METODO DE SELECCION
INTRODUCCION
La cadena seleccionada utilizando este método, debidamente instalada y lubricada, debería tener una vida útil de 15000 horas.
Las tablas de Selección exceden los límites standard, por lo que los valores indicados solo serán válidos para este tipo de cadenas.
SIMBOLOS, TERMINOLOGIA Y UNIDADES
Z1 = Número de dientes por piñón motriz.
Z2 = Número de dientes por piñón conducido.
C = Distancia entre centros (mm).
P = Paso de la cadena (mm).
i = Relación de transmisión.
L = Largo de cadena (en pasos).
METODO DE SELECCION PARA CADENAS BS/DIN Y ANSI
Para seleccionar una transmisión por cadena es necesario conocer la siguiente información básica:
* Potencia a transmitir en kilovatios.
* Velocidad de los ejes motriz y conducido.
* Características del grupo motriz.
* Distancia entre centros.
De esta información básica se deriva la selección de potencia que se obtendrá de las Tablas.
1) Relacion de Transmisión y Piñones.
Utilíce la TABLA 1 para seleccionar un ratio en base a los piñones standard que haya disponibles. Se recomienda utilizar un número impar de dientes conbinado a un número par de pasos de cadena.
Para un buen funcionamiento, deberán utilizarse piñones con un mínimo de 19 dientes. si la cadena trabaja a alta velocidad o está sometida a cargas ipulsivas, el piñón pequeño debería tener un mínimo de 25 dientes y ser tratado termicamente.
El máximo de dientes recomendado es de 114.
La relacion de transmisión puede calcularse de la siguiente manera:
i = Z2 / Z1
El máximo de dientes recomendado es de 114.
La relacion de transmisión puede calcularse de la siguiente manera:
i = Z2 / Z1
RELACION DE REDUCCION DE LA TRANSMISION UTILIZANDO LOS PIÑONES SELECCIONADOS.
TABLA 1
| Z2 Número de dientes del Piñon Conducido. Z1 Número de dientes del Piñon Motriz. |
2) Determinar el Factor de Selección
Los siguientes factores se utilizarán más adelante para determinar la selección de potencia.
FACTOR DE APLICACION f1
El factor f1 toma en consideración culauqier sobrecarga dinámica en el funcionamiento de la cadena. El valor del factor f1 puede seleccinarse directamente o por analogía utilizando la tabla 2.
TABLA 2
EL FACTOR DIENTE f2
La utilización de un factor relacion con el número de dientes influirá sobre la potencia final a seleccionar. La selección de un piñón de diámetro pequeño reducirá la capacidad máxima de potencia a transmitir, al aumentar la carga en la cadena.
El factor deiente f2 se calcula utilizando la ecuacion :
f2= 13 / z1
La utilización de un factor relacion con el número de dientes influirá sobre la potencia final a seleccionar. La selección de un piñón de diámetro pequeño reducirá la capacidad máxima de potencia a transmitir, al aumentar la carga en la cadena.
El factor deiente f2 se calcula utilizando la ecuacion :
f2= 13 / z1
3) Cálculo para la selección de Potencia.
Multiplicar la potencia a transmitir por los factores obtenidos en el PASO 2.
POTENCIA A SELECCIONAR = POTENCIA a transmitir x f1 x f2 (kw).
La potencia seleccionada puede ahora aplicarse a la TABLA que creesponda.
4) Selección de la Cadena.
Seleccionar de la correspondiente TABLA, la cadena simple de paso más pequeño que pueda transferir la POTENCIA SELECCIONADA a la velocidad de piñón motriz Z1.
Esta sería la transmisión más económica. si la POTENCIA SELECCIONADA fuera mayor que la indicada para una cadena simple, se puede ir a una cadena múltiple del mismo paso, de acuerdo con las indicaciones de la TABLA.
5) Calular el largo de la Cadena.
El número de pasos resultante debe redondearse a un número par de eslabones. Debe evitarse el uso de eslabones impares para no tener que utilizar un eslabón acodado, que no es recomendable. Si por razones de ajuste se tuliza un tensor, añadir dos pasos a la longitud obtenia (L).
C es la distancia prevista entre centros en mm, que debería ser normalmente entre 30 y 50 pasos.
Ejemplo para una cadena de paso 1 1/2 pulgadas C = 1.5 x 25.4 x 40 = 1524mm.
6) Calcular la Distancia entre Centros.
La distancia real entre centros para un largo de cadena (L) calculado según la anterior fórmula, normalmente será algo mayor que la contemplada originalmente. La nueva distancia entre centro puede calcularse con la siguiente formula.
Elaboracion de las Tablas de Selección
| A primera vista una tabla de selección puede parecer complicada. No obstante, se compone de solo tres simples líneas. En ella puede verse que a bajas velociadades el fallo más probable puede ser fatiga de las placas si se excede la potencia máxima recommendada. Por otro lado, puede haber excoriación del perno debido a la rotura de la película de lubricante alrededor del mismo, a muy altas velocidades. En la intersección de estas dos líneas entra en juego la curva de fatiga del rodillo y casquillo, que se identifica en el redondeado de los extremos de las curvas de selección. |
Presión en las Superficies de contacto.
Cuando una cadena ha sido correctamente seleccionada, con el paso del tiempo, el fallo más probable será por desgaste.
El tema de desgaste, que ya ha sido mencionado anteriormente, depende de muchos factores, pero un indicador del rendimiento que se puede esperar es la magnitud de la presión entre las principales superficies en contacto, es decir, el casquillo y el perno.
esta presión se conoce como presión de área de contacto, que se obtiene dividiendo la carga aplicada a la cadena dividida por la superficie de contacto.
La siguiente tabla es una indicación de las consecuencias de aplicar diferentes presiones, aunque no debe tulizarse sin tener en cuenta los métodos de selección antes mencionados.
ECUACIONES DE TRANSMISION
Las siguientes ecuaciones dan la relación entre potencia, par y velocidad para diferentes combinaciones de transmisión.
En el que:
Md = Par en Nm del piñón motriz.
Pr = Potencia en Kw.
d1 = Díametro primitivo en mm del piñón motriz.
n1 = Velocidad en rpm del piñón motriz.
Z1 = Número de dientes del piñón motriz.
Z2 = Número de dientes del piñón conducido.
v = Velocidad lineal de la cadena en m/s.
F1 = Fuerza de tiro de la cadena en N.
P = Paso de la cadena en mm.
Aceleración Centripeta
La aceleración centripeta que afecta a las partes de la cadena en contacto con los piñones, se determina por:
F2 = q.v elevado a la 2 (N)
En el que: F2 es igual a la Fuerza en N, y q es igual a la masa de la cadena en KG/m.
De esta fórmula se deduce que a alta velocidad, esta fuerza no es nada despreciable, siendo la principal razón que limita la velocidad.
FUERZA SOBRE LA CADENA EN SUSPENSION
La fuerza que actúa sobre un eslabón y el siguiente debido a la masa de la cadena, es pequeña y se compensa interiormente en la misma cadena. A lo sumo haá que la cadena cuelgue aodptando una forma catenaria entre los piñones.
Será necesario tener en cuenta en el conjunto de la instalación las posiciones adoptadas por la cadena entre carga cero y carga máxima.
LUBRICACION
Las transmisiones de cadena deben protegerse de la suciedad y humedad y estar lubricadas con un aceite mineral no detergente de alta calidad. Es aconsejable un cambio periódico del aceite. Los aceites pesados y grasas son normalmente demasiado espesos para penetrar en las superficies de contacto, por lo que no deberán utilizarse.
Es conveniente asegurarse que el lubricante llegue a las áreas de contacto de la cadena. Esto se consigue dirigiendo el aceite a las ranuras dónde se juntan las placas interiores y exteriores, preferiblemente en el punto en el que la cadena entra en el piñón por la parte de abajo.
La siguiente tabla indica la viscosidad correcta del lubricante para diferentes temperaturas ambiente.
Para la mayoria de aplicaciones en la gama de temperaturas indicadas arriba, un aceite multigrado SAE 20/50 sería apropiado.
USO DE GRASA
Como ya se dijo anteriormente, no se recomienda el uso de grsa. No obstante, si fuera necesario el engrase por grasa, téngase en cuenta los siguientes puntos:
– Limitar la velocaidad de la cadena a 4m/s.
– Aplicando grasa normal a las superficies exteriores de una cadena solo sella las superficies en contacto pero no penetra en ellas. Ello es causa de desgaste prematuro. La grasa debe calentarse hasta que esté fluida y la cadena inmersa hasta que deje de salir burbujas de aire. Si se utiliza este sistema, la cadena requiera una limpieza regular y reengrasar a intervalos que dependerán de la velocidad y potencia del accionamiento. Téngase en cuenta que por encima de los 80ºC muchas grasas se deterioran y pierden su efectividad.
TEMPERATURAS AMBIENTE ANORMALES
Para temperaturas altas hasta 250ºC, lo más apropiado, son lubricantes de tipo seco, como grafico coloidal o MoS2 en una suspensión de aguarras o glicol polialcalino.
En el caso contrario, de temperaturas bajas entre -5 y -40ºC serán necesarios lubricantes especiales. Seguir las recomendaciones de los fabricantes de lubricantes.
METODOS DE LUBRICACION
| Existen cuatro tipos básicos de lubricar accionamientos de cadena. El método de lubricación recomendado se basa en la velocidad de la cadena y potencia a transmitir, como se indica en las tablas de selección. |
TIPO 1, Operación manual
El aceite se aplica periodicamente con un pincel o aceitera, preferiblemente cada ocho horas de funcionamiento. El volumen y frecuencia debe ser suficientes para mantener la cadena húmeda y permitir la penetración del lubricante limpio entre las piezas de la cadena.
SALUD Y SEGURIDAD
Asegurarse que toda la máquina está parada y aislada antes de aplicar cualquier siguiendo cuidadosamente las instrucciones del fabricante.
La aplicación de lubricante por aerosol es también un sistema satisfactorio, pero es importante que el aerosol séa del tipo aprobado para la aplicación. Este tipo de lubricante se introduce entre los espacioes perno/rodillo/eje, resistiendo la tendencia a gotear o escurrirse cuando la cadena está parada, y a salir despedido por la acción centrífuga cuando la cadena está en movimiento.
TIPO 2, Lubricación por gotéo.
Las gotas se dirigen entre los extremos de las placas de los eslabones por medio de un lubricador de gotéo. El volumen y la frecuencia deben ser suficientes para permitir la penetración del lubricante entre las piezas de la cadena.
TIPO 3, Lubricación por daño o disco
Con lubricación por daño de aceite, el ramal inferior de la cadena se mueve a través de un carter de aceite en el guardacadenas. El nivel de aceite debe cubrir la cadena en su punto más bajo estando en funcionamiento.
Con lubricación por disco se usa un baño de aceite pero la cadena funciona por encima del nivel de aceite. Un disco recoge aceite del depósito y lo deposita en un recipiente situado encima de la cadena. Cuando se empléa tales discos, deben diseñarse para tener unas velocidades periféricas entre 180 y 2240 m/min.
TIPO 4, Lubricación por chorro de aceite
Se dirige hacia la cadena un suministro contínuo de aceite desde una bomba o sistema central de lubricación. Es importante asegurarnos que los agujeros de pulverización del tubo de alimentacíon estén alineados con los bordes de la cadena. El tubo debe estar situado de manera que el suministro de aceite vaya a la cadena justo antes de engranar con el piñón.
Con ello se asegura que el aceite es centrifugado en toda la cadena y ayuda a amortiguar el impacto del rodillo sobre el diente dle piñón. La lubricación por chorro también proporciona una refrigeración efectiva y amortiguación a altas velocidades.
EFECTOS DE LA TEMPERATURA
Un factor importante a controlar es un accionamiento, es la temperatura de funcionamiento de la cadena y guardacadenas. Según la dureza del servicio del accionamiento, continuidad de trabajo, etc. será preciso poner especial atención al método de lubricación a emplear.
Deberán evitarse, siempre que séa posible, temperaturas de trabajo de la cadena por encima de los 100ºC debido a las limitaciones del lubricado, aunque en algunas circunstancias la cadena derá un rendimiento aceptable hasta alrededor de los 250ºC. Yna forma de mejorar la efectividad de la lubricación y el efecto refrigerante, es aumentando el volumen del aceite empleado (hasta 4.5 litros por minuto por raml de cadena) e incorporar un sistema externo de refrigerar el aceite.
INFORMACION GENERAL
En cualquiera de los casos siguientes, rogamos consulten con el personal técnico.
– Hay más de un piñón motriz.
– Potencia o velocidad superior a las tablas de slección.
– Producción en grandes series
– Temperatura ambiente fuera de lo normal