes y el
número de ciclos equivalentes que soporta la correa antes de producirse su rotura, puede ser establecida la siguiente
relación :
                               
max
m
fat
m
b
N
N
                                                                  (15)
Siendo :
max
: Esfuerzo máximo en la correa.
fat
   : Esfuerzo límite por fatiga (obtenido de ensayos).
N     : Número de ciclos de carga en la vida útil de la correa.
N
b
   : Número de ciclos de carga básico (obtenido de ensayos).
m    : Exponente de la curva de fatiga.
Tomando como base múltiples investigaciones y ensayos puede ser recomendado en las correas trapeciales de perfil
normal los siguientes valores:
fat
9 MPa
N
b
= 10
7
ciclos
m
8 .... 12
El número de ciclos de carga durante la explotación de la correa puede ser calculado como :
                          
N
v
L
n
H
n
p
3,
6
10
6
      (ciclos)                                                     (16)
Siendo :
v  : velocidad de la correa (m/s).
L
n
: Longitud de la correa (mm).
n
p
: Cantidad de poleas.
H  : Vida útil de la correa (horas).
1
Sustituyendo la ecuación (16) en la fórmula (15) puede ser obtenida una importante fórmula para el cálculo de la vida
útil de la correa :
                              
H
N
v
L
n
b
n
p
fat
max
m
3,
6
10
6
    (horas)
En la actualidad, la información disponible de los valores de
fat
, N
b
  y  m  en correas de perfil estrecho es insuficiente
y por consiguiente el cálculo según este método es limitado a las correas de perfil clásico.
4.2.2 - Cálculo Según las Fuerzas en la Correa (Método de GoodYear).
El método de cálculo de la vida útil evaluando las fuerzas en la correa ha sido desarrollado en la actualidad por
algunas firmas estadounidenses productoras de correas como The Gates Rubber Co. y GoodYear. El fundamento del
cálculo es semejante al método explicado anteriormente (según los esfuerzos) pero basado en amplios ensayos de
laboratorios y de explotación.
El cálculo de la vida útil de la correa en una transmisión de dos poleas se realiza empleando la siguiente ecuación :
H
L
v
T
T
T
n
fat
m
m
m
1477
125
1
2
,
      (Horas)
Siendo :
Ln  : Longitud de la correa (mm)
v    : Velocidad de la correa (m/s).
T
fat
: Fuerza límite por fatiga (N). Ver tabla 23.
T1, T2 : Fuerzas a la entrada de cada polea en el ramal de carga (N).
m   : Exponente de la curva de fatiga (m = 11,11).
Donde :
                           
T
S
N
z
v
T
T
o
D
fc
flex
1
500
     (N)
                           
T
S
N
z
v
T
T
o
D
fc
flex2
2
500
     (N)
                           
T
v2     (N)
fc
                       
T
C
d
flex1
b
1
15
589
,
      (N)
                      
T
C
d
flex2
b
2
15
589
,
      (N)
Siendo :
S
0
   : Tensión estática  ( epígrafe 3.4.1. ). (N)
N
D
   : Potencia de diseño (kW).
z     : Cantidad de correas.
v     : Velocidad de la correa (m/s).
T
fc
: Fuerza normal en la correa por efecto de la fuerza centrifuga (N).
T
flex1
, T
flex2
: Fuerza por flexión de la correa (N).
    : Masa por metro de correa (kg/m). Ver tabla 23.
d1 , d2 : Diámetros de poleas (mm).
C
b
   : Constante de flexión- Ver tabla 23.
Tabla 23 - Coeficientes para el cálculo de la vida útil según el método de GoodYear.
Factor
C
b
Perfil
(Kg /m)
Flexión normal
Flexión inversa
T
fat
(N)
A
0,11
399
479
418
B
0,20
1701
1943
727
C
0,33
5069
8926
1288
D
0,68
21561
25873
2664
AX
0,08
294
353
308
BX
0,13
1266
1446
541
CX
0,23
3940
6938
1000
SPZ
0,07
563
732
474
SPA
0,12
2105
4320
858
SPB
0,21
4659
8926
1242
SPC
0,36
6304
12077
1680
XPZ
0,06
470
611
396
XPA
0,11
1735
3324
707
XPB
0,18
3000
5748
800
XPC
0,34
5540
10110
1480
3V
0,06
470
611
396
5V
0,21
4659
8926
1242
8V
0,56
7950
15231
2120
3VX
0,06
470
611
396
5VX
0,18
3000
5748
800
Potencia transmisible por correa de perfil SPZ / 3V / 9J. ( [N1] = N + Nadic )
Potencia nominal (N) según el diámetro de la polea menor d1 (mm)
Potencia adicional [Nadic] (kW)
n1
min
-1
63
71
80
85
90
95
100
112
125
132
140
150
160
180
200
1,01-1,05
1,06-1,26
1,27-1,57
>1,57
500
0,38
0,51
0,66
0,74
0,83
0,91
0,99
1,18
1,39
1,51
1,63
1,79
1,95
2,26
2,57
0,01
0,05
0,07
0,08
1000
0,66
0,91
1,19
1,35
1,51
1,66
1,81
2,18
2,57
2,78
3,02
3,32
3,61
4,19
4,76
0,01
0,09
0,13
0,16
1500
0,89
1,26
1,67
1,90
2,12
2,34
2,56
3,09
3,65
3,95
4,29
4,70
5,11
5,92
6,71
0,02
0,14
0,20
0,24
2000
1,10
1,58
2,10
2,39
2,68
2,97
3,25
3,92
4,63
5,01
5,43
5,95
6,47
7,46
8,40
0,03
0,19
0,26
0,32
Potencia transmisible por correa de perfil SPA. ( [N1] = N + Nadic )
Potencia nominal (N) según el diámetro de la polea menor d1 (mm)
Potencia adicional [Nadic] (kW)
n1
min
-1
90
100
112
118
125
132
140
150
160
180
200
224
250
280
315
1,01-1,05
1,06-1,26
1,27-1,57
>1,57
500
0,89
1,17
1,49
1,65
1,84
2,03
2,24
2,51
2,77
3,29
3,81
4,42
5,08
5,83
6,70
0,02
0,11
0,15
0,19
1000
1,54
2,06
2,67
2,98
3,33
3,68
4,08
4,58
5,07
6,04
7,00
8,12
9,31
10,66
12,18
0,03
0,22
0,31
0,37
1500
2,08
2,83
3,71
4,15
4,65
5,15
5,72
6,42
7,11
8,46
9,78
11,31
12,91
14,65
16,56
0,05
0,32
0,46
0,56
2000
2,54
3,49
4,62
5,17
5,81
6,44
7,16
8,03
8,89
10,55
12,14
13,94
15,75
17,65
19,57
0,07
0,43
0,61
0,75
Potencia transmisible por correa de perfil SPB / 5V / 15J. ( [N1] = N + Nadic )
Potencia nominal (N) según el diámetro de la polea menor d1 (mm)
Potencia adicional [Nadic] (kW)
n1
min
-1
140
150
160
180
190
200
212
224
236
250
280
315
355
375
400
1,01-1,05
1,06-1,26
1,27-1,57
>1,57
500
2,62
3,05
3,47
4,32
4,74
5,16
5,66
6,16
6,65
7,23
8,45
9,85
11,43
12,21
13,18
0,04
0,24
0,34
0,41
1000
4,59
5,40
6,20
7,77
8,55
9,33
10,24
11,15
12,06
13,10
15,28
17,75
20,47
21,78
23,38
0,07
0,47
0,67
0,82
1500
6,24
7,38
8,50
10,71
11,79
12,85
14,11
15,34
16,55
17,93
20,77
23,88
27,12
28,61
30,35
0,11
0,71
1,01
1,24
2000
7,57
9,00
10,39
13,10
14,40
15,68
17,17
18,61
20,00
21,56
24,64
27,77
30,68
31,84
32,99
0,15
0,95
1,34
1,65
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