CORREAS EN V VIII

Título:	CORREAS DE TRANSMISION DE POTENCIA
Subtítulo	CORREAS TRAPEZOIDALES VIII
Fecha de realización:	01/02/2020
Grupo:	DISEÑO Y SELECCION DE MAQUINAS
Tema:	ELEMENTOS DE MAQUINAS
Código:	DIS-ELE-COP-04-08

INDICE
1 EJEMPLO DE APLICACIÓN 3
2 EJEMPLO DE APLICACIÓN 4
3 BIBLIOGRAFIA

	Fecha	Autor	Observaciones
	01/02/2020	Ing. Juan Carlos Miranda Rios	Documento Base
Rev.01
Rev.02

CORREAS DE TRANSMISION DE POTENCIA 

1 EJEMPLO DE APLICACION 3 

El sistema de transmisión para una cinta transportadora de material chancado, será construido tal como se muestra en la figura. En este sentido y viendo la disponibilidad de material, se utilizara en una primera etapa de reducción de velocidad dos poleas conectadas mediante correas trapezoidales con un RR = 5 y en la segunda etapa dos engranajes rectos con un RR = 5.5. 

El motor a utilizar es de 10HP trifásico con una velocidad de 1450 RPM, la conexión es directa y la instalación se realizara a la intemperie con protección bajo techo. La cinta trabajara de manera esporádica, según el requerimiento de material, en un promedio de 4 a 6 horas diarias con arranque ligero. El diámetro del eje del motor es de 1.5 pulgadas, mientras que del eje de la polea conducida debe ser de 2 pulgadas. 

Diseñe el sistema de transmisión económico para la primera etapa de reducción, vea la opción de dos fabricantes diferentes. 

Condiciones Iniciales. 

• RR = 5 
• Potencia Nominal = 10 HP = 7.46 KW 
• Revoluciones del motor = 1450 RPM = 151.84 rad/s 
• Trabajo: 4 a 6 horas diarias 
• Arranque ligero (sin carga) 
• Instalación a la intemperie bajo techo con existencia de polvo (material chancado) 
• Diámetro del eje del motor = 1.5 pulg. = 38.1 mm 
• Diámetro del eje de la polea conducida = 2 pulg. = 50.8 mm 

Resolución. 

La potencia de diseño estará dada por la siguiente expresión: 

Donde: 

La potencia de diseño estará dada por: 

Para el diseño adoptaremos las correas estrechas de alto rendimiento 3V, 5V o 8V. 

Para la selección de las correas tomaremos como referencia en primera instancia aquellas que nos ofrece la línea MITSUBOSHI, catalogo que puede ser descargado de la siguiente dirección: www.mblusa.com 

Para 13.01 HP y 1450 RPM 

De acuerdo a la grafica, el perfil recomendado es el MITSUBOSHI SPZ. 

El diámetro mínimo que recomienda el fabricante para este tipo de correa, se puede obtener de la información técnica que nos proporciona, la siguiente grafica muestras las características dimensionales para el perfil de correa seleccionado. 

Del cual se puede apreciar que el diámetro mínimo de referencia recomendado para una polea con un perfil SPZ es de 63 mm. 

Pero, el diámetro de la polea, también estará en función del tipo de casquillo que se seleccione para sujetar la polea, y el tipo de casquillo estará en función del diámetro del eje. 

Para nuestro caso, como la empresa MITSUBOSHI no ofrece casquillos y poleas en su manual de referencia, acudiremos a aquellos que nos proporciona la línea OPTIBELT. 

La línea OPTIBELT, ofrece la siguiente gama de tipos de casquillos cónicos, los cuales pueden ser seleccionados en función al diámetro del eje (diámetro del taladro): 

El diámetro del eje del motor es de 1.5 pulg, por lo que el primer código de casquillo que podemos seleccionar es el 1610. Con este valor, en los cuadros de características de las poleas para perfil SPZ podemos determinar los diámetros de referencia existentes para adquisición, con lo cual tendremos: 

De la grafica se puede apreciar, que el menor diámetro de referencia de polea construido para un casquillo 1610 es de 85 mm pero de 2 canales, aunque también los tenemos de 3, 4 y 5, lo cual será ventajoso al momento de determinar la cantidad de correas a utilizar. 

Asumiremos un diámetro de referencia d = 85 mm para la polea motriz, mayor a 63 mm. 

El diámetro de referencia de la polea conducida será: 

Trabajando de similar manera para la polea conducida, pero esta vez ingresando a las tablas por el valor del diámetro de referencia de la polea conducida, podremos seleccionar en función al diámetro del eje conducido (2”), el numero de casquillo a seleccionar: 

Se puede apreciar que el diámetro que mas se acerca es el de 450 mm y que el casquillo a utilizarse, en función a los datos de la figura E15, es el con código 2517, el cual nos permite trabajar con poleas de 1, 2 y 3 canales. Mientras que la 3020 posee 4,5 o 6 canales. 

Adoptaremos un diámetro de referencia de polea conducida D = 450 mm 

Con lo cual, nuestra relación de transmisión será igual a: 

Para la distancia entre centros se recomienda que la misma debe ser mayor que el diámetro de referencia de la polea conducida, es decir 450 mm, adoptaremos el valor de C = 470 mm. 

Para el cálculo de la longitud de la correa, requerimos conocer el diámetro exterior de cada polea, tomando como referencia los datos proporcionados en la figura E14, tendremos: 

El desarrollo exterior de la correa podrá ser calculada por la ecuación (19): 

Para el tipo de correa SPZ, los desarrollos de referencia y exteriores proporcionadas por el fabricante son: 

La correa seleccionada será SPZ 1837/1850 

El número de correas será calculado por: 

Donde: 

Y 

PS y PA se pueden obtener de los datos técnicos del fabricante, en función a la relación de transmisión RR, el diámetro de referencia de la polea pequeña y la velocidad angular de la misma. 

Interpolando valores para 1450 RPM: 

• PS = 2.47 HP 
• PA = 0.31 HP 

K, lo obtenemos de la siguiente figura, donde: 

KL, lo obtenemos de la tabla siguiente, proporcionada por el fabricante: 

Figura E21 – Factor de Correccion KL MITSUBOSHI 

REF.: Design Manual V Belt - MITSUBOSHI 

Para una longitud de designación 1837/1850, obtenemos que KL = 1.02 

Entonces: 

Como el número de correas a emplearse es igual a 4, el casquillo a seleccionar será 1610 para la polea motriz y 3020 para la polea conducida. 

El recorrido de ajuste se determinara en función al tipo de correa y el desarrollo de referencia: 

Con lo cual obtendremos: 

En resumen tendremos: 

• Correa Tipo SPZ1837/1850 MITSUBOSHI 
• Números de correas = 4 
• Ajuste de la correa (X = 24 mm, Y = 22 mm) 
• Diámetro de referencia polea conductora = 85 mm – casquillo Nº 1610/1.5” OPTIBELT 
• Diámetro de referencia polea conducida = 450 mm – casquillo Nº 3020/2” OPTIBELT 
• Distancia entre centros = 470 mm 

2 EJEMPLO DE APLICACION 4 

Resuelva el Ejemplo de Aplicación 3, pero esta vez considera un correa de mayor sección transversal, suponiendo que no es posible encontrar comercialmente la correa tipo SPZ. 

Tomando como referencia la figura 7, para 13.01 HP y 1450 RPM 

Obteníamos que el perfil recomendado es el SPZ, ahora tomando en consideración lo señalado en el enunciado del problema, el siguiente perfil a seleccionar seria el SPA. 

El diámetro mínimo que recomienda el fabricante para este tipo de correa, se obtiene de la grafica E24, que para nuestro caso el diámetro mínimo de referencia es 90 mm: 

Para un diámetro de eje de 2”, el primer número de casquillo que se puede emplear es el 2012 (ver figura E15) y para el perfil SPA, el menor diámetro de referencia de polea que nos ofrece el fabricante es de 106 mm, valido para 4 y 5 canales y 112 mm para 3,4 y 5 canales, 

Asumiendo un diámetro de referencia de polea motriz igual a 112 mm. que es mayor a 90, el diámetro de referencia de la polea conducida será: 

Trabajando de similar manera que anteriormente, pero esta vez ingresando a las tablas por el valor del diámetro de referencia de la polea conducida, podremos seleccionar en función al diámetro del eje conducido (2”), el número de casquillo a seleccionar: 

El diámetro que mas se acerca es el de 630 mm, por lo cual adoptaremos este diámetro, pero a nivel operacional será necesario verificar que esta reducción en el diámetro no afecta al equipo y su rendimiento. 

Con lo cual, nuestra relación de transmisión será igual a: 

Para la distancia entre centros se recomienda que la misma debe ser mayor que el diámetro de referencia de la polea conducida, es decir 630 mm, adoptaremos el valor de C = 700 mm. 

Para el cálculo de la longitud de la correa, requerimos conocer el diámetro exterior de cada polea, tomando como referencia los datos proporcionados en la figura E27, tendremos: 

El desarrollo exterior de la correa podrá ser calculada por la ecuación (19): 

Para el tipo de correa SPA, los desarrollos proporcionadas por el fabricante son: 

La correa seleccionada será SPA 2650/2668.

El número de correas será calculado por: 

Donde: 

Y 

PS y PA se pueden obtener de los datos técnicos del fabricante, en función a la relación de transmisión RR, el diámetro de referencia de la polea pequeña y la velocidad angular de la misma. 

Interpolando valores para 1450 RPM: 

• PS = 4.84 HP 
• PA = 0.73 HP 

Kq, lo obtenemos de la siguiente figura, donde: 

KL, lo obtenemos de la tabla siguiente, proporcionada por el fabricante: 

Para una longitud de designación 2650/668, obtenemos que KL = 1.02 

Entonces: 

Como el número de correas a emplearse es igual a 2, el casquillo a seleccionar será el 1610 para la polea motriz y 3020 para la polea conducida. 

El recorrido de ajuste se determinara en función al tipo de correa y el desarrollo de referencia: 

Con lo cual obtendremos: 

En resumen tendremos: 

• Correa Tipo SPA 2650/2668 MITSUBOSHI 
• Números de correas = 2 
• Ajuste de la correa (X = 31 mm, Y = 30 mm) 
• Diámetro de referencia polea conductora = 112 mm – casquillo Nº 1610/1.5” OPTIBELT 
• Diámetro de referencia polea conducida = 630 mm – casquillo Nº 3020/2” OPTIBELT 
• Distancia entre centros = 700 mm 

Esta claro que al utilizar una correa SPA en vez de una SPZ, se obtiene una reducción en el número de correas a emplearse, pero en contraposición, se requiere de poleas de mayor diámetro y mayor espacio para albergar dichas poleas. 

Para el problema 4, se puede obtener un ahorro significativo, si en vez de adquirir las poleas del fabricante según sus diámetros normalizados, optamos por construir las poleas con diámetros definidos por nosotros, lo que resultaría en algo mucho mas ventajoso. Pero hay que tomar en cuenta que a medida que se reduce el diámetro de la polea menor, también se reduciría la capacidad de carga de la correa y por consiguiente se incrementa el número de correas a utilizar. 

La relación costo versus precio de instalación y mantenimiento, nos dará respuesta sobre cual tipo de correa utilizar. 

3 BIBLIOGRAFIA

• Correas Trapeziodales III - DIS-ELE-COP-04-03 - www.apuntes-ing-mecanica.blogspot.com 
• Manual Técnico – OPTIBELT – Sercoin Suministros-Transmisión. 
• Design Manual V Belt - MITSUBOSHI

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