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Poleas y Ejes

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by

Rodrigo Sierra Alvarado

on 8 November 2012

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Transcript of Poleas y Ejes

Ing. Marcolino Humberto Díaz Ramos Selección de Poleas y Ejes Poleas en transportadores La fabricación de poleas ha cambiado mucho a lo largo de su existencia, desde las primeras hechas de madera, hasta las poleas de acero estandarizadas.
La tendencia actual de los transportadores de banda a aumentar su tonelaje, con bandas de mayores dimensiones y de materiales sintéticos de alta resistencia, provoca el uso de poleas de acero soldadas a la medida, denominadas "engineered class". Revestimiento de las poleas Las poleas suelen estar cubiertas de algún tipo de goma, u otro material, con el objeto de incrementar el coeficiente de fricción entre la banda y la polea, así como también reducir el desgaste de la cara de la polea. Algunas formas en la cara del revestimiento se diseñan para lograr una acción auto-limpiante sobre la superficie de la polea. Factores a considerar para el diseño de poleas Las poleas y sus elementos al requerir condiciones que sobrepasan lo pautado por ANSI, son las que corresponden a Poleas Engineered class, por lo que se debe tener la siguiente información para su diseño:
- Diámetro y ancho de cara
- Diámetro del eje
- Centro entre apoyo
- Ubicación de la polea; si es principal, deflectora, tensora, del compensador.
- Tipo de compensador ; por gravedad, de ajuste por tornillo, etc.
- Tipo de correaje
- Tensiones de la correa sobre la polea
- Abrace de la cinta sobre la polea
- Especificaciones del revestimiento
- Carga en voladizo sobre el eje de la polea de accionamiento, si existe
- Condiciones Ambientales, entre otras Tipos de poleas Las poleas mas comúnmente usadas son las estandarizadas, de acero. Consisten en un aro ó corona continua con un disco en cada extremo encajados con cubos a compresión. En algunas poleas de cara ancha se sueldan discos intermedios reforzados en el interior del aro o corona. También se presentan poleas del tipo de aletas autolimpiantes que son usadas en el extremo de cola, en el compensador o en las partes deflectoras en los casos donde el material tiende a adherirse y crecer sobre la cara de la polea. Poleas de tipo magnético son usadas para remover fragmentos de hierro desde el material transportado. Los espesores pueden variar en milésimas de pulgada como los recubrimientos por rocío o baño, hasta los de medidas apreciables como los recubrimientos vulcanizados de goma sólida.
Los métodos de fijación comúnmente son por tornillos, pintado, cementado, soldadura con puntos, y vulcanizado. Este último es mayormente preferido para trabajo pesado. Espesor del Revestimiento y Fijación Los revestimientos de goma normalmente van de 55 a 65 Shore A de dureza. En algunas poleas bien sea deflectoras ó tensoras, el revestimiento en contacto con el lado carga, pudiese tener una capacidad de dureza más baja, dependiendo de la aplicación, ya que una goma más suave tiende a rechazar el pegado e incrustación del material sobre la cara de la polea. Dureza del Revestimiento Dureza Shore Se basa en la reacción elástica del material cuando dejamos caer sobre él un material más duro.
Si el material es blando absorbe la energía del choque, si el material es duro produce un rebote cuya altura se mide. Para poleas de accionamiento trabajando en condiciones de humedad ó mojadas se utiliza a menudo un revestimiento ranurado ó estriado. Las dimensiones comunes de las ranuras son de 1/4" de ancho, 1/4" de profundidad, y un mínimo de material de fondo de 1/8". Ranurado del revestimiento En el peso de las poleas se acostumbra considerar de una vez el peso de la polea y el peso del eje. Los pesos promedio para poleas estandarizadas de tambor de acero, se expresan en la tabla 8-1, y para las estandarizadas de aletas de acero se tiene la tabla 8-2. Si se ha de requerir mayor precisión en el peso, se deberá recurrir al fabricante. Peso de las Poleas Tabla 8.1 Tabla 8.2 Capacidad de Carga Las capacidades de carga y dimensiones recomendadas para este tipo de poleas, están cubiertas por la norma ANSI No. B105.1, la cual aplica a una serie de poleas soldadas, de cara con corona y de cara recta, constituidas de un aro continuo, con un disco en cada extremo y sus respectivos cubos para la fijación del eje. Poleas estandarizadas de tambor de acero. Su estandarización está recomendada por la norma ANSI B501, que aplica a poleas de acero soldadas, de cara con corona y de cara recta, constituidas por aletas de acero dispuestas a lo largo del eje, con cubos de compresión en los extremos para la fijación del eje de soporte Poleas de aletas estandarizadas. Las poleas de esta clasificación son aquellas que específicamente se diseñan cuando las condiciones de carga exceden lo pautado en la norma ANSI para las poleas de tambor y las de aletas (Se trata de diseños que permitan mayor resistencia en los elementos que componen la polea). Poleas Engineered Class. Diámetro de Polea Los diámetros para las poleas estandarizadas de tambor
son: de 8",10",12",14", 16",18", 20", 24",30", 36", 42", 48", 54" y 60".
Para las poleas de aletas son: 8", 10", 12", 14", 16", 18", 20", 24", 30" y 36". Otras medidas son consideradas especiales.
Estas medidas de diámetros nominales se aplican a poleas, de cara recta y de cara con corona, al desnudo o sea sin revestimiento. El ancho de la cara está definido por la
longitud, del aro continuo, de la aleta, o
de la barra de contacto a lo largo del eje.
Para las poleas estándar de la norma ANSI, los anchos son: de 20", 22", 26", 32", 38", 44", 51", 57", 63" y 66", incluyéndose además, para poleas de aletas, de 40", 54" y 60". Cualquier otro tamaño a de considerarse especial, como es el caso de poleas Engineered Class. Ancho de cara de las poleas Corona de la polea Existen dos tipos de corona de polea: La Taper-Crown y La Curve-Crown. Las Taper Crown normales varían de 1/16" a 1/8" por pie de ancho de cara total. En las poleas con esta corona la cara tiene forma de “V” con el eje de rotación mas grande en diámetro en el centro de la polea. Las poleas largas tipo Curve Crown tienen una superficie plana en el centro y curvada hacia los extremos a un diámetro mas pequeño; excepto en poleas cortas donde la superficie curva se extiende en 8 pulgadas desde el borde. Material del Eje El diseño de poleas esta basado en el uso de cualquier acero comercial estandarizado para ejes, tal como el AISI C1018. Se deben tomar las precauciones, en caso de que se tengan que maquinar los terminales del eje , para el uso de apoyos antifricción, a fin de no debilitarlos. Determinación de la carga radial El vector resultante de la suma de las tensiones en la cinta mas los pesos de la polea y el eje, da la carga radial resultante. La fuerza de los pesos hacia abajo, y las tensiones de la cinta en el camino de la correa hacia fuera de la polea. Para un correcto diseño es vital que, el diámetro del eje, su material, y los centros de apoyo estén bien definidos. Los diámetros tentativos del eje son calculados por la ecuación que se encuentra mas abajo, asumiendo Kt = 1.0, Kb = 1.5, y Pt = 6000 psi. Selección del Eje Para el diámetro de un eje circular macizo sometido a flexión y torsión es: d = (16/(p*Pt)*((Kb*Mb)^2 + (Kt*Mt)^2)^(1/2))^(1/3)

Con solo flexión, el diámetro de un eje circular solido se utiliza: d = (32*Mb*Kb/(p*Pb))^(1/3)
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