El blog sobre Las redes eléctricas actualizan las correas de transmisión para aumentar la eficiencia

Imagine que su equipo no rinde al máximo debido a cuellos de botella en el sistema de transmisión: frustrante, ¿verdad? El ruido de los engranajes, los dolores de cabeza del mantenimiento de las cadenas y los acoplamientos de eje inflexibles han plagado durante mucho tiempo los sistemas mecánicos. Ahora, una solución más eficiente, económica y fiable está ganando terreno: las transmisiones por correa. Esta guía completa explora la tecnología de las transmisiones por correa, desde la selección del tipo hasta las estrategias de optimización, ayudando a los ingenieros a diseñar sistemas de transmisión de potencia superiores.

Las transmisiones por correa utilizan la fricción para transferir potencia entre dos o más ejes, y consisten en correas y poleas en una configuración sencilla y rentable. En comparación con los engranajes, las cadenas, los acoplamientos de eje y los husillos de avance, las transmisiones por correa ofrecen ventajas únicas que las hacen cada vez más populares en las aplicaciones industriales.

• Eficiencia energética: La tecnología avanzada de correas satisface las demandas de alta potencia manteniendo una eficiencia excepcional, lo que reduce el consumo de energía.
• Seguridad y fiabilidad: La protección contra sobrecargas integrada evita daños en el equipo: las correas patinan cuando se sobrecargan.
• Rentabilidad: Los costes de instalación y mantenimiento son significativamente inferiores a los de las transmisiones por engranajes o cadenas, y las poleas experimentan menos desgaste que los piñones.
• Tolerancia a la alineación: Admite una ligera desalineación del eje, lo que reduce los requisitos de precisión de la instalación (aunque una alineación adecuada prolonga la vida útil de la correa).
• Reducción de velocidad/Aumento del par: Normalmente reduce la velocidad del eje, con poleas motrices más pequeñas que crean ángulos de envoltura más grandes en las poleas accionadas para una transferencia de potencia óptima basada en la fricción. Los tensores pueden aumentar aún más los ángulos de envoltura y mantener la tensión adecuada.

Cuando la polea motriz tira de la correa, se desarrolla tensión, que se combina con la tensión estática para transmitir la fuerza mecánica. La alta tensión evita la acumulación de calor, el patinaje y la desalineación al minimizar el movimiento relativo entre la correa y la polea.

Por el contrario, la polea motriz empuja la correa hacia la polea accionada, creando holgura. Esto genera cargas fluctuantes que, si no se tienen en cuenta en el diseño, pueden causar fallos prematuros. La fatiga sigue siendo el modo de fallo más común.

El lado de la tensión (cerca de la polea motriz) y el lado de la holgura son fácilmente distinguibles, lo cual es fundamental para una correcta instalación y mantenimiento.

Los avances tecnológicos han diversificado los diseños de las transmisiones por correa para adaptarse a diversos requisitos de velocidad y potencia. Los ingenieros deben comprender estas variaciones para seleccionar las configuraciones óptimas para aplicaciones específicas.

La configuración más sencilla utiliza una sola correa que conecta varias poleas. Todas las poleas giran en la misma dirección, con el lado de la tensión normalmente situado por debajo del lado de la holgura en las disposiciones horizontales para maximizar el ángulo de contacto.

Cuando las poleas deben girar en sentido contrario o requieren ángulos de envoltura mayores, se emplean transmisiones por correa cruzada (que forman un patrón en forma de ocho). Aunque el aumento de la fricción provoca desgaste, el espaciamiento adecuado de las poleas y las velocidades reducidas lo mitigan. Aunque permiten una mayor transmisión de potencia, los diseños cruzados requieren correas más largas.

Con poleas accionadas de múltiples diámetros que se asemejan a conos escalonados, esta configuración permite diferentes velocidades de salida de un solo motor de accionamiento, lo cual es común en tornos y taladradoras donde la variación de velocidad es esencial.

Este sistema de doble polea (rápida = conectada al eje, suelta = de rotación libre) permite arranques/paradas inmediatos sin alterar la velocidad del eje de accionamiento. Se utiliza ampliamente cuando un eje de accionamiento alimenta varias máquinas de forma selectiva.

Los tensores colocados en el lado de la holgura mejoran el rendimiento al aumentar los ángulos de envoltura en las poleas pequeñas, lo cual es fundamental cuando el espaciamiento estrecho de las poleas o los diámetros pequeños limitarían la capacidad de transmisión de potencia.

Para ejes perpendiculares, estas transmisiones giran las correas 90° alrededor de poleas especialmente diseñadas (mínimo 40 % más anchas que la sección transversal de la correa). Los elementos guía pueden evitar el desacoplamiento.

Cuando la reducción de velocidad de una sola etapa resulta insuficiente, las transmisiones compuestas con múltiples poleas montadas en el eje logran relaciones más altas sin requerir poleas excesivamente grandes ni espacio.

Las transmisiones por correa modernas utilizan cinco tipos principales de correas, cada una de las cuales ofrece distintas ventajas:

Con secciones transversales circulares que se ajustan a las poleas con ranuras en U/V, las correas redondas sobresalen en las aplicaciones de control de movimiento que requieren torsión extensa (impresoras, transportadores, máquinas de embalaje). Las ventajas incluyen:

• Múltiples opciones de tamaño/color/textura
• Funcionamiento sin marcas
• Rentabilidad y durabilidad
• Fácil limpieza y capacidades de refuerzo

Las correas de sección rectangular que funcionan en poleas planas o coronadas dominan las aplicaciones industriales (compresores, aserraderos, máquinas herramienta). Los materiales sintéticos modernos superan al cuero tradicional y ofrecen:

• Transmisión de potencia a alta velocidad (hasta un 98 % de eficiencia)
• Bajas pérdidas por ruido y flexión
• Excelente resistencia al polvo/suciedad

Las correas de sección trapezoidal (que se ajustan a las ranuras de polea correspondientes) son el tipo más común en la actualidad, y transmiten mayor potencia a través de una mayor área de contacto. Las variantes especiales incluyen:

• Correas hexagonales: Diseño en doble V para flexión inversa
• Correas en bandas: Múltiples Vs paralelos para aplicaciones de alta potencia

Las correas dentadas eliminan el patinaje a través del engranaje positivo (como los engranajes/cadenas, pero más silenciosas), lo cual es fundamental para los accionamientos de árboles de levas y los sistemas de posicionamiento que requieren una sincronización exacta.

Las correas de poliuretano segmentadas ofrecen ajuste de longitud y amortiguación de vibraciones, aunque el mayor coste puede limitar su adopción. No requieren poleas especiales y se instalan sin desmontar la máquina.

• Requisitos de potencia (con factores de seguridad)
• Distancias entre centros de ejes
• Condiciones ambientales (aceite, temperatura, contaminantes)
• Limitaciones de espacio
• Características de la carga (choque, reversibilidad)
• Limitaciones de la relación de velocidad (considerando las limitaciones de tamaño de la polea)

Pros:

• Funcionamiento y mantenimiento económicos
• Capacidad de transmisión de potencia a larga distancia
• Más suaves y silenciosas que las transmisiones por cadena
• Absorción de vibraciones/impactos

Contras:

• El patinaje afecta a las relaciones de velocidad
• Cargas pesadas en los cojinetes/ejes
• Rango de velocidad limitado
• Se requieren ajustes periódicos de la tensión

La versatilidad de las transmisiones por correa, desde el control de movimiento de precisión hasta la transmisión de potencia pesada, las hace indispensables en todas las industrias. Su rentabilidad, fiabilidad y flexibilidad superan las limitaciones como la sensibilidad ambiental y las necesidades de mantenimiento periódico. La selección e instalación adecuadas garantizan un rendimiento óptimo en diversos sistemas mecánicos.