3. Transmisiones de poleas

Un sistema de transmisión de poleas es un conjunto de dos poleas

acopladas por medio de una correa con el fin de transmitir fuerzas y

velocidades angulares entre árboles paralelos que se encuentren a cierta

distancia. La fuerza se transmite por efecto del rozamiento que ejerce la

correa sobre la polea.

Polea

La palabra “polea” que se usa con frecuencia al tratarse de sistemas de

transmisiones viene del francés ‘poulie’, presente desde la edad media.

Proviene del griego tardío ‘polidion’, basado en ‘polos’ (pivote).

La polea es una rueda, o llanta, con un agujero en su centro que le permite

se acoplada a un eje en torno al cual girara. Para asegurar el contacto

entre la polea y una banda, correa o cuerda, se talla en la polea uno o más

canales o gargantas.

En un sistema de poleas se necesita una polea conductora, de entrada o

motora, que irá solidaria a un eje movido por un motor y otra conducida, de

salida o arrastrada, que se acopla a otro eje, en donde se encuentra la

resistencia a vencer.

El sentido de las dos poleas es el mismo en este sistema de transmisión, si

nos interesa invertir el giro de la polea conducida, debemos cruzar la

correa.

Este tipo de transmisión también nos permite perpendicularidades en los

ejes, donde se puede hacer el arreglo siguiente para tener un ángulo de

90° entre los ejes.

Ventajas de la transmisión por poleas

Poseen un funcionamiento mucho más silencioso que una transmisión por cadenas o engranajes.

Permiten absorber choques en la transmisión, debido a la elasticidad de la correa.

Permiten transmitir potencia entre árboles a distancias relativamente grandes y de forma económica.

Precisa poco mantenimiento, al no ir engrasadas como ocurre en el caso de las cadenas o de los engranajes.

Permite transmitir potencia entre ejes no paralelos (correas planas). Los costes de adquisición (salvo excepciones) son menores que en el caso de las cadenas y engranajes.

Son fácilmente desacoplables y acoplables. Permiten cambiar la relación de transmisión fácilmente (en el caso de

emplear correas planas y poleas con forma cónica). Pueden alcanzar velocidades bastante elevadas en comparación a

las cadenas.

Desventajas de la transmisión por poleas

Precisan de un esfuerzo de pretensado inicial, lo cual produce una sobrecarga inicial del eje que puede producir problemas de fatiga.

Este esfuerzo no es necesario en las correas de tipo sincronizado. Posibilidad de deslizamiento en la transmisión con lo que la relación

de transmisión puede sufrir pequeñas variaciones. Aunque el mantenimiento es bajo, se requiere controlar el tensado de

la correa. Una correa destensada puede tener una disminución de rendimiento de hasta el 5%, o no ser capaz de transmitir nada de potencia.

Las pérdidas de potencia suelen ser elevadas, lo cual afecta directamente al rendimiento (94% - 98%).

No pueden soportar condiciones de alta temperatura debido a los materiales elastómeros o sintéticos empleados.

Poseen un deterioro mayor que las cadenas o engranajes, en función de los factores ambientales: humedad, polvo, lubricantes, luz solar, etc.

En el siguiente enlace se puede observar una transmisión por poleas simple: http://www.youtube.com/watch?v=xzDR4KcdQg8

Tipos de poleas

Poleas simples: esta clase de poleas se utiliza para levantar una

determinada carga. Cuenta con una única rueda, a través de la cual se

pasa la soga. Las poleas simples direccionan de la manera más cómoda

posible el peso de la carga. Existen dos tipos de poleas simples:

Poleas fijas: consiste en un sistema donde la polea se encuentra sujeta

a una viga. De esta manera, su propósito consiste en direccionar de

forma distinta la fuerza ejercida, permitiendo la adopción de una

posición estratégica para tirar de la cuerda. Las poleas fijas no aportan

ninguna ventaja mecánica. Es decir, la fuerza aplicada es igual a la que

se tendría que haber empleado para elevar el objeto sin la utilización de

la polea.

Poleas móviles: esta clase de poleas son aquellas que están unidas a

la carga y no a la viga, como el caso anterior. Se compone de dos

poleas: la primera esta fija al soporte mientras que la segunda se

encuentra adherida a la primera a través de una cuerda. Las poleas

móviles permiten multiplicar la fuerza ejercida, debido a que el objeto es

tolerado por las dos secciones de la soga. De esta manera, la fuerza

aplicada se reduce a la mitad. Y la distancia a la que se debe tirar de la

cuerda es del doble.

Polea Fija: Polea Móvil:

Poleas compuestas: el sistema de poleas compuestas se utiliza con el

propósito de alcanzar una amplia ventaja de carácter mecánico,

levantando objetos de gran peso con un esfuerzo mínimo. Para su

ejecución se emplean poleas fijas y móviles. Con la primera se cambia la

dirección de la fuerza a realizar. El sistema de poleas compuestas más

común es el polipasto.

Polipasto: en este sistema las poleas están ubicadas en dos

conjuntos, en el primero se encuentran las poleas fijas y en el

segundo las móviles. El objeto o la carga se acopla al segundo

grupo. Los polipastos cuentan con una gran diversidad de tamaños.

Aquellos más diminutos son ejecutados a mano, mientras que los de

mayor tamaño cuentan con un motor.

El tipo de surco que tendrán las poleas de un sistema dependerá del

elemento que las unirá entre sí, dependiendo si se trata de:

Cuerda.

Banda en V.

Banda Plana.

Banda surcada.

Banda Síncrona.

Tipos de transmisión por poleas

Transmisión por poleas simple

Cuando un mecanismo se transmite directamente entre dos ejes (motriz y

conducido), se trata de un sistema de transmisión simple.

Si se consideran dos peleas de diámetros "d1" y "d2" que giran a una

velocidad "n1" y "n2" respectivamente, tal y como se indica en la figura, al

estar ambas poleas unidas entre sí por medio de una correa, las dos

recorrerán el mismo arco, en el mismo periodo de tiempo.

d1 ∙n1=d2 ∙ n2

De donde se deduce que los diámetros son inversamente proporcionales a

las velocidades de giro y, por tanto, para que el mecanismo actúe como

reductor de velocidad, la polea motriz ha de ser de menor diámetro que la

polea conducida. En caso contrario actuará como mecanismo

multiplicador. El sentido de giro de ambos ejes es el mismo.

Relación de velocidad

i=d1d2

=n2n1

Cuando i es mayor que 1 es un sistema multiplicador. Cuando i es menor

que 1 es un sistema reductor.

Transmisión compuesta

Cuando un movimiento se transmite entre más

de dos árboles o ejes de transmisión se dice

que se trata de un sistema de transmisión

compuesta.

La relación de velocidad entre este sistema de

poleas es el siguiente:

i=n3n1

=d1D2

d2d3

=n3n2

n2n1

En el video siguiente podemos observar el comportamiento de una transmisión compuesta: http://www.youtube.com/watch?v=qkhVcJTf4w0

Transmisión por banda abierta: Se emplea en

arboles paralelos si el giro de estos es en un

mismo sentido. Es el tipo de transmisión más

difundida.

Transmisión por banda cruzada: Se emplea en

arboles paralelos si el giro de estos es en sentido

opuesto.

Transmisión por banda semi cruzada: Se emplea

si los arboles se cruzan generalmente a 90°.

Transmisión por banda con polea tensor exterior:

Se emplea cuando es imposible desplazar las

poleas para el tensado de las bandas y se deseas

aumentar el ángulo de contacto en la polea

menor.

Transmisión por banda con polea tensor interior:

Se emplea cuando es imposible desplazar las

poleas para el tensado de las bandas. En casos

en los que se pueda disminuir el ángulo de

contacto en la polea menor, produce una mejora en la vida útil de la banda.

Transmisión por banda con múltiples poleas: Se

emplea para transmitir el movimiento desde un

árbol a varios árboles que están dispuestos

paralelamente.

Aplicaciones de las transmisiones de poleas:

Las transmisiones de poleas se pueden utilizar para un sin fin de aplicaciones, como por ejemplo:

Motores de automóviles

Cajas de velocidad.

Multiplicadores de velocidad.

Materiales para poleas

Los materiales utilizados más comunes para poleas son:

Aluminio

Hierro colado

Aceros de alta resistencia

Plastico

Madera

Pero depende de la aplicación el material requerido para su fabricación.

Materiales para Bandas

Los materiales más utilizados son:

Cuero

Nylon

Tejido de algodón

Caucho

Acero

Sin embargo existen bandas que combinan diferentes materiales, es decir,

poseen nucleos de un material resistente y flexible, pero los recubre otro

material para que lo proteja.

Bibliografía

Transmisión por poleas y correas o cadenas:

http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/1000/1101/

html/3_transmisin_por_poleas_y_correas_o_cadenas.html

Tipos de Poleas:

http://www.tiposde.org/ciencias-exactas/438-tipos-depoleas/

#ixzz2l486VnRz

Sistemas de poleas y correa:

https://docs.google.com/document/d/1eMya3CrPpT5FrzdaJOCPBrIFUw4mDO3Cx02qI93lIsQ/edit

http://almez.pntic.mec.es/jgonza86/Sistemasdepoleasycorreas.htm

http://www.uclm.es/profesorado/porrasysoriano/elementos/Tema05.pdf

Comentario (Juan Ramón Valencia Burgos):

En esta investigación aprendí que las transmisiones son elementos que se

pueden clasificar en bandas, frenos, y cadenas los cuales se encuentran

en maquinaria de uso práctico como en las bandas transportadores y

poleas simples que se realizan en la vida cotidiana como por ejemplo al

levantar las cubetas en albañilería, y de uso rudo o complejo en los autos y

máquinas-herramienta, etc, ya que se ocupa realizar transmisión de

movimiento a distancias que resultaría impráctico colocar engranes, así

también usando la fricción como agente benéfico.

Comentario acerca del liderazgo del jefe de equipo:

Acerca de el trabajo en equipo, se trabaja adecuadamente con todos y

siempre están dispuestos a ayudar, el líder del equipo siempre está a

disposición de aclarar dudas o de aceptar sugerencias y correcciones que

se presenten en la realización del trabajo en equipo, representa bien y

defiende los intereses del equipo, y nos motiva a alcanzar las metas.