TRANSMISIÓN POR CORREAS ESLABONADAS

EJEMPLO DE CÁLCULO Y APLICACIÓN:

Sea una bomba centrífuga, de trabajo continuo, impulsada por un motor de corriente alternada con rotor tipo jaula de ardilla de P = 18 [HP] y nm = 1200 [r.p.m.].La velocidad de la bomba, se desea de nb = 660 [r.p.m.].Los ejes se ubican en forma paralela, con distancia variable por medio de carriles tensores ubicados en la base del motor.Se parte de una transmisión ya implementada con 4 correas trapeciales convencionales marca PIRELLI, tipo OLEOSTATIC, Nº “B-72” , y suponiendo en este caso que se desean reemplazar estas correas por el modelo eslabonado, a fin de reducir stocks y facilitar el mantenimiento.Por lo tanto las dimensiones de poleas, distancia entre centros, longitud, arco de contacto y velocidad ya están definidos - de acuerdo a lo visto en el ejercicio anterior, para correas en “V” Pirelli Oleostatic: ( d = 200 [mm] ; D = 355 [mm] ; I = 479 [mm] ; L = 1212 [mm] ; V = 12.6 [m/s] ).

RESOLUCIÓN: Se seleccionará del catalogo BRAMMER (BTL) de correas eslabonadas NU-T-LINK.

1)- Como el dato de la potencia del motor, está expresado en [HP], y las tablas de selección BTL se dan en [kW], se impone la determinación en esta unidad.Sabiendo que: 1 [HP] 0.746 [kW] ó 1 [kW] 1.34 [HP]

la potencia del motor expresada en [kW] resulta: P = 18 x 0.746 = 13.428 13.4 [kW]

Con este dato, el tipo de transmisión requerida y el tipo de accionamiento, se procede a hallar el factor de servicio correspondiente, según tabla 1:

Se trata de una bomba de entre 4 y 15 [kW] - lo que se deduce por la potencia del motor utilizado para impulsarla - lo que ubica en un servicio medio.El tipo de accionamiento, a través de un motor eléctrico de par normal a jaula de ardilla, y para uso continuo - mas de 16 hs/día - determina un factor de servicio:

Fs = 1.3

Aplicando este factor a la potencia nominal, se obtiene la potencia de diseño:

kW de diseño = Fs x P = 1.3 x 13.4 = 17.42 17.5 [kW]

2)- El ángulo correspondiente al arco de contacto, se determinó durante la selección de correas PIRELLI, (es interesante notar en este punto, que la fórmula utilizada por BRAMMER es mas imprecisa , ya que adopta 1 [rad] 60 [º], siendo mas exacto : 1 [rad] 57 [º]). (Este error en la tabla original, se halla corregido en la adjunta para este ejercicio). El ángulo en cuestión es:

57 x (364 - 200) = 180º - ———————— 161 [º] 2.82 [rad]

488

Con este ángulo, se determina por tabla 2, el factor de corrección por arco:

factor a/c = 1.048 =======> valor obtenido por interpolación lineal

NOTA I: Las consideraciones por las cuales es necesario aplicar este factor, son las mismas que las ya vistas para correas trapeciales PIRELLI.Se llama especialmente la atención en el hecho de que para el caso de las correas BTL eslabonadas, el factor de corrección se aplica a la potencia de diseño - se sobredimensiona el requerimiento - a diferencia de lo que ocurre con las PIRELLI en “V”, en las que los factores afectan a la potencia eficaz de cada correa- a modo de demérito en la prestación.-

La potencia de diseño afectada de la corrección por arco, resulta:

kW de diseño ‘ = kW de diseño x factor a/c = 17.5 x 1.048 = 18.34 [kW]

3)- La velocidad lineal de la correa se determina por la fórmula:

x d x nm x 200 x 1200V = ———————— = ———————— = 12.57 12.6 [m/s]

60 x 1000 60 x 1000

NOTA II: En este caso la fórmula utilizada por BREMMER también es mas imprecisa que la usada por PIRELLI, ya que aúna las constantes de la expresión anterior en el divisor, como: 19100, siendo el valor mas preciso = 19098.6 = (60 x 1000 / )

Con los valores de velocidad lineal, sección de la correa y diámetro primitivo de la polea menor, se determina la potencia eficaz por correa, de la tabla 3, de triple entrada.Transcribiendo los valores de tabla que nos ocupan:

Régimen [kW]

Velocidad de Diámetro de la polea (menor) [mm]la correa [m/s] Sección Z/10 A/13 B/17 C/22-S/25 D/32

112 | 125 | 180 ó > . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12.0 . . . . . . 3.50| 4.25| 6.25 . . . . . . 13.0 . . . . . . 3.54| 4.39| 6.60 . . . . . .

En este caso será necesario realizar una interpolación entre las velocidades tabuladas, y una extrapolación para los diámetros, ya que ninguno de estos datos se hallan directamente en tabla.Los valores correspondientes para la velocidad requerida de 12,6 [m/s] son:

12.6 - - - - 3.52| 4.33| 6.46

A una diferencia de diámetros (d) corresponde una en la potencia eficaz (kW/correa):

180 - 125 = 55 [mm] ----------------------- 6.46 - 4.33 = 2.13 [kW/correa]Para el diámetro requerido se tendrá:

20 x 2.13200 [mm] = 180 + 20 ---------------------------------------> 6.46 + = 7.23 [kW/correa]

55

4)- La cantidad total de correas necesarias será: kW de diseño ’ 18.34

Cantidad de correas = = = 2.54 3 [correas] kW/correa 7.23

5)- Conocidos por diseño la distancia entre centros, diámetros de las poleas, y por ende la longitud de cada correa trapecial común (PIRELLI en “V”), y sabiendo que las eslabonadas NU-T-LINK se comercializan en bobinas de 20 [m], se puede determinar la cantidad de bobinas que harán falta para el armado de la transmisión:

L total correas NU-T-LINK = L (correa en “V” PIRELLI) x Cantidad de correas = 1875 [mm] x 3 [correas] = 5625 [mm] 5.6 [m]

Finalmente, se requieren: 3 correas NU-T-LINK sección B-17, que pueden ser montadas con solo una (1) bobina comercial de 20 [m].

NOTA III: Es interesante destacar que el cálculo de la cantidad de correas eslabonadas necesarias, no coincide con las en “V” convencionales, a las que reemplazarían. En este caso, quedaría libre una de las gargantas de las poleas utilizadas en la transmisión original.Sin embargo conviene aclarar que puede darse el caso en el que la cantidad de correas eslabonadas determinadas supere a la ya existente, y obviamente no pueda ser implementada la transmisión sin el reemplazo conjunto de poleas, por otras de cantidad de gargantas suficientes para la nueva instalación.Esto debe ser tenido en cuenta, para evitar caer en el error de sustituir directamente correas en “V” tradicionales por igual cantidad de eslabonadas de igual sección, sin proceder previamente a verificar las solicitaciones a que estarán sometidas.

NOTA IV: La implementación de este tipo de correas, resulta ideal para el reemplazo en transmisiones de tipo abierto ya existentes, lográndose fundamentalmente una reducción de los stocks y una mayor facilidad de mantenimiento, como ya se dijera al principio.Obviamente la implementación de este tipo de correas, no es del todo aconsejable cuando la transmisión se realice entre poleas acanalada/plana y/o haya rodillos tensores externos, debido a la lógica rumorosidad producida por los remaches de unión entre eslabones, con las poleas.Tampoco resulta aplicable para transmisiones cruzadas, semi-cruzadas o en ángulo, por los esfuerzos inconvenientes que se originarían entre remaches y eslabones en estos casos (si bien, bajo condiciones MUY especiales, el fabricante establece la posibilidad de uso en transmisiones semi-cruzadas, para lo que sugiere remitirse a su servicio técnico).

ING. ALEJANDRO G. MESTRALLET – PROFESOR ADJUNTO MECANISMOS Y ELEMENTOS DE MÁQUINAS II – REV: SEPTIEMBRE DE 2 012