transmisin decadenas

UNIVERSIDAD TECNOLGICA DEL PERU

15/04/2013

TEMA: TRANSMISIN POR

CADENAS

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA,

AERONAUTICA, AUTOMOTRIZ Y SOFTWARE

CURSO: INGENIERA GRFICA II

PROF.: ING. JORGE ROJAS

INTRODUCCIN


INTRODUCCIN

Las Cadenas de transmisin siguen

siendo un elementos fundamental

en el diseo y construccin de

maquinaria, equipamiento y

vehculos para la industria. De su

adecuado uso y mantenimiento

dependen millones de instalaciones en todo el mundo.


INDICE

Los temas a tratar son:

1. Concepto de cadenas.

2. Clasificacin de las cadenas.

3. Funciones de las cadenas.

4. Factores de seleccin de cadenas.

5. Ventajas del uso de cadenas.

6. Usos de las cadenas en la industria.

7. Modo de fallas de las cadenas.

8. Problemas resueltos y propuestos.


HERRAMIENTA DE COMPUTO


CONCEPTOS

Una cadena es un componente confiable de una mquina, que transmite energa por medio de fuerzas extensibles .

Se utiliza sobre todo para la transmisin y transporte de energa en los sistemas mecnicos .

La funcin y las aplicaciones de la cadena son similares a la de una correa.


CLASIFICACIN DE LAS CADENAS

A. Por el material utilizado en su composicin: 1. Cadena de hierro fundido. 2. Cadena de acero de molde. 3. Cadena forjada. 4. Cadena de acero. 5. Cadena plstica.

Dado el extenso tipo de cadenas nos centraremos en las "cadenas de acero" especialmente el tipo llamado "cadena del rodillo" que pertenece al grupo de mayor produccin mundial.


CLASIFICACIN DE LAS CADENAS

B. Por sus aplicaciones:

1. Cadena de la transmisin de energa. 2. Cadena pequea del transportador de

paso largo. 3. Cadena del transportador de precisin. 4. Cadena superior. 5. Cadena de flujo. 6. Cadena grande del transportador de

paso largo. Los cinco ltimos se utilizan para el

transporte de carga y potencia.


PARTES DE UNA CADENA


Funciones de las piezas de cadena

Placa exterior e interior

La placa es un componente que soporta la tensin que se ejerce en la cadena. Generalmente estn sometidas a cargas de fatiga y acompaado a veces por fuerzas de choque. Por lo tanto debe tener gran fuerza extensible esttica, soportar fuerzas dinmicas de las cargas de choque y soportar condiciones ambientales como: corrosin, abrasin, etc.



Pasador

El pasador est sometido flexiones transmitidas por la placa. Acta junto al casquillo como arco de contacto de los dientes del pin, cuando las flexiones de la cadena se ejercen durante el contacto con el pin. Por lo tanto, debe soportar toda la fuerza de transmisin, resistencia a la flexin, y tambin deben tener suficiente resistencia contra fuerzas de choque.



Casquillo

El casquillo es de estructura slida y se rectifican si son curvados, con el resultado que dan una base cilndrica perfecta para el rodillo. Esta caracterstica maximiza la duracin del rodillo en condiciones de alta velocidad y da una seguridad ms consistente de la placa interior sobre el casquillo.



Rodillo

El rodillo est sometido a cargas de impacto cuando esta en contacto con los dientes del pin.

Adems, la superficie interna del rodillo constituye una pieza del cojinete junto con la superficie externa del buje cuando el rodillo rota en el carril. Por lo tanto, debe ser resistente al desgaste y todava tener fuerza contra choque, fatiga y compresin.


ELECCIN DE UNA CADENA

La eleccin de la cadena deber tener en

cuenta factores como: Potencia a

transmitir, velocidad, distancia entre ejes,

% del tiempo a carga mxima de trabajo,

Factor de Servicio, dimetros coronas,

variaciones bruscas de potencia o

frenados, ambiente de trabajo

(temperatura, suciedad, etc.)


FACTORES DE SERVICIO

Tipo de carga

Tipo de impulsor

Impulsor hidrulico

Motor elctrico o turbina

Motor de combustin interna

Uniforme (agitadores, ventiladores, transporte con carga ligera y uniforme).

1.0 1.0 1.2

Choque moderado (mquinas herramienta, gras, transportadores pesados, mezcladores de alimento y molinos).

1.2 1.3 1.4

Choque pesado (prensas de troquelado, molinos de martillos, transportadores alternos, accionamientos de molino de rodillos).

1.4 1.5 1.7

TABLA 7.8 Factores de servicio para transmisiones por cadenas

Fuente: diseo de elementos de mquina Robert L. MOtt

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Las mquinas de transmisin

de energa en gran parte utilizan

cadenas, engranajes o correas.

La siguiente tabla proporciona

una comparacin de ellas.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS Tipo| Cadena de

rodillo Correa del diente V correa Engranaje de

estimulo

sincronizacin

Eficacia de la transmisin

Antichoque

Ruido/vibracin

Condicin circundante

Ahorro del espacio (velocidad/arriba cargas bajas)

AMBIENTE DE TRABAJO

La mayora de la cadenas se fabrican de

metal (generalmente de acero) o de

plstico cuando sean afectadas por las

condiciones ambientales donde ellas se

utilizan. Por ejemplo, la temperatura o la

cantidad de polvo en el aire puede afectar

a la cadena. Cuando seleccionamos una

cadena para su uso, debemos considerar

el ambiente en el cual estas van a operar.


USOS EN LA INDUSTRIA Usos en la aviacin Los aviones usa cadenas para controlar el

ngulo de las toberas de empuje del motor, los controles de vlvulas, elevadores de alas y timn de cola de los aviones.

Usos en diferentes campos Los equipos de perforacin de pozos de

petrleo incorporan cadenas serie ANSI, decuple de 38.10 [mm] de paso.

Al igual que en perforaciones terrestres se utilizan cadenas para equipos de perforacin en plataformas marinas.


USOS EN LA INDUSTRIA


USOS EN LA INDUSTRIA

Cadena serie ANSI Cadenas de equipo de perforacin


RECOMENDACIONES VIDA TIL

Paso (Inch) 3/8 5/8 1 1 1 1 2

(mm) 9.525 12.70 15.875 19.05 25.40 31.75 38.10 44.45 50.80

C (mm) 450 600 750 900 1000 1200 1350 1500 1700

Para la vida til adecuada se recomiendan las siguientes distancias entre centros (C):

Fuente: Catlogo Renold. Transmission Chains

MANTENIMIENTO

Elegir la cadena adecuada para la potencia, velocidad y tarea del mecanismo donde ser colocada.

Antes de comenzar la sustitucin de una cadena u otro elemento de transmisin, asegurarse de que estn tomadas todas las medidas de seguridad para que la mquina, motores o mecanismos no pueden ponerse en marcha automticamente ( PLCs, termostatos, etc.) ni accidentalmente.


MANTENIMIENTO

Respetar la informacin del fabricante en cuanto a colocacin o sustitucin, sin forzar la cadena en el momento del montaje, destensando la transmisin o desmontando coronas dentadas si fuera necesario.

Utilizar cadenas especiales estancas, inoxidables, etc. en los ambientes donde fuera necesario por la presencia de suciedad, sustancias qumicas o corrosivas, etc.


MANTENIMIENTO

Comprobar peridicamente la alineacin de las coronas dentadas, as como la holgura de su cojinetes o rodamientos.

Comprobar peridicamente el alargamiento de la cadena usada, sustituyndola en caso de que sea mayor a un 2-3% en longitud.

Controlar especialmente el tensado en transmisiones de cadenas de coronas de pequeo dimetro y pocos dientes, para evitar saltos de diente y la generacin de vibraciones y ruidos.


MANTENIMIENTO

Efectuar un programa de limpieza y engrase de la cadena, en funcin de su trabajo y ubicacin, intentando seguir instrucciones del fabricante de ese equipo o de elementos de mquinas similares.

Al sustituir una cadena de transmisin por rotura o desgaste, comprobar el desgaste de las corondas dentadas. Si este es claro, no deber montarse NUNCA una cadena nueva sobre coronas ya gastadas, reducir la vida de la cadena de forma contundente.


MANTENIMIENTO

Tras sustituir una cadena y tensarla o ajustarla, montar de forma inmediata todas las cubiertas y protecciones de seguridad.

El largo de una cadena se expresa en cantidad de pasos, los cuales deben ser una cifra par con el objeto de unir los extremos usando un eslabn desmontable llamado candado.


REPRESENTACION DE LAS CADENAS Cadenas.

Las cadenas tiene especial aplicacin en mecanismos donde los ejes de giro de las dos ruedas dentadas estn muy separados y el tamao de las ruedas dentadas debe ser pequeo.


REPRESENTACION DE LAS CADENAS

Rueda dentada y cadena de rodillos Todas las cadenas articuladas constan de: a. las mallas b. los bulones o elementos de articulacin.


TIPOS DE CADENAS

TAMAOS DE CADENAS DE RODILLO


CADENAS MODOS DE FALLAS

Fatiga de las placas de eslabn.

Impacto de los rodillos al engranar.

Abrasin entre pernos de cada eslabn y sus bujes.

PASOS DE CADENAS

Fuente: Catlogo Renold. Transmission Chains

CADENAS POTENCIA NOMINAL N 40



Tipo A: lubricacin normal por goteo.

Tipo B: lubricacin con bao o con disco.

Tipo C: lubricacin con chorro de aceite.


CADENAS LIMTACIONES

Cantidad mnima dientes catarina 17, Salvo que la del impulsor sea < 100 rpm.

Cantidad mxima de dientes 120.

Relacin de velocidad mxima: 7.

Distancia entre centros: 30 a 50 pasos.

Longitud de la cadena debe ser mltiplo

entero del paso, preferiblemente par.

LUBRICACION DE CADENAS

METODO DE LUBRICACION

Tipo A: Manual o por goteo

- Manual: brocha saturada o canal vertedor, c/8 hrs. Goteo: alimentacin directa

Tipo B: De bao o con disco Bao: sumergida

Disco: levanta el aceite

Tipo C: Con chorro de aceite Bomba inyecta flujo continuo

FORMULAS DE CADENAS

FORMULAS DE CADENAS

La longitud aproximada es:

FORMULAS DE CADENAS

REPRESENTACION DE CADENAS

Las ruedas dentadas para cadenas siguen los mismos criterios de representacin en planos que las ruedas dentadas de engranajes.

REPRESENTACION DE CADENAS

Las cadenas se representan esquemticamente mediante una lnea fina de trazo y punto.

DETERMINACION DE LA VELOCIDAD

En unidades mtricas

)(

100100mpm

nPZn

Dv tm

Donde:

Vm : velocidad lineal de la cadena en metros por minuto.

D : Dimetro primitivo del pin en centmetros.

N : nmero de revoluciones del pin.

P : paso de la cadena en centmetros.

Zt : nmero de dientes del pin.

DETERMINACION DE LA VELOCIDAD

)(1212

fpmnPZ

nD

v tm

En unidades inglesas

Donde:

Vm : velocidad lineal de la cadena en pies por minuto.

D : Dimetro primitivo del pin en pulgadas.

N : nmero de revoluciones del pin.

P : paso de la cadena en pulgadas.

Zt : nmero de dientes del pin.

DETERMINACION DE LA POTENCIA

PP

nZcv

0275.03

9.008.1

54.2004056.0

UNIDADES METRICAS:

Fatiga placa eslabn

Donde:

cv : potencia en caballos de vapor

Kr=17 para cadenas de paso pequeo (40 a 240).

Kr= 3,4 para cadenas de 41.

Kr=29 para cadenas de paso pequeo (25 y 35). .

8.0

5.1100

418.0 Pn

ZKcv tr

Impacto casquillo rodillo


PPnZcv 07.039.008.1004056.0

UNIDADES INGLESAS:

Fatiga placa eslabn

Donde:

cv : potencia en caballos de vapor

Kr=17 para cadenas de paso pequeo (40 a 240).

Kr= 3,4 para cadenas de 41.

Kr=29 para cadenas de paso pequeo (25 y 35). .

8.0

5.1100

418.0 Pn

ZKcv tr

Impacto casquillo - rodillo

COEFICIENTES DE SERVICIO


FUENTE: MF SPOTS

PROBLEMA 1

Un motor de 15 CV funcionando a 1180 rpm tiene que impulsar un compresor de hidrgeno de 2 etapas (alternativo). La relacin de velocidades debe ser aproximadamente de mw =3,2; el servicio es nominalmente de 8 horas diarias. Se ha decidido utilizar una cadena de 1.27 cm (1/2) de paso N 40 debido a que se encuentra en tablas disponible. Determine el nmero de ramales y las dimensiones de las ruedas.

SOLUCION

PROBLEMA 2

Para una cadena N 60 de un solo ramal. P=3/4 y la rueda dentada menor (pin) tiene 15 dientes. Considerando que la carga es aplicada suavemente. Determine:

a) La capacidad de potencia a n1=900 para la menor rueda dentada.

b) La capacidad de potencia a n1=1,400 para la menor rueda dentada.

PROBLEMA 3

a) Encuentre la capacidad en caballos de potencia para una cadena N 60 a una velocidad de 900 rpm para la rueda dentada pequea que tiene 12 dientes.

b) Encuentre los caballos de potencia para una velocidad n1=2,400 rpm.

PROBLEMA 4

a) Encuentre la capacidad en caballos de potencia para una cadena N 60 a una velocidad de 2800 rpm para la rueda dentada pequea que tiene 12 dientes y una relacin de transmisin de 2 a 1.

b) Realice el modelado virtual para dicho problema y gurdelo en una carpeta comprimida con su apellido en la carpeta c/WINXP(C)/Alumno utp/diseo de cadenas.

PROBLEMA 5

a) Encuentre la potencia mxima que puede transmitirse por un par de cadenas de tamaos N 60 a una velocidad de 500 rpm para la rueda dentada pequea que tiene 20 dientes. S la fuente impulsora es un motor de combustin interna operando en modo suave.

b) Encuentre la potencia mxima para este sistema si la velocidad es de 900 rpm y la fuente motriz es un motor elctrico.

PROBLEMA 6

Una cadena N 60 opera con una rueda dentada de 15 diente. Grafique las curvas para caballos de potencia vs n1. A que velocidad cabe predecir una transmisin de falla en la placa eslabn a una falla por fatiga del casquillo del rodillo?

PROBLEMA 7

Una cadena de rodillos N 60 opera sobre una rueda dentada pequea de 20 dientes. Trace las curvas para caballos de potencia vs velocidad de 0 a 3000 rpm. Qu tipo de sistema de que velocidad cabe predecir una transmisin de falla en la placa eslabn a una falla por fatiga del casquillo del rodillo?

BIBLIOGRAFA

Norton R.; Diseo de maquinaria. Mc Graw Hill 4 ed. Mxico - 2009.

Erdman A., Sandor G.; Diseo de mecanismos. Prentice Hall. Mxico 1998.

Sokolov F., Usov P.; Mecnica Industrial. Ed. MIR, Moscu 1977.

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