¿Es la profundidad de una correa en V fundamental para la aplicación? Una respuesta de ingeniería

Respuesta corta: la profundidad de una correa trapezoidal rara vez arruina una transmisión por sí sola. Sin embargo, es la razón habitual por la que una transmisión termina subestimada, se calienta o resbala en la polea que ya estaba atornillada al marco.

El torque viaja a través de los dos flancos en ángulo asentados en una ranura coincidente, por lo que la altura de la correa decide cuánto se engancha el flanco y con qué tensión se dobla alrededor de la polea más pequeña. La profundidad se vuelve decisiva cuando el diámetro de referencia cae por debajo de unos 120 mm, cuando se vuelve a cortar o desgasta una ranura, o cuando se coloca la sección equivocada en una polea existente. En una polea de 300 mm, un milímetro de altura extra es una nota a pie de página. En una polea de 75 mm a 2900 rpm, ese mismo milímetro decide entre 4000 horas y 600. Según una relación del fabricante de la correa de transmisión, la posición del asiento y la relación altura-diámetro son los dos primeros números que verificamos.

01Respuesta directa: cuando la profundidad es crítica y cuando no lo es

La profundidad solo importa mientras mueve la correa dentro de la ranura

La profundidad solo importa mientras cambia la posición radial de la correa dentro de la ranura, y deja de importar en el momento en que los flancos están completamente acoplados con la base aún libre del piso. La altura de la sección es de 8, 10 o 13 mm, de ese asiento y del codo de la polea más pequeña.

Las poleas pequeñas van adelantadas, porque la tensión de flexión aumenta aproximadamente con la altura de la correa sobre el diámetro de la polea. Un milímetro de altura extra es ruido en una polea conducida de 900 mm. En una polea de bomba de 75 mm a 2.900 rpm la correa se flexiona 48 veces por segundo, y el paso de 8 mm a 11 mm de sección es el paso desde la supervivencia hasta el agrietamiento a lo largo de la base al lado de la cuerda. Las ranuras desgastadas atacan el mismo asiento desde un lado; Una vez que la ranura y los flancos de la correa se desgastan, la base toca y los flancos se descargan.

Larga distancia entre centros, una polea grande y una profundidad de empuje de baja velocidad muy abajo en la lista. Una sección C de 22 x 14 mm que se extiende de 300 mm a 450 mm a 600 rpm funciona con una severidad de flexión de 14/300 = 0,047, por lo que lo que importa en esa transmisión es la longitud, la consistencia del conjunto coincidente y los verdaderos ángulos de ranura.

Cuando el asiento es pequeño, desgastado o no coincide, la profundidad decide. Un diámetro de referencia inferior a 120 mm se lee a través de la relación altura-diámetro y las grietas a lo largo de la parte posterior de la correa. Una polea recortada o sin marcar se lee a través del ancho de la ranura en la línea de referencia contra la altura del asiento de una correa nueva. Una sección clásica colocada al lado de una estrecha se compara con el ancho superior, el ancho de la ranura y el espacio libre restante en la base.

Las otras tres condiciones hacen que la profundidad baje mucho en la lista, y el trabajo pasa al disco en su conjunto. Una distancia central corta con tres o más poleas se preocupa por el ángulo de envoltura total y la precisión de la longitud de la correa en lugar de la altura vertical de la sección. Las poleas de más de 300 mm que giran a menos de 900 rpm hacen que la profundidad sea un factor débil, por lo que la tensión, la alineación y la tolerancia de longitud del conjunto coincidente toman el control, porque la correa simplemente no se dobla lo suficiente como para que la altura importe. Una transmisión de bandas o de múltiples ranuras que comparte un cubo se encuentra entre esos extremos, donde la coincidencia de longitud en todo el conjunto y la uniformidad de la profundidad de las ranuras deciden qué tan uniformemente se distribuye la carga entre las correas.

Así que la profundidad es un problema de asiento en las unidades pequeñas y un problema de desgaste en las antiguas. Ambos aparecen en diez minutos con un medidor de ranura y una regla colocada a lo largo del borde.

02Geometría de sección transversal 101: ancho superior, alto, ángulo de cuña y Contacto de ranura

Por qué la sección se estrecha a medida que se profundiza y dónde se ubica la línea de referencia

Una correa en V envuelta es un trapecio, catalogado por ancho superior, altura total y un ángulo de flanco de 40°, con un ancho de referencia de aproximadamente 0,3 a 0,4 de la altura hacia abajo desde la cara superior que lleva la clasificación de la polea. Debido a que los flancos se estrechan 20° a cada lado, la sección se estrecha 0,728 mm por milímetro de profundidad (2 x tan 20°). Un perfil A pasa de 13 mm a 7,2 mm de altura, un B de 17 a 9, un C de 22 a 11,8.

Las correas se moldean a 40° porque ese es el ángulo de estado libre, y doblar una alrededor de una polea reduce el ángulo de trabajo, por lo que las ranuras se cortan a 34, 36, 38 o 40° según el diámetro de referencia, y las poleas pequeñas toman los ángulos más amplios. Por tanto, una correa que va perfecta en una polea de 400 mm puede quedar mal en una de 90 mm. La línea de referencia en sí es donde pasa el plano del cable, y cada tabla de clasificación está indexada según el diámetro medido allí. Los flancos desgastados hacen que la correa se asiente más abajo, lo que reduce el diámetro efectivo y aumenta la velocidad de salida, por lo que una transmisión cuya salida aumenta entre un 1 y un 2 por ciento en un año sin un cambio de polea suele tener ranuras desgastadas.

03El principio de la cuña: por qué los flancos llevan la carga, no la base

Por qué los flancos soportan la carga y la base no

La tensión presiona la correa radialmente dentro de la ranura, y los flancos en ángulo giran, lo que empuja hacia una fuerza normal mucho mayor sobre las paredes. Con 600 N de sujeción radial, cada flanco soporta 600 / (2 x sen 20°) = 877 N, es decir, 1.754 N en total, mientras que una correa plana con los mismos 600 N da 300 N por lado. El factor de cuña es 1 / sen 20° = 2,92.

El agarre es el factor de cuña multiplicado por la fricción por la carga radial, F = 2,92 x mu x Fr, y un flanco de caucho limpio sobre acero mecanizado comienza cerca de mu = 0,5, por lo que 600 N radiales tiran 877 N tangencialmente antes del deslizamiento. La altura está ausente de esa ecuación a propósito. Una vez que la base toca fondo, la fuerza radial pasa al suelo, el 2,92 cae a 1,0 y ninguna tensión adicional recupera los 300 N de agarre restantes.

Tocar fondo es progresivo. La base toca primero el lado apretado de la envoltura mientras que el lado flojo todavía se limpia, por lo que el deslizamiento llega en ráfagas cortas durante la carga máxima y la unidad chirría sólo al arrancar. Luego, el calor vidria los flancos, mu se desliza de 0,5 a 0,3 y la franja pulida a lo largo de la base aparece solo después de semanas de eso.

04Profundidad y altura de contacto efectiva: ejemplo uno trabajado

Configuración de la polea, la envoltura y las tres secciones

Tome una polea de referencia de 100 mm con una ranura de 38°, accionada a 1450 rpm con 180° de enrollamiento, y asiente tres correas coincidentes por turno, una A de 13 x 8 mm, una B de 17 x 11 mm y una C de 22 x 14 mm. Una polea correcta deja una nueva correa orgullosa de 1,5 mm, por lo que la altura útil es la altura de la sección menos la que sobresale, y cada milímetro da 1 / cos 20° = 1,064 mm de flanco por lado. El arco de contacto es L = pi x D x (envoltura / 360) = 3,1416 x 100 x 0,5 = 157,1 mm.

La sección A luego tiene 8 - 1,5 = 6,5 mm de altura de contacto, y 6,5 x 1,064 = 6,92 mm de flanco por lado dan 13,84 mm en ambos, por lo que 13,84 x 157,1 = 2174 mm2, redondeado a 2170. El B da 9,5 mm, 10,11 mm por lado y 3.180 mm2, una ventaja de 1.010 mm2. El C ofrece 12,5 mm, 13,30 mm por lado y 4.180 mm2, un aumento del 92,6 por ciento.

Qué hace el área de contacto para presionar, desgastar y deslizar

Empuje los mismos 600 N de carga radial a través de la sección A y B y la sección A ve 877 / 2170 = 0,40 MPa contra 877 / 3180 = 0,28 MPa para la sección B, la misma carga presiona un 32 por ciento más suave. La fricción de Coulomb ignora el área, por lo que la teoría de la cuña dice que se deslizan juntas. En cambio, el desgaste del flanco sigue la presión de contacto, por lo que la sección A se desgasta aproximadamente un 46 por ciento más rápido.

Establezca la presión de flanco permitida en 0,30 MPa y la aritmética se convierte en una prueba de capacidad. La sección A tiene 0,30 x 2170 = 651 N por flanco y 651 N de tracción tangencial, mientras que la B tiene 954 N, es decir, 4,9 kW frente a 7,3 kW a 7,6 m/s, con la fatiga del cordón limitando primero la sección más pequeña. La discrepancia en el ancho es peor de lo que parece, porque una correa se estrecha 0,728 mm por milímetro de altura, mientras que una ranura de 38° se abre sólo 0,689 mm (2 x tan 19°). Una correa de 17 x 11 mm forzada en una ranura A se desplaza por las esquinas de la llanta a un milímetro de flanco y puede salirse en caso de impacto, mientras que una correa de 13 x 8 mm en una ranura B deja caer su espacio libre de 2,5 mm y se calza en el suelo en un tercio del agarre de diseño.

05Esfuerzo de flexión y diámetro mínimo de la polea: ejemplo dos resuelto

El índice de flexión y el diámetro de la polea que lo fija

Al enrollar una polea se dobla la sección y se estira la parte posterior, y la tensión de flexión en la fibra extrema está cerca de la altura de la correa sobre el diámetro de referencia, I = h / D. Esa no es la tensión de la cuerda, pero es una medida justa de qué tan duro se trabaja la correa al doblarse. En una bomba accionada a 2900 rpm, la correa se flexiona 2900/60 = 48 veces por segundo. Una correa de 13 x 8 mm en una polea de 75 mm da 8 / 75 = 0,107, una correa de 17 x 11 mm en una polea de 112 mm que pide el catálogo da 11 / 112 = 0,098, y la misma correa de 17 x 11 mm en una polea de 75 mm da 11 / 75 = 0,147.

Convirtiendo ese índice en vida y calor

La fatiga por flexión sigue una ley de potencia pronunciada. En un exponente de seis, rango medio en las cinco a ocho escalas de vida relativa generalmente citadas como (I ref / I real) ^ 6, por lo que 0,098 a 0,147 da (0,098 / 0,147) ^ 6 = 0,088, aproximadamente el nueve por ciento de la vida de referencia, mientras que 0,098 a 0,110 da (0,891) ^ 6 = 0,50. El calor lo agrava, porque la correa de 17 x 11 mm en la polea de 75 mm aumenta la tensión al cuadrado en (0,147 / 0,107)^2 = 1,89 y el volumen de flexión en 143,0 / 80,8 = 1,77, por lo que tiene que eliminar 3,34 veces el calor.

Divida el diámetro de referencia mínimo publicado entre la altura de la correa y cada perfil coincidente caerá entre 0,07 y 0,13, secciones pequeñas en la parte superior y secciones clásicas pesadas en la parte inferior. Vuelva a ejecutar esa división para una polea fija de 75 mm y aparecerá la respuesta de actualización. Una sección de 8 mm mantiene esencialmente toda su vida flexible, una sección de 10 mm aproximadamente un cuarto, una sección de 11 mm aproximadamente el 15 por ciento y 13 mm o más menos del 6 por ciento. Entonces, cuando una máquina tiene espacio solo para 75 mm mientras que el torque requiere 17 mm, agregue una ranura a la sección menos profunda, ya que tres correas A duran más que una sección B en la misma polea.

06Tocar fondo: condiciones, identificación de campos y consecuencias

La condición, medida como espacio libre y hundimiento

Una correa toca fondo cuando su base llega al fondo de la ranura antes de que sus flancos alcancen el compromiso total, y dos números la gobiernan: los 2 a 3 mm de espacio libre que una correa nueva mantiene en la base y el hundimiento total que obtiene debido al desgaste de los flancos y la sobretensión. En una transmisión con 2,5 mm de espacio libre, 0,35 mm de desgaste de ranura por flanco agrega 0,35 / tan 19° = 1,02 mm, y 0,5 mm de desgaste de flanco de correa por lado agrega 0,5 / tan 20° = 1,37 mm. Es decir, 2,39 mm frente a 2,5 mm, una correa que aún tiene todo su ancho y que sigue pasando la inspección a una décima de milímetro de fallar.

Cómo verlo en el sitio y cuánto cuesta si lo dejas

Coloque una regla a lo largo del borde de la polea y una correa correctamente asentada sobresaldrá de 1 a 2 mm, mientras que un nivel superior con o debajo del borde significa que se ha hundido. En una polea de múltiples ranuras, la ranura más cargada se hunde primero, y su correa muestra una franja pulida brillante a lo largo de la base con el resto todavía moldeado y sin brillo. El calor es la segunda característica, un centro entre 15 y 25 °C más caliente que sus hermanos.

Si se deja solo, tocar fondo cambia el modo de falla de todo el disco. La correa se desliza por el piso donde la fricción es menor, se endurece y deja de transmitir torque, el operador agrega tensión y la carga radial adicional acorta la vida útil del rodamiento mientras los ejes sobretensados ​​se doblan y chirrían. En un conjunto dúplex, la ranura del fondo corre más lento y las correas luchan entre sí, así que mida la ranura antes de colocar cualquier reemplazo.

07Profundidad insuficiente: qué sucede cuando el área de contacto se queda corta

El deslizamiento y el desgaste de los bordes llegan antes que cualquier calibre

Un cinturón demasiado poco profundo para el trabajo se desliza antes de desgastarse, primero al arrancar, luego en los picos de carga, luego de manera constante, el deslizamiento a la salida de la envoltura se puede escuchar como un chirrido que va y viene con la carga. En un ventilador de 15 kW a 1.200 rpm, un operador lo escucha durante dos o tres segundos en cada arranque. Sigue la solución incorrecta. El acristalamiento baja mu de 0,5 a 0,3, el operador aprieta, el cinturón se hunde en la parte corta del flanco donde el agarre es peor y el bucle termina en un cinturón hecho jirones y un cojinete.

Cuando la altura de contacto es corta, la carga se concentra en el borde superior del flanco en lugar de extenderse hacia abajo, la presión del borde aumenta y las esquinas superiores se pulen hasta formar una banda brillante en unos pocos cientos de horas, una correa desgastada de 2 a 3 mm hacia abajo desde la parte superior con su flanco inferior apenas tocado. En esa polea de 100 mm, cada milímetro de altura efectiva vale 334 mm2, ya que 2,128 mm de luz de flanco multiplicado por el arco de 157,1 mm da 334. Si pierde uno, perderá el 15 por ciento del parche de 2170 mm2 y aumentará la presión de flanco un 18 por ciento.

Calor, caucho y el punto donde la profundidad se convierte en vida útil del cinturón

El deslizamiento de flanco de 0,5 a 1,5 por ciento de la velocidad de la correa genera potencia de fricción directamente. Tomemos un impulsor con 600 N de fuerza tangencial y 1 por ciento de deslizamiento a 7,6 m/s, donde la velocidad de deslizamiento es 0,076 m/s y la potencia de fricción es 600 x 0,076 = 46 W, concentrado en un parche de sólo unos pocos miles de milímetros cuadrados de ancho en un cuerpo de correa de baja conductividad térmica.

Esa cifra es pequeña en términos absolutos, y 46 W aún elevan rápidamente la temperatura de la superficie local. Por encima de aproximadamente 70 °C medidos en la correa después de la parada, los compuestos de EPDM y SBR utilizados en las correas envueltas comienzan a perder resistencia a la tracción y la velocidad se acelera a partir de ahí. Si desea una mirada más profunda a cómo la temperatura y la geometría interactúan con el cable, el artículo complementario en construcción de la correa en V y ruta de carga recorre el cable y las capas de cubierta.

08Secciones clásicas frente a estrechas: lo que realmente aporta la diferencia de profundidad

Mismo ancho superior, más profundidad

La familia de secciones estrechas se introdujo precisamente porque los perfiles clásicos pierden agarre en las poleas pequeñas. Compare A con SPA. La sección A tiene 13 mm de ancho en la parte superior y 8 mm de alto. La sección SPA tiene 12,7 mm de ancho en la parte superior y 10 mm de alto. El cinturón estrecho es en realidad un poco más estrecho en la parte superior y 2 mm más profundo, un aumento del 25 por ciento en altura para el mismo espacio. Los 2 mm adicionales van directamente a la altura de contacto efectiva una vez que el cinturón está asentado, lo que significa más área de flanco, menor presión de flanco y una menor fuerza radial requerida para la misma tracción tangencial.

Es por eso que las secciones estrechas pueden transportar entre un 30 y un 60 por ciento más de potencia por correa a la misma velocidad, dependiendo del diámetro de la polea, y por qué toleran relaciones de altura más pequeñas entre la polea y la correa. El precio es una banda de diámetro mínimo más amplia en términos absolutos, una tolerancia de ranura más exigente y una correa que tolera menos una polea maltratada. Coloque una correa SPB en una ranura B muy desgastada y no sólo se deslizará, sino que golpeará las paredes de la ranura, porque el flanco más profundo se engancha más abajo, donde el desgaste es mayor.

Para una comparación más profunda perfil por perfil de las familias clásica y estrecha, incluyendo cómo se asignan los anchos de referencia en los dos sistemas, el artículo anterior del equipo sobre correas en V clásicas y dentadas cubre las referencias cruzadas en detalle. Lo que importa para la profundidad es la única línea en la siguiente tabla: para un ancho superior casi idéntico, la sección estrecha es de 2 a 4 mm más profunda.

Cuando la sección clásica sigue siendo la respuesta correcta

Los perfiles estrechos ganan en densidad de potencia, pero pierden cuando la transmisión es vieja, las poleas están desgastadas o el equipo de mantenimiento no va a medir las ranuras. Una sección clásica A o B en una ranura clásica es una combinación tolerante: el flanco más plano se acopla en una altura más corta, por lo que un desgaste de 0,3 mm en la ranura cuesta menos de su área de contacto que el mismo desgaste cuesta una correa profunda y estrecha. Precisamente por ese motivo, todavía enviamos muchas secciones clásicas a los equipos auxiliares de plantas de cemento y a las cribas de canteras. Las transmisiones funcionan 20 horas al día, las poleas se reemplazan sólo cuando se agrietan y una correa que tolera una ranura cansada vale más que una correa con una clasificación más alta.

09Profundidad versus dentado: lo que realmente cambia al hacer muescas en el cinturón

El dentado cambia la flexión, no la cuña

Una correa dentada o con muescas tiene ranuras transversales moldeadas en la parte inferior de la sección. Esas ranuras eliminan material del lado de compresión, lo que reduce la rigidez a la flexión de la correa y le permite envolver una polea más pequeña sin que la base se pandee ni se agriete. Ese es todo el propósito. Las ranuras no añaden área a los flancos, no aumentan la altura de contacto efectiva y no mejoran el agarre del cinturón. Una correa dentada de 13 x 8 mm en una ranura para una correa de 13 x 8 mm tiene la misma geometría de cuña que una correa enrollada de las mismas dimensiones y debe tensarse con la misma cifra.

La confusión surge porque las correas dentadas a menudo se especifican junto con poleas pequeñas, por lo que la gente atribuye la mejora al dentado cuando el cambio real fue el diámetro o la sección de la polea. Si está comparando una correa envuelta y una dentada de la misma sección, la versión con muescas funcionará más fría en una polea pequeña porque se dobla más fácilmente y genera menos calor de histéresis a través de la base. No tolerará mejor una ranura mal adaptada y es un poco más sensible a la entrada de arena porque las ranuras retienen la suciedad contra el lado de compresión. Nuestro tratamiento completo de las diferencias de construcción, incluso cuándo las correas dentadas con borde sin rematar valen el costo adicional, se encuentra en el artículo sobre construcción y selección de correas dentadas.

Donde cabe una correa de distribución en una misma decisión

Cuando el problema de una transmisión es realmente que la polea es demasiado pequeña para una sección en V, la alternativa es una transmisión sincrónica, donde el torque se mueve a través del acoplamiento de los dientes en lugar de la fricción de la cuña y el diámetro de la polea se establece según el número de dientes en lugar de la geometría de la cuña. Esa es una decisión de ingeniería diferente y una estructura de costos diferente. Como fabricante de correas de distribución y proveedor de correas trapezoidales, normalmente lo formulamos de esta manera: si el accionamiento necesita alta potencia en una distancia entre centros muy corta, la respuesta correcta es síncrona, porque una correa trapezoidal de cualquier profundidad trabaja contra un límite de flexión que una correa dentada no tiene de la misma manera. Si la transmisión solo necesita más agarre en una polea existente, la solución es hacer coincidir la sección y ranurarla correctamente, sin cambiar la familia de transmisión.

Una nota sobre las variantes con bordes sin rematar y con bandas

Las correas con borde sin rematar, los juegos de bandas y las correas agrícolas de sección ancha mantienen la cuña de 40 grados, por lo que todo lo contenido en este artículo se aplica a ellos sin modificaciones. La construcción con bandas vale una oración adicional porque interactúa con la pregunta de profundidad. Una correa con bandas une de dos a cinco secciones en V con una cubierta superior, lo que evita que los hilos individuales se vuelquen o salten en una ranura desgastada, y mantiene constante el diámetro efectivo del conjunto en todas las ranuras. Este es un beneficio real en una polea que se hunde hasta tocar fondo en una sola ranura. La construcción se describe con más detalle en el artículo sobre selección de transmisión por correa en V con banda, y el lado de abastecimiento en abastecimiento de distribuidores industriales.

10Referencia de profundidad del perfil: los números que importan para los asientos

Leyendo el código detrás del cinturón

Cada correa en V enrollada lleva un código de longitud y una letra o dígitos de perfil, y el código de perfil es lo que se compara con la polea. En una sección clásica, la letra o el número indican el ancho superior; en una sección estrecha, el código de tres letras indica el ancho y el alto juntos. No realice ingeniería inversa en la profundidad a partir del número de longitud, que se mide a lo largo de la línea de paso y no dice nada sobre la sección. Si desea la referencia cruzada completa entre códigos, longitudes y anchos de referencia, nuestra tabla de referencia anterior la cubre en un solo lugar: Tabla de perfil y tamaño de correa V explicada.

Solo columnas relevantes para la profundidad

La siguiente tabla se detiene deliberadamente en el número de asientos y deja los rangos de longitud, potencias nominales y anchos de referencia a las referencias del perfil. Lo que se necesita para convertir un perfil en un control de asiento es la altura, el cono del flanco y el ancho de la base resultante, porque el ancho de la base contra el piso de la ranura es el margen de fondo.

Cómo utilizar la columna de profundidad

Mida la profundidad de la ranura de la polea frente a usted con un medidor de profundidad o un trozo de alambre y una regla, reste la altura de la correa y el saliente y tendrá el espacio libre de la base. Si la respuesta es inferior a 1 mm, no coloque la correa hasta que se vuelva a cortar la ranura o se sustituya la polea. Si la respuesta está entre 1 y 2 mm, colóquelo y vuelva a comprobar el variador cada 500 horas. Si la respuesta es superior a 3 mm en una polea nueva, la ranura se mecanizó para una sección diferente y la correa se agarrará alto solo en el flanco, que es el caso de desgaste de los bordes de la sección anterior.

11Diagnóstico de fallas: hacer coincidir el síntoma con la pregunta de profundidad

Lee la correa antes de tocar el tensor

La condición de los flancos del cinturón le dice más sobre el asiento que cualquier lectura de tensión. Trabaje desde el borde superior hacia abajo, porque el patrón de desgaste está estratificado por altura. El desgaste limitado a los 2 mm superiores del flanco significa que la correa nunca se asienta lo suficientemente profunda. El desgaste distribuido uniformemente en toda la altura de los flancos significa un asiento correcto con una vida útil normal. El desgaste concentrado en la mitad inferior del flanco, con los bordes superiores aún afilados, significa que la correa ha corrido profundamente, lo que indica una ranura demasiado ancha o una sección demasiado pequeña para la ranura.

Lea la polea a continuación

Mida la ranura en la línea de referencia y compare las ranuras entre sí. Una polea con una ranura 0,6 mm más ancha que sus vecinas hundirá esa correa 0,6/tan 19 grados = 1,74 mm más profundamente que el resto del conjunto, lo que a menudo es suficiente por sí solo para llegar al fondo. También verifique el ángulo de la ranura con una luz detrás de una regla. Una ranura que se ha abierto de 38 a 42 grados cambia la altura de contacto en aproximadamente 0,1 mm por ranura en una sección de 14 mm, lo cual es pequeño, pero cambia la distribución de la presión de contacto mucho más que la altura, porque los flancos ahora se tocan a lo largo de una línea en lugar de una cara.

Si la transmisión ya ha pasado por varios juegos de correas con la misma vida corta y el modo de falla es una base pulida o un chirrido bajo carga, trátelo como un problema de geometría en lugar de un problema de calidad de la correa. La elección de la correa rara vez salva una ranura que ya no coincide con la sección. Vale la pena mantener el catálogo de patrones de fallas en el campo con sus causas fundamentales junto al registro de mantenimiento, y nuestro artículo anterior sobre modos de fallas de las correas trapezoidales y reparaciones en el campo cubre los patrones que no son profundos, como la extracción del cable, el ataque del aceite y la desalineación.

El único diagnóstico que lo resuelve

Coloque una correa nueva de la sección especificada en la ranura, tense la figura correcta y coloque una regla a lo largo de la llanta. Si la parte superior de la correa sobresale entre 1 y 2 mm y la base sobresale del piso entre 2 y 3 mm, la transmisión está correctamente acoplada y el problema restante es la tensión, la alineación o la carga. Si la parte superior está al nivel o debajo del borde, o la base se toca, la relación de profundidad es incorrecta y ningún cinturón podrá arreglarla. Diez minutos, una regla, un cinturón nuevo.

12Procedimiento de selección: seis pasos que incluyen la verificación de profundidad

Paso 1, arregla el punto de trabajo

Anote la potencia de la máquina conducida en kilovatios, la velocidad del conductor en rpm, la velocidad conducida y las horas diarias. Agregue la característica inicial: un ventilador arranca descargado, una trituradora arranca contra una cámara llena. Esa única línea cambia el factor de servicio más que cualquier otra cosa en el cálculo, y es el número que con mayor frecuencia se omite en el formulario que recibimos de un cliente.

Paso 2, configura la velocidad de la cinta

Calcule la velocidad de la correa como v = pi x D x n / 60000 con D en milímetros y n en rpm. Mantenga el resultado entre 5 y 30 m/s para una correa trapezoidal enrollada. Por debajo de 5 m/s, el accionamiento necesita una fuerza radial mayor para transportar la misma potencia, por lo que aumentan las tensiones y las cargas en los cojinetes. Por encima de 30 m/s, la correa necesita una cuidadosa comprobación del equilibrio de las poleas y la pérdida centrífuga se vuelve significativa. Nuestra guía de compra sobre perfiles y tamaños para la compra de correas trapezoidales enumera los rangos de trabajo habituales por perfil.

Paso 3, tamice los diámetros de la polea contra la altura de la correa

Divida el diámetro de referencia más pequeño por la altura de la correa y verifique que el resultado esté entre 8 y 12. Si no es así, no continúe con esa sección en esa polea.Esta única verificación detecta la mayoría de las unidades que de otro modo se especificarían en una falla por fatiga y lleva menos tiempo que leer la tabla de clasificación.

Paso 4, calcula el número de correas o ranuras

Divida la potencia de diseño, que es la potencia absorbida multiplicada por el factor de servicio, por la potencia por correa para el perfil elegido a la velocidad y diámetro de polea reales. Redondeo. Si la respuesta necesita una sección cuya altura rompa la proporción del paso 3, quédese con la sección más pequeña y agregue la ranura adicional. Tres correas de sección A en una polea de 75 mm resuelven más problemas que una correa de sección B en la misma polea, como lo demostró el segundo ejemplo resuelto.

Paso 5, verifique el ángulo de envoltura y la distancia entre centros

El giro de la polea pequeña debe ser de 120 grados o más. Debajo de eso, separe las poleas, agregue una rueda guía en el lado flojo o acepte una potencia menor por correa. La distancia central generalmente se establece entre la suma de los dos diámetros de las poleas y el doble de esa suma. Cualquier valor inferior a la suma es una señal de que la transmisión prefiere una correa síncrona en lugar de una correa trapezoidal.

Paso 6, verifique la ranura en la máquina antes de realizar el pedido

Mida el perfil de la ranura, la profundidad y el ángulo en las poleas que realmente pasarán por la correa, no en el dibujo. Si la máquina tiene más de cinco años y nunca se han calibrado las poleas, suponga que las ranuras se han abierto y planifique la corrección del asiento. Para unidades que también transportan material a granel en la misma línea, vale la pena verificar al mismo tiempo el equipo circundante, lo cual es una conversación que abarca la transmisión y el transporte; nuestro equipo en la fábrica de cintas transportadoras maneja ambos lados de ese límite cuando una planta se vuelve a colocar en una sola parada.

13Adquisición y aceptación: qué escribir en la orden de compra

Tolerancias que realmente importan

La tolerancia de altura de la sección es la única especificación que vale la pena mencionar explícitamente. Una tolerancia de fabricación común en la altura de la correa trapezoidal es de más o menos 0,5 mm para secciones clásicas y de más o menos 0,4 mm para secciones estrechas, mientras que el ancho superior lleva una banda similar. En servicio, esto significa que dos correas del mismo perfil nominal pueden diferir en 1 mm en altura. En una polea grande eso es irrelevante. En una polea de 75 mm, el índice pasa de 0,107 a 0,120 y, según la relación de sexta potencia, esa diferencia por sí sola reduce aproximadamente un 45 por ciento la vida útil de la correa más alta. Cuando compre una transmisión de polea pequeña, solicite que la tolerancia de altura se mantenga a un lado de la nominal.

Conjuntos coincidentes y coherencia de longitud

Las transmisiones de ranuras múltiples necesitan correas cuyas longitudes coincidan dentro de una banda apretada, generalmente el 0,15 por ciento de la longitud nominal para un conjunto que compartirá la carga adecuadamente. La coincidencia de longitud es más importante que la coincidencia de altura en un juego, porque las correas de diferente longitud se asientan en diferentes posiciones en sus ranuras y soportan diferentes partes de la carga. Una correa que transporta el 60 por ciento de la carga de una transmisión de tres correas fallará temprano y se llevará el resto consigo. Solicite cinturones que combinen con el juego y mantenga el juego junto en el estante.

Marcado, almacenamiento y trazabilidad

Debe llegar una correa marcada con el perfil, el código de longitud y un lote de producción. Registre el lote con la fecha de instalación, porque así se sabe si una transmisión está comiendo correas a las 2.000 horas o a las 12.000 horas, y es la evidencia la que decide entre un reclamo de correa y un reemplazo de polea. Guarde los cinturones en posición horizontal y fuera del sol directo, en una tienda entre 15 y 25 grados Celsius y por debajo del 70 por ciento de humedad relativa, si la tienda tiene algún control de humedad. Un cinturón que ha pasado dos veranos en un estante cerca de la ventana de un taller ha perdido más vida de lo que sugiere la etiqueta.

Buscando la sección que realmente necesitas

Vemos dos patrones de abastecimiento en el campo. Las plantas con un presupuesto de mantenimiento compran a un distribuidor que almacena localmente y puede suministrar la misma sección en un conjunto combinado en poco tiempo. Las plantas que gestionan una flota de transportadores y variadores compran en volumen, ya sea directamente o a través de una relación de distribuidor de cintas transportadoras, de modo que las variantes de perfil y longitud que les interesan estén siempre disponibles. Ambos son viables y ambos dependen de la misma disciplina: el perfil del pedido coincide con la ranura de la máquina y la tolerancia de altura se indica en lugar de asumirse. Cuando consolida un variador y transporta inventario a través de una planta, también vale la pena saber exactamente qué más puede compartir el pedido, razón por la cual recomendamos a los compradores el catálogo de cintas transportadoras al por mayor para una gama más amplia.

14Preguntas frecuentes: profundidad de una correa trapezoidal en unidades reales

¿Es la profundidad de una correa trapezoidal fundamental para la aplicación?

Crítico en poleas pequeñas, en ranuras desgastadas y en cualquier sustitución entre perfiles. Secundario sobre poleas grandes a velocidad moderada con ranura adaptada. La cantidad que controla no es la profundidad en sí misma sino la relación profundidad-diámetro y la cantidad de flanco que termina encajado en la ranura.

¿Importa una diferencia de 1 mm en la altura del cinturón?

En una polea de 300 mm, no. En una polea de 75 mm, sí, y más de lo que la mayoría de la gente espera. Mover el índice de flexión de 0,107 a 0,120 con una relación de fatiga de sexta potencia reduce aproximadamente un 45 por ciento la vida útil esperada de la correa. Esa es una diferencia que puede crear simplemente aceptando un cinturón en la parte superior de su tolerancia de altura en lugar de en la parte inferior.

¿Puedo usar un cinturón más profundo en la misma ranura si encaja?

El ajuste no es la prueba. Una correa más profunda en una ranura cortada para una sección menos profunda se asienta más arriba, hace contacto solo con la parte superior del flanco y ejerce presión en el borde donde la correa tiene menos soporte, por lo que lleva una banda brillante a lo largo de sus bordes superiores y puede salir bajo una carga de impacto. Mida la altura del asiento con una regla antes de aceptarlo. Si la parte superior sobresale más de 2 mm, no la ejecute.

¿Puedo usar un cinturón menos profundo en una ranura más profunda como solución temporal?

No, y éste es peor que al revés. Debido a que una correa de 40 grados se estrecha más rápido que una ranura de 38 grados, una correa más estrecha no se calza en algún nivel inferior, sino que cae por todo el espacio libre sobre el piso y descansa sobre el piso de la ranura. El agarre de la cuña cae hacia un tercio del diseño, el diámetro efectivo se reduce aproximadamente un 5 por ciento y la transmisión se deslizará y chirriará desde el primer arranque. Es el clásico arreglo de dos turnos que se come un juego de correas y un rodamiento.

¿Son mejores las correas dentadas que las correas enrolladas para este problema?

Son mejores para doblarse, no para acuñarse. El dentado reduce la rigidez a la flexión, por lo que la correa envuelve una polea pequeña con menos calor y menos grietas en la base, lo que ayuda exactamente a las transmisiones donde la relación profundidad-diámetro está tensa. No agrega área en los flancos y no rescatará un cinturón que esté tocando fondo o subiendo. Consulte nuestras notas sobre correas en V dentadas con borde sin rematar para transmisiones industriales para conocer los casos en los que el costo adicional se amortiza.

¿Cómo sé si la ranura de mi polea está desgastada?

Mídalo en la línea de referencia contra una polea de referencia o, como mínimo, compare las ranuras entre sí. Si una ranura de un conjunto es 0,6 mm más ancha que sus vecinas, esa correa se hunde aproximadamente 1,7 mm más profundamente que el resto, lo que a menudo es suficiente para alcanzar el límite de fondo por sí sola. Una ranura desgastada también hace que la velocidad de salida aumente, porque la correa circula con un diámetro efectivo más pequeño.

¿Qué es tocar fondo y cómo lo reconozco?

Al tocar fondo, la base de la correa hace contacto con el piso de la ranura antes de que sus flancos estén completamente acoplados, lo que descarga la cuña y reduce la capacidad de fricción hacia los niveles de la correa plana. Busque una franja pulida brillante a lo largo de la base con la base circundante aún sin brillo y moldeada, una correa superior nivelada con o debajo del borde de la polea y un cubo funcionando entre 15 y 25 grados Celsius más caliente que una transmisión idéntica cercana.

¿Es siempre mejor una sección estrecha que una sección clásica?

No siempre, aunque un perfil estrecho es más profundo para el mismo ancho superior y transmite más potencia por correa. Las correas estrechas necesitan tolerancias de ranura más estrictas y castigan con más fuerza una polea desgastada, porque el flanco más profundo se acopla más abajo, donde se concentra el desgaste. En una transmisión vieja y expuesta al polvo donde no se van a reemplazar las poleas, una sección clásica en una ranura clásica suele ser la opción más duradera.

¿Qué diámetro mínimo de polea debo utilizar para una correa de sección de 17 mm?

Como primera pantalla, de ocho a doce veces la altura de la correa, es decir, de 88 a 132 mm de referencia para una sección de 11 mm. Los mínimos publicados en los catálogos de correas para una sección B clásica suelen situarse cerca de la parte superior de ese rango, y no bajaríamos de 100 mm en una transmisión que funciona más de 4.000 horas al año. Por debajo de 88 mm, se espera que el modo de falla sea agrietamiento por fatiga en lugar de desgaste.

¿El exceso de tensión cambia la profundidad efectiva?

Sí, y esa es una de las razones por las que el exceso de tensión es tan perjudicial. La tensión adicional presiona la correa más profundamente dentro de la ranura, lo que reduce el diámetro de recorrido efectivo y permite que la base se acerque al fondo de la ranura. Si empuja la correa hacia abajo 1 mm más, perderá aproximadamente 334 milímetros cuadrados de contacto de flanco en una polea de 100 mm, aproximadamente el 15 por ciento del parche, mientras agrega carga radial a los cojinetes al mismo tiempo.

¿Debo medir la ranura o confiar en el dibujo?

Medida. Los dibujos describen la polea que se instaló, no la que ha estado funcionando durante ocho años en un corredor de clinker. Mida el ángulo, la profundidad y el ancho de la ranura en la línea de referencia, luego verifique la altura del asiento con un cinturón nuevo y una regla. Si está cambiando las correas de una planta y desea que se revisen los equipos circundantes al mismo tiempo, nuestros equipos de rodillo transportador y de la correa trabajan en el mismo programa de parada y pueden observar la transmisión y el transportador juntos.

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• correa de distribución: la alternativa cuando la polea es simplemente demasiado pequeña para una transmisión de cuña; el acoplamiento de los dientes transmite el torque, por lo que el diámetro de la polea deja de ser una restricción de flexión.
• cinta transportadora de caucho: cintas de carcasa EP y NN para el lado de transporte de la misma planta, en grados de cobertura adaptados al material y la zona de carga.
• Cinta transportadora EP: la opción estándar de carcasa de tela para agregados, cemento y manejo portuario, y la sección en la que la mayoría de las plantas están estandarizadas. Obtenerlo de un proveedor de cintas transportadoras que también fabrica correas de transmisión mantiene corta la lista de paradas.
• cinta transportadora industrial: construcción EP1000 para trituradoras de piedra y líneas de cribado, donde la carga de impacto y la abrasión establecen las especificaciones en lugar del tonelaje por sí solo.
• cintas transportadoras al por mayor: la gama completa en un solo lugar cuando una planta consolida transmisiones, rodillos y bandas en un solo pedido.
• fábrica de cintas transportadoras: nuestra propia operación de conformado, curado y prueba en Ningbo, que es donde se mantienen las tolerancias de altura y longitud mencionadas anteriormente. Los compradores que quieran ver el fabricante de la cinta transportadora y el banco de pruebas antes de realizar el primer pedido son bienvenidos.

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