Programación de Ingeniería Mecánica UPB:Grupo 1320 12

Integrantes

• Sebastian Jaramillo Cano
• Marcela Durango

Resumen

En este trabajo se buscara generar un programa que permita al usuario poder tomar decisiones acertadas a la hora de seleccionar bandas para la transmisión de potencia en un proceso, para esto, se empleara cálculos, que conociendo características básicas del motor a ser empleado en dicho proceso arrojaran información de soporte generando un buen juicio al seleccionar la banda o las bandas necesarias para el proceso.

Introducción

Una forma eficiente para transmitir torque entre eje, puedes ser las llamadas bandas o correas, que poseen un sin numero de aplicaciones. es un tipo de transmisión mecánica basado en la unión de dos o mas poleas, sujeta a un movimiento de rotación. También realizan tareas especiales tales como variación de velocidad y transmisión de potencia. basan su función fundamentalmente en las fuerzas de fricción. Existen diversos tipos, lo cual sugiere un proceso de selección para usos especifico, se pueden clasificar en 2 tipos:

• Planas
• Redondas
• Trapezoidales en (en ‘V’)
• Dentadas

El material mas usado para su fabricación es la goma debido a características relevantes como lo es la flexibilidad, bajo costo, mínimo mantenimiento, fácil ensamblaje y optimizacion del espacio. Las bandas para aplicaciones industriales se fabrican principalmente de polímeros flexibles pero resistentes y son reforzados por fibras de nylon o acero para dar resistencia a la tensión. Las bandas transmiten potencia entre poleas por medio de fricción, la cual depende de la geometría de los elementos y de la tensión inicial; si esta pretensión es pequeña, la banda deslizará produciéndose pérdidas de potencia y desgaste acelerado de la superficie de contacto[1].

Marco teórico

Bandas planas permiten configuraciones cruzadas para inversión de giro, e incluso transmiten potencia entre ejes perpendiculares. Tienen una mayor capacidad de transmisión de potencia por unidad de ancho con respecto a las bandas en V, lo que implica que una banda plana puede hacer el trabajo de varias bandas trapezoidales con una reducción significativa en el tamaño y peso del montaje; pero su problema es que exige mayor tensión, lo que implica usar ejes y rodamientos mas robustos.

Bandas dentadas se utilizan en aplicaciones donde la sincronización entre ejes es una exigencia y se utilizan poleas dentadas. Debido a la presencia de las entallas, la resistencia y capacidad de transmisión es mucho menor que la de una banda en V del mismo ancho.

BANDAS EN “V” O TRAPEZOIDALES solo pueden ser usadas en configuración abierta sin inversión de giro, para un optimo proceso de selección se explicara los parámetros y procedimientos a seguir aplicables para bandas en V. Para o otros tipos de bandas es similar e implica pequeña variaciones particulares. Las bandas en V están disponibles comercialmente en diferentes secciones en función de su capacidad de carga, y que se designan como A, B, C y D, siendo está última la mayor. Todas las secciones tienen tamaños estandarizados, tanto la banda como la polea correspondiente. Con una banda se pueden generar relaciones de velocidades, que por recomendación no deben ser mayores a seis. la relación de velocidades es igual a la relación inversa de diámetros de paso de las poleas:

R=ωrapido/ωlento =Dp/dp

El diámetro de paso es diferente al diámetro externo de la polea o al diámetro de la base de la ranura, y es el parámetro que se utiliza para el cálculo geométrico de la transmisión. Por su parte, la distancia entre centros C es independiente de la relación de velocidades y en teoría no tiene límite superior, aunque si está limita por la longitud de las bandas comerciales y las restricciones de espacio en la máquina. Se recomienda que la distancia entre centros sea:

C=〖Dp + 3dp〗 /2

La longitud de la banda depende de la distancia entre centros y los diámetros de las poleas. Se habla entonces de una longitud de paso que es diferente de la longitud de la banda medida externa o interiormente, equivale a:

Lp= 2*C + π/2 (Dp + dp) + [(Dp - dp)^2 /(4*C)]

Se tiene entonces que la designación comercial de una banda en V es de la forma X - ## , que se encuentran en catálogos suministrados por el proveedor, donde:

(X) es la letra correspondiente a la sección de la banda. (##) es la longitud interior de la banda en pulgadas.

La longitud de paso de la banda puede calcularse mediante la siguiente expresión:

Lp=Li+∆L

Sección	A	B	C	D	E
∆L(in)	1.3	1.8	2.9	3.3	4.5

Procedimiento para la selección de banda en V

Para la selección de bandas en V se realiza un proceso estandarizado para cualquier casa proveedora; pueden presentarse variaciones mínimas según el fabricante y el tipo específico de banda, para lo cual hay que recurrir al catálogo técnico correspondiente.

Según la Goodyear para bandas en V se presenta el siguiente procedimiento:

Datos:

• Fuente: motor eléctrico, trifásico, de corriente alterna, sincrónico.

• Potencia: 10HP a 1750 rpm.

• Relación de velocidades: R = 3:1 (reducción).

• Aplicación: trituradora de plásticos (trituradora de bolas).

Pasos:

1.Cálculo de la potencia del proyecto: se busca sobredimensionar el sistema de transmisión en uso prolongado del sistema o previsión de sobrecargas ; para ello se utiliza un factor de servicio FS:

Potproyecto  = Potdiseño * FS;  FS>1

El factor de servicio se escoge de acuerdo con las condiciones de operación de la máquina y según las recomendaciones del fabricante clasificada según el nivel de carga y el tiempo de operación del sistema en trabajo leve, normal, pesado y severo; el usuario debe escoger una categoría y al factor resultante añadir los valores que reciben estos factores como lo es polvo, humedad, uso de polea tensora y multiplicación de velocidad.Por ejemplo, la trituradora puede clasificarse entre un nivel normal a pesado (1.3), y además hay presencia de polvo (+0.1):

FS = 1.3+0.1 = 1.4

2. Selección del perfil de la correa: se puede escoger el perfil de banda a utilizar de acuerdo con la potencia del proyecto y la velocidad angular (rpm). cuando el motor es el que gira más rápido se obtiene una banda tipo B, Cuando el punto cae cerca de una línea divisoria, se recomienda escoger la sección superior. En caso de quedar por debajo de las bandas tipo D, hay que escoger cadenas (baja velocidad y alto torque).

3.Cálculo de relación de transmisión: la relación de velocidades es un dato; en caso de tener las velocidades de los dos ejes, la relación se calcula como:

 R=ωrapido/ωlento 

4. Cálculo de diámetro de poleas: la geometría de la transmisión depende del diámetro de la polea pequeño(dp); entre más grande sea este diámetro, más grande va a ser todo el conjunto, pero tampoco puede tomarse un valor demasiado pequeño porque implicaría mayor flexión de la banda y por tanto menor duración.

Dp = R* Dp

5.Verificación de velocidad periférica: si la selección del perfil de la correa fue apropiada no hay necesidad de realizar este paso, pero si la transmisión se realiza a alta velocidad o se utiliza una polea mayor a la recomendada, debe garantizarse que la velocidad lineal de la banda sea siempre menor a 6000 fpm para evitar que el efecto centrífugo genere separación entre la banda y la polea y por ende, deslizamiento y pérdidas de potencia:

Vlineal = 0.262⋅ωrápido * dp

Si no se cumple esta condición, debe utilizarse un dp más pequeño.

6. Distancia entre centros C: si no existen restricciones de espacio, la distancia entre centros recomendada se calcula como:

C=〖Dp + 3dp〗 /2

Si hay restricciones de espacio, este parámetro puede variarse ‘libremente’, pero con efecto directo sobre el ángulo de contacto de la banda sobre las poleas.

7. Designación comercial de la correa y corrección de cálculos: conocida la geometría del montaje, puede calcularse la longitud de paso (Lp) de la correa:

Lp= 2*C + π/2 (Dp + dp) + [(Dp - dp)^2 /(4*C)]

Referencias

• GOODYEAR. Catálogo técnico de selección de bandas en V, serie 3-T.
• SHIGLEY, Joseph. Diseño en Ingeniería Mecánica: capítulo 17.
• OCHOA, Juan José. Notas de clase del curso de Diseño de Máquinas