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Tema:CADENAS Y CATARINAS

Asignatura: Diseo I semestre: VI B

Presenta: Rufino Molano Gutirrez

Subsecretara de Educacin Superior

CONTENIDO

1.- Cadena. 1.1 Definicin de cadenas. 1.1.1 Funciones de las piezas de cadenas. 1.1.2 Tamaos de cadenas a rodillos. 1.1.3 Ventajas y desventajas de cadenas. 1.1.4 Tensin en una cadena de transporte. 1.1.5 Tipos de lubricacin. 1.1.6 Principio de funcionamiento

1.2 Tipos de cadenas. 1.2.1 Cadenas para elevacin. 1.2.2 Cadenas para transporte. 1.2.3 Cadenas para transmisin. 1.3 Seleccin de cadenas. 1.3.1 Tabla de seleccin. 1.3.2 Recomendaciones de diseo

1.4 Aplicacin.

2.- Ruedas catarinas. 2.1 Definicin de ruedas catarinas. 2.2 Tipos de ruedas catarinas. 2.2.1 Caractersticas dimensionales de las ruedas catarinas 2.3 Seleccin de ruedas catarinas. 2.3.1 Seleccin de la cantidad de dientes de la catarina. 2.3.2 Bases para la seleccin de una transmisin por cadena.

2.4 Aplicacin.

CADENAS

1.1 Definicin de cadenasObjeto con eslabonesOriginalmente, la palabra cadena se ha utilizado para referirse a un objeto constituido por una serie de eslabones, generalmente metlicos, enlazados entre s.Las cadenas junto con las bandas y engranes son las formas ms comunes de transmitir potencia de un eje a otro.Una cadena es un componente confiable de una mquina, que transmite energa por medio de fuerzas extensibles, y se utiliza sobre todo para la transmisin y transporte de energa en los sistemas mecnicos.

Placa exterior e interiorSoporta la tensin que se ejerce en la cadena.Sometidas a cargas de fatigaSe pueden presentar fuerzas de choque. Soporta una gran fuerza extensible esttica y las fuerzas dinmicas de las cargas de choque.Debe soportar condiciones ambientales.PasadorActa junto al casquillo como arco de contacto de los dientes del pin. Soporta toda la fuerza de transmisin.Otros Requerimientos: Resistencia a la flexin, Resistencia contra fuerzas de choque.CasquilloEstructura slida Base cilndrica perfecta para el rodillo: Duracin del rodillo en condiciones de alta velocidadRodilloSometido a la carga de impacto cuando esta en contacto con los dientes del pin con la cadena.Se sostiene entre los dientes del pin y del casquilloSe mueve en la cara del diente mientras que recibe una carga de compresin. Su superficie interna constituye una pieza del cojinete junto con la superficie externa del casquilloRequerimientos: Resistencia al desgaste, contra choques, fatiga y compresin.

1.1.1 FUNCIONES DE LAS PIEZAS DE UNA CADENA

Paso: Separacin entre ejes de los rodillos, llamada paso (P)Grandes cargas y velocidades para evitar pasos grandes: cadenas de varias hileras de rodillos.Las potencias a trasmitir de las cadenas de mltiples hileras son casi proporcional al nmero de ramales. Generalmente la cantidad de hileras de rodillos se selecciona entre 2 4.

1.1.2 TAMAOS DE CADENAS A RODILLOS

VENTAJAS

Posibilidad de empleo en una amplia gama de distancia entre centros.

Dimensiones exteriores menores que las transmisiones por correas.

Ausencia de deslizamiento.

Alta eficiencia.

Posibilidad de transmitir el movimiento a varias ruedas con una sola fuente de potencia.DESVENTAJAS

Irregularidad durante el funcionamiento de la transmisin.

Tienen una vida til menor que la de los engranajes debido al desgaste que se produce en la articulacin.

Exigen una precisin ms alta en el montaje de los rboles que la de las transmisiones por correas.

A medida que aumenta la velocidad perifrica se exigen mejores condiciones de lubricacin.1.1.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS1.14 TENSION EN UNA CADENA DE TRANSPORTE

La tensin de la cadena de transmisin es calculada dividiendo la energa transmitida (indicada en kilowatts o caballos de fuerza) por la velocidad de cadena y multiplicndose por un coeficiente adecuado. Para velocidades ctes tales como el transportador horizontal, la tensin es seleccionada por los factores:1. El coeficiente de friccin entre la cadena y el carril cuando los objetos transportados se ponen en la cadena2.El coeficiente de la friccin entre los objetos transportados y el carril cuando los objetos transportados sellevan a cabo en el carril y son empujados por la cadena.

T = tensin total en la cadena.M 1 = masa de la cadena.M 2 = masa de los objetos transportados.f 1 = coeficiente de la friccin cuando la cadena est volviendo.f 2 = coeficiente de la friccin cuando la cadena est transportando objetos.f 3 = coeficiente de la friccin cuando los objetos transportados se estn moviendo1,1 = prdidas del pin debido a los cambios direccionales de la cadena

Deben lubricarse empleando aceite con base de petrleo.Los aceites pesados y grasas son generalmente demasiados densos para introducirse entre las superficies de trabajo de la cadena.Es importante que el lubricante est libre de contaminantes, particularmente de partculas abrasivas.Proteger los accionamientos contra suciedad y humedad

1.1.5 TIPOS DE LUBRICACIONTiposOperacin manual.Peridica con un cepillo o aceiteraVolumen y frecuencia debe ser suficiente para mantener la cadena hmeda de aceite y permitir la penetracin de lubricante limpio entre las piezas de la cadena. Debe resistir la tendencia a gotear o escurrirse cuando la cadena est parada, como a ser expulsado por efecto de la fuerza centrfuga cuando la cadena est en movimiento.

Lubricacin por goteo.Las gotas se dirigen entre los extremos de las placas de los eslabones desde un lubricador de goteo. Volumen y la frecuencia suficientes para que el lubricante penetre entre las piezas de la cadena.

LUBRICACIN.Funcin: Atenuar el inevitable desgaste en las articulaciones de la cadena. Puede ser peridica o continua, en funcin de la velocidad de la cadena y de la potencia transmitida.

3. Lubricacin por bao o disco.Por bao de aceiteDepsito de aceite en un guardacadena. El nivel de aceite debe cubrir la cadena en su punto ms bajo estando en funcionamiento.Por discoSe usa un bao de aceite: La cadena funciona por encima del nivel de aceite.Un disco recoge aceite del depsito y lo deposita encima de la cadena.

4. Lubricacin por chorro de aceite.Suministro continuo de aceite desde una bomba o un sistema de lubricacin central. Debe situarse de tal modo que el aceite caiga antes de que engrane con el pin motriz.Con esto se ayuda a disminuir el impacto del rodillo con el diente del pin.La lubricacin con chorro de aceite da tambin una refrigeracin efectiva y un amortiguamiento de impacto a altas velocidades.

LUBRICACIN.

1.1.6 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

El principio de funcionamiento se basa en que la transmisin de potencia entre la cadena y la rueda se efecta por un acoplamiento de forma y de fuerza entre los dientes de las ruedas (sprockets) y los eslabones de la cadena.La cadena se adapta a la rueda en forma de polgono, esto produce pequeas fluctuaciones en el brazo de la fuerza perifrica y por consiguiente, tambin en la velocidad de la cadena y en la fuerza de la misma.La velocidad lineal de la cadena vara con el funcionamiento. La velocidad de la cadena tiene su mayor valor cuando el ngulo del eje del rodillo y la horizontal es igual a 0 y su menor valor para /2.

1.2 Tipos de cadenas.1. Cadena para elevacinCadena comnCadena de travesaos2. Cadena para transporteDesmontable o de unin por ganchosArticulada, de extremos cerrados3. Cadenas de transmisinArticulada, de clavijasDe rodillosDe eslabones dentados

1.2.1 Cadenas para elevacin

La forma comn para la cadena de elevacin es la que consiste de eslabones ovalados, tal como se muestra en la figura 1.1. El otro tipo de cadena de este tipo es la de travesaos (Ver figura 1.2) que tiene la particularidad que no se aplasta ni se enreda tan fcilmente como la cadena comn.

Figura 1.1 Cadena comn para elevacin Figura 1.2 Cadena de travesaos 1.2.2 Cadenas para transporte

puede ser del tipo desmontable o de unin por ganchos, ejemplo de esta se muestra en la figura 1.3, o del tipo articulado de extremos cerrados, como la que es mostrada en la figura 1.4.

El diseo de los dientes de la catarina para este tipo de cadenas se da en gran parte de forma emprica, teniendo cuidado de que el diente posea una forma y un espaciado tal que, la cadena entre y salga de la catarina con cierta suavidad y sin interferencia, an despus de que por alguna circunstancia sea estirada o que est presente desgaste.Las cadenas de esta clase generalmente se utilizan a menudo para transmitir potencia a velocidades bajas, como en el caso de la maquinaria agrcola. Por ltimo, cabe mencionar que estas cadenas estn hechas de eslabones fundidos de hierro maleable, y carecen de las cualidades de marcha suave de las cadenas hechas ms cuidadosamente.

Figura 1.3 Cadena desmontable o de unin por ganchos

Figura 1.4 Cadena articulada de extremos cerrados1.2.3 Cadenas de transmisin de potencia

Las articuladas de clavijas, de rodillos y silenciosa son los tres tipos conocidos de esta clase de cadenas. Estos tipos de cadenas generalmente estn elaboradas de acero, maquinadas con precisin, las partes que se desgastan estn endurecidas, y corren sobre catarinas que estn diseadas cuidadosamente.La figura muestra una cadena articulada de clavijas. Las cadenas de este tipo se emplean para la transmisin de fuerza a velocidades relativamente bajas, as como tambin en un momento dado, se pueden emplear como cadenas de transporte.

Figura 1.5 Cadena articulada de clavijasFigura 1.6 Cadena de rodillos

Debido a que la cadena de rodillos es la ms utilizada dentro de la industria y de que los dientes a analizar en esta investigacin pertenecen a ruedas que trabajan con este tipo de cadena, se analizarn algunas caractersticas de las mismas. Est constituida por eslabones los cuales son de dos tipos: eslabones de pernos y eslabones de rodillos.La distancia lineal que existe entre los rodillos se le conoce como paso y el ancho es una medida del espacio interior entre placas de eslabn (Figura 1.6).

Figura 1.7 Cadena silenciosa

Las cadenas pueden ser fabricadas con simple, doble, triples o cudruple cantidad de hileras. Las dimensiones de los parmetros anteriores se pueden localizar en los manuales del fabricante.Cuando se requiere transmitir cargas ms pesadas de lo que es posible con cadenas de rodillos del mismo paso, o bien cuando se desee el menor grado de ruido, la cadena silenciosa es la solucin normalmente utilizada (Ver figura 1.7). Este tipo de cadena no tiene rodillos, pero los eslabones estn fabricados para que estos puedan engranar directamente con los de la rueda dentada.

1.3 CALCULO Y SELECCIN DE CADENAS A RODILLO.Clculo y seleccin: Segn la presin especfica que puede soportar la articulacin. Los parmetros que se deben conocer son:

Potencia requerida en la mquina conducida Tipo de mquina motora y mquina conducida Velocidad de la mquina motora Velocidad de la mquina conducida Distancia tentativa entre ejes

PASOS A SEGUIR (paso 1)Seleccin del nmero de dientes de la rueda pequea y verificar el nmero de dientes de la rueda grande.Seleccin del paso de la cadena en funcin de la velocidad de rotacin de la rueda pequea. Para nmr Z115, para nlimZ120.Analizar sucesivamente con varios pasos para elegir un paso racional. Seleccionar la cadena con el paso lo menor posible entre las que permiten transmitir la potencia requerida

paso 2Nmero de Eslabones de la CadenaVelocidad de la cadenaTensin en la cadenaRgimen de lubricacin

1.3.1 TABLA DE SELECCIN1.3.2 RECOMENDACIONES DE DISEOPaso de la cadena.Cadena simple o de una hilera con el paso ms pequeo: Accionamiento ms econmicoMayor nmero de hileras: Limitaciones de espacio o velocidad inadmisiblemente elevada

Nmero de dientes de los piones.Emplear el mayor nmero de dientes en el pin. Cuatro ventajas importantes dependen de Z1

Un flujo de potencia uniforme, Regularidad de funcionamiento, Alto rendimiento Larga duracin.

Dependencia: La cadena forma un polgono sobre el pin. Cuando la velocidad del pin es constante, la velocidad de la cadena est sujeta a una variacin cclica regular. Esta variacin cclica es menos acentuada cuando el nmero de dientes del pin motriz es superior a 19.

Existen aplicaciones en las que Z1