Poleas

PoleasCamilo RodrguezVanessa Berrio

QUE ES UNA POLEA?La polea es una rueda acanalada en su periferia, diseada para permitir que una cuerda, cable, correa o cadena est en contacto con su garganta o canal. Debido a la friccin entre la garganta y la cuerda o correa, la polea puede girar alrededor de su eje. Generalmente la polea gira solidaria al eje, aunque en algunas aplicaciones puede girar libre (loca), en cuyo caso dispone de cojinetes entre el eje y el soporte o armadura.

PARTES DE LA POLEA

En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta. *El cuerpo es el elemento que une el cubo con la garganta. En algunos tipos de poleas est formado por radios o aspas para reducir peso y facilitar la ventilacin de las mquinas en las que se instalan.*El cubo es la parte central que comprende el agujero, permite aumentar el grosor de la polea para aumentar su estabilidad sobre el eje. Suele incluir un chavetero que facilita la unin de la polea con el eje o rbol (para que ambos giren solidarios). *La garganta (o canal ) es la parte que entra en contacto con la cuerda o la correa y est especialmente diseada para conseguir el mayor agarre posible. La parte ms profunda recibe el nombre de llanta. Puede adoptar distintas formas

CLASIFICACIN SEGN SU CANAL O GARGANTALas poleas empleadas para traccin y elevacin de cargas tienen el permetro acanalado en forma de semicrculo (para alojar cuerdas), mientras que las empleadas para la transmisin de movimientos entre ejes suelen tenerlo trapezoidal o plano (en automocin tambin se emplean correas estriadas y dentadas)

PARA QUE SE UTILIZAN?Las poleas se utilizan para traccin y elevacin de objetos pesados o cargas (mquina simple) y como mecanismo de trasmisin de movimientos entre ejes o rboles.

TIPOS DE POLEAS COMO MQUINA SIMPLEFIJAMVILPOLIPASTO O MULTIPLE

POLEA SIMPLE O FIJALa polea simple o fija es aquella que no se mueve verticalmente con la carga. Estas poleas suelen estar fijadas a un soporte. Esta polea simplemente cambia la direccin de la aplicacin de una fuerza y reduce el rozamiento en los cambios de direccin de las cuerdas.La ventaja mecnica tiene valor unitario. Es decir la fuerza necesaria para elevar una carga tiene que ser como mnimo igual que la carga que pretendemos elevar.

vm = 1

La ventaja de desplazamiento o velocidad tambin vale "1". Es decir, tenemos que tirar de la cuerda la misma distancia que sube la carga. Sin embargo tiene la ventaja de la "comodidad", puesto que es ms cmodo para nuestra espalda tirar de una cuerda que levantar un peso directamente. Adems podemos "colgarnos" de la cuerda para que la gravedad nos ayude a elevar la carga.En realidad tenemos que ejercer una fuerza algo mayor que el peso de la carga puesto que existen rozamientos en la polea.

POLEA MVILLa polea mvil durante su funcionamiento tiene dos movimientos: uno de rotacin sobre su eje y otro de traslacin vertical en el mismo sentido que la carga.

Si analizamos el sistema podemos observar como presenta una ganancia mecnica, puesto que la fuerza necesaria para elevar el peso se reduce a la mitad (idealmente). Por tanto la ventaja mecnica es:

vm = 2

Este sistema tiene el inconveniente de necesitar tirar el doble de la cuerda de la altura que se eleva la carga. Si no se usa junto a una polea fija, no podremos modificar la direccin de aplicacin de la fuerza

EJEMPLOShttps://www.youtube.com/watch?v=xNCBECRcnc0

POLIPASTOS El polipasto es una combinacin de poleas fijas y mviles. Para aumentar la ventaja mecnica de la polea mvil, se emplean diversos sistemas de poleas:

Aparejo Factorial

Aparejo Potencial

Polea Diferencial

APAREJO FACTORIAL

Estn formados por dos grupos de poleas: un conjunto de poleas fijas y otro conjunto de poleas mviles. El peso o carga se fija al grupo de poleas mviles.Los montajes ms habituales suelen ser: cuadernal y trcola.

Ventaja mecnica del aparejo factorial

Al existir poleas movibles el sistema factorial presenta una considerable ventaja mecnica. La fuerza necesaria para elevar la carga depende del nmero de cuerdas que la soportan. Por tanto la ventaja mecnica de los aparejos factoriales vale:

vm = n

Siendo n = n de cuerdas que soportan el peso.

Como sucede con todas las mquinas simples al aumentar la ventaja mecnica disminuye la ventaja de desplazamiento. En este caso debemos tirar de la cuerda una distancia n veces superior para elevar la carga.

MONTAJE CUADERNAL

MONTAJE CUADERNALLas poleas combinadas se disponen de forma paralela sobre su eje correspondiente en dos bloques.

Este montaje se utiliza habitualmente en embarcaciones de vela entre otras aplicaciones.

MONTAJE TRCOLAEs otra variante del aparejo factorial. Los grupos de poleas fijas y mviles no se colocan sobre un eje comn, si no que los ejes de los dos grupos de poleas van fijados sobre una armadura.

APAREJO POTENCIALPresenta una mayor ventaja mecnica que el aparejo factorial en relacin al nmero de poleas que utiliza, el aparejo potencial.Como puede observarse en el esquema, las poleas mviles se colocan en cascada.

Ventajamecnica del aparejo potencialLa relacin entre la fuerza aplicada (F) y la carga (P) es la siguiente:Siendo n el n de poleas mviles

Por tanto, la ventaja mecnica de este sistema viene dada por:El principal inconveniente de este sistema es que la altura de elevacin de la carga viene condicionada por la distancia entre la polea fija y la primera polea mvil.

Ventajamecnica del aparejo potencial

La relacin entre la fuerza aplicada (F) y la carga (P) es la siguiente: Siendo n: nmero de poleas mviles.

Por tanto, la ventaja mecnica de este sistema viene dada por:

El principal inconveniente de este sistema es que la altura de elevacin de la carga viene condicionada por la distancia entre la polea fija y la primera polea mvil.

Ms informacin en: http://todotecnologia-eso.blogspot.com.es/2014/03/maquinas-simples-ii-la-rueda-la-polea-y.html todotecnologia-eso.blogspot.com.es - Prof. Jos Manuel N. M.Ventajamecnica del aparejo potencial

La relacin entre la fuerza aplicada (F) y la carga (P) es la siguiente: Siendo n: nmero de poleas mviles.

Por tanto, la ventaja mecnica de este sistema viene dada por:

El principal inconveniente de este sistema es que la altura de elevacin de la carga viene condicionada por la distancia entre la polea fija y la primera polea mvil.

Ms informacin en: http://todotecnologia-eso.blogspot.com.es/2014/03/maquinas-simples-ii-la-rueda-la-polea-y.html todotecnologia-eso.blogspot.com.es - Prof. Jos Manuel N. M.

POLEA DIFERENCIALLa polea diferencial es otro tipo de polipasto utilizado habitualmente en talleres mecnicos. Utiliza una cadena en vez de una cuerda.

Utiliza una polea mvil y una polea fija doble compuesta por dos ruedas de diferente dimetro unidas en un mismo eje.

POLEA DIFERENCIALPara analizar el sistema podemos tomar momentos respecto al eje de giro de la polea fija (O):

Por tanto la ventaja mecnica del sistema viene dada por:

siendo R: Radio de la polea mayor y r: radio de la polea menor.

EJEMPLOS https://www.youtube.com/watch?v=s9-dpMA29z0

POLEAS COMO MECANISMO DE TRANSMISION ENTRE EJES O ARBOLEl sistema de poleas de transmisin ms simple consiste en dos poleas situadas a cierta distancia, que giran a la vez por efecto del rozamiento de una correa con ambas poleas. Las correas suelen ser cintas de cuero flexibles y resistentes. Es este un sistema de transmisin circular puesto que ambas poleas poseen movimiento circular.

PARTES1. LA POLEA MOTRIZ: tambin llamada polea conductora: Es la polea ajustada al eje que tiene movimiento propio, causado por un motor, manivela, En definitiva, este eje conductor posee el movimiento que deseamos transmitir.2. POLEA CONDUCIDA: Es la polea ajustada al eje que tenemos que mover. As, por ejemplo: en una lavadora este eje ser aquel ajustado al tambor que contiene la ropa.3. LA CORREA DE TRANSMISIN: Es una cinta o tira cerrada de cuero, caucho u otro material flexible que permite la transmisin del movimiento entre ambas poleas. La correa debe mantenerse lo suficientemente tensa pues, de otro modo, no cumplira su cometido satisfactoriamente.

VENTAJAS E INCONVENIENTES

VENTAJASPosibilidad de transmitir un movimiento circular entre dos ejes situados a grandes distancias entre s.Funcionamiento suave y silencioso.Diseo sencillo y coste de fabricacin bajo.Si el mecanismo se atasca la correa puede desprenderse y, de este modo, se para. Este efecto contribuye a la seguridad probada de muchas mquinas que emplean este mecanismo como pueden ser taladros industriales.INCONVENIENTESLa primera de las ventajas puede ser una desventaja, es decir, este mecanismo ocupa demasiado espacio.La correa puede patinar si la velocidad es muy alta con lo cual no se garantiza una transmisin efectiva.La potencia que se puede transmitir es limitada.

TIPOS DE TRANSMISINsistema reductor de velocidadsistema de inversin de girosistema amplificador de velocidadsistema de transmisin ejes no paralelos

SISTEMA REDUCTOR DE VELOCIDADEn este caso, la velocidad de la polea conducida ( o de salida) es menor que la velocidad de la polea motriz (o de salida). Esto se debe a que la polea conducida es mayor que la polea motriz.En el siguiente vdeo se puede apreciar un mecanismo reductor de poleas con correa. Observa como la polea motriz es menor que la polea conducida la cual gira a mayor velocidad. https://www.youtube.com/watch?v=sFF0ZciQ_Ws

SISTEMA DE INVERSIN DE GIROCon la correa cruzada se puede lograr que el sentido de giro de la polea conducida sea contrario al de la polea motriz. https://www.youtube.com/watch?v=7_htBtz7xNw

SISTEMA AMPLIFICADOR DE VELOCIDADla velocidad de la polea conducida es mayor que la velocidad de la polea motriz. Esto se debe a que la polea conducida es menor que la polea motriz.La velocidad de las ruedas se mide normalmente en revoluciones por minuto (rpm) o vueltas por minuto.https://www.youtube.com/watch?v=DHndvrIkc0k

SISTEMAS DE TRANSMISIN EJES NO PARALELOS Se usan cuando es necesario transmitir el movimiento en ngulos iguales o inferiores a 90

TRANSMISIN COMPUESTAAl tener ms de una polea conductora y mas de una conducida, la formula se aplica poniendo en el numerador el producto de todas las ruedas conductoras y en el denominador el producto de todas las ruedas conducidas.

Como se puede observar en la formula de arriba para las velocidades en el numerador pondremos el producto de las poleas conducidas dividido por el de las conductoras.Como la polea 2 grande y pequea giran sobre el mismo eje tienen la misma velocidad.n1 *d1 = n2 * D2n2 * d2 = n3 * d3i = n3 / n1 = (d1 / D2) * (d2 / d3)i = i1,2 * i2,3 = (d1/D2) * (d2/d3) = (n2/n1) * (n3/n2)

SELECCIONAR POLEASMATERIAL DE LA POLEA PARA TRANSMISIN DE POTENCIAPara velocidades perifricas menores o iguales a 35 m/s se debe trabajar con poleas en hierro fundido.Para velocidades mayores de 35 m/s se debe emplear poleas en acero aleado.Las poleas moldeadas por inyeccin o en material duro-plstico, son usadas teniendo en cuenta su bajo costo y poco peso, pero en general no se recomienda usar este tipo de poleas, debido a su baja conductividad del calor de los materiales sintticos.Las poleas en aluminio deben ser en aluminio anodizado, sin embargo no tiene buena vida til.

SELECCIONAR POLEASDimensiones de las PoleasEl dimetro y el ancho de las poleas depende de los requerimientos, de la geometra y del espacio disponible.Ancho de las poleasEl ancho de las poleas debe ser como mnimo 1.05 a 1.10 veces el ancho de la banda.