TEMA_11

Diseño de Máquinas 115

11 TRANSMISIÓN POR

CORREAS

6. INTRODUCCIÓN

Las correas son elementos flexibles que se emplean en los sistemas de transporte y para

transmitir potencia a distancias relativamente largas. Los cables y cadenas son

elementos similares a las correas, que no se van a estudiar en este libro. Las

características principales de las correas son las siguientes:

a) pueden conectar ejes muy separados, algo que no se puede conseguir con un par

de ruedas dentadas ya que su tamaño sería excesivamente grande.

b) son elementos de transmisión silenciosos, baratos, de poco mantenimiento y

fácilmente reemplazables.

c) transmiten el giro por rozamiento correa-polea (excepto las correas

sincronizantes). Para garantizar el rozamiento, la correa debe montarse

tensionada en las poleas.

d) aislan a un eje de posibles choques y vibraciones que puedan darse en el otro eje.

e) establece una relación de transmisión entre los ejes, no constante debido a

puntuales deslizamientos correa-polea (excepto en correas tipo sincronizante).

116 Diseño de Máquinas

La relación de transmisión depende del diámetro de las poleas.

f) tienen una gran eficiencia, típicamente entorno al 95%. Las pequeñas pérdidas

se deben a los microdeslizamientos en el contacto correa-polea.

g) funcionan como fusible mecánico, como las chavetas, protegiendo de posibles

sobrecargas durante el funcionamiento (en caso de sobrecarga, la correa patina

sobre la polea y no transmite dicha sobrecarga de un eje a otro).

h) las correas fallan por fatiga, típicamente al cabo de 3-5 años de funcionamiento.

Una buena inspección y mantenimiento es clave para que se alcance esta

duración de vida.

Las correas también se han utilizado como variador de velocidad (Figura 1a), como

embrague (Figura 1b), etcétera.

a) b)

Figura 1. Aplicaciones alternativas de las correas: a) variador de velocidad b) embrague

Polea conductora

Polea conducidaPolea loca

Correa

Horquilla

de cambio

Horquilla

de cambio


7. TIPOS DE CORREAS

En el mercado se puede encontrar una gran variedad de tipos de correas. Los tres tipos

principales de correa son las planas, las trapezoidales o en V, y las sincronizantes o

“timing”. La Figura 2 muestra cada una de ellas. También las hay de sección redonda,

pero no son tan empleadas.

a) b) c)

Figura 2.Principales tipos de correa: a) planas b) trapezoidales o en V c) sincronizantes

Las correas planas tienen una sección rectangular, son las más baratas y funcionan bien

para grandes distancias entre ejes. Fueron muy populares en las máquinas del siglo XIX

y principios del siglo XX, que contaban con un motor central de gran potencia, desde el

que esta potencia se distribuía a varias máquinas situadas a gran distancia del motor (ver

Figura 3).

Figura 3.Máquina con motor central (line shaft), predominante en el s. XIX e inicios del s. XX


No obstante, a partir de la década de 1930 se impuso la utilización de un motor eléctrico

local en cada máquina, con lo que no era necesario salvar grandes distancias entre ejes;

así, se fueron popularizando las correas de sección trapezoidal o en V. Estas correas

tienen una sección trapezoidal que habitualmente va “encajada” en una garganta de la

polea. De hecho, el ángulo de la sección trapezoidal de la correa es más pronunciado

que el de la garganta. Esto genera un efecto cuña, ilustrado en la Figura 4, gracias al

cual se consigue una mayor fuerza de fricción correa-polea y con ello pueden transmitir

una mayor potencia que las planas. El efecto cuña permite también su uso en poleas con

reducida distancia entre centros y grandes diferencias entre diámetros. Se suelen

emplear con varias secciones en paralelo, tal y como se ilustra en la Figura 2b.

Por último, las correas sincronizantes son una especie de engranajes flexibles (la correa

y las poleas están dentadas), que no transmiten por fricción sino por empuje. Además de

su capacidad de transmitir grandes potencias, su principal característica es que

proporcionan una relación de transmisión exacta entre ejes al no existir deslizamiento.

Figura 4. Efecto cuña por la cual las correas trapezoidales tienen mayor capacidad de

transmisión de potencia

8. CORREAS DE SECCIÓN TRAPEZOIDAL (EN V) Y ESTRUCTURA

INTERNA

En cuanto a la estructura interna de las correas, antiguamente éstas eran de cuero

curtido, sin embargo actualmente presentan una estructura interna formada por tres

componentes como la indicada en la Figura 5. En primer lugar contienen fibras que

trabajan a tracción (de acero, kevlar, nylon…), evitando la elongación excesiva y

θ

N

N/(2sin(θ/2))

dN

dN/(2sin( /2))


permitiendo la flexión en las correas. En segundo lugar, un núcleo engomado que rodea

a las fibras, aportando consistencia, capacidad de flexión y capacidad de amortiguar

vibraciones. En tercer lugar, un tejido de recubrimiento (generalmente de goma),

resistente a la fricción y a las condiciones ambientales.

Figura 5.Estructura interna típica de una correa

Volviendo a las correas trapezoidales, las más empleadas actualmente, los fabricantes

han estandarizado las dimensiones de las secciones transversales, designando cada perfil

de sección con números y/o letras. De una forma general, se suele realizar una

clasificación diferenciando entre las que se denominan “correas de sección clásicas o

simples” que se designan por las letras A, B, C D y E, mientras que las correas

“estrechas o de alta capacidad” son las 3V,5V y 8V, además de que cada fabricante suele

tener su designación propia. Las correas pueden ser individuales o múltiples, es decir

con una única sección o con varias secciones en paralelo. La Figura 6 muestra la

variedad de correas V comercializadas por el fabricante Optibelt. De entre ellos, los más

utilizados son:

a) Correas trapezoidales clásicas Optibelt VB, según norma DIN 2215/ISO

4184: disponibles en perfiles 5, Y/6, 8, Z/10, A/13, B/17, 20, C/22, 25, D/32,

E/40.

b) Correas trapezoidales estrechas Optibelt SK, de alto rendimiento, según

norma DIN 7753 parte 1/ISO 4184: disponibles en perfiles SPZ, SPA, SPB,

SPC, 19.

c) Correas trapezoidales estrechas RED POWER II, de alto rendimiento, según

norma USA-Standard RMA/MPTA (coinciden con las de alto rendimiento de

la norma DIN 7753): disponibles en perfiles 3V/9N, 5V/15N, 8V/25N.

d) Correas trapezoidales de flancos abiertos, dentadas SUPER X-POWER M-S,

según norma DIN 7753 parte 1, DIN 2215 y RMA/MPTA: disponibles en

Nucleo engomado

Fibras a tracción

Tejido de recubrimiento


perfiles XPZ, XPA, XPB, XPC, 3VX, 5VX, ZX/X10, AX/X13, BX/X17,

CX/X22.

e) Correas trapeciales anchas, de flancos abiertos, dentadas SUPER VX, según

normas ISO 1604, RMA/MPTA, ASAE S 211.4.

f) Correas OptibeltKB Kraftbands, compuestas por varias correas trapeciales de

la misma longitud, unidas firmemente por una placa cubierta superior. Se

fabrican tanto con correas trapeciales estrechas como con correas trapeciales

clásicas. Disponibles en perfiles 3V/9J, 5V/15J, 8V/25J, SPC, A/HA, B/HB,

C/HC, D/HD.

g) Correas trapeciales dobles Optibelt DK, según norma DIN 7722. Se utilizan

cuando varias poleas se hallan en un mismo plano y se han de efectuar

cambios en el sentido de la rotación. Disponibles en perfiles AA/HAA,

BB/HBB, CC/HCC, DD/HDD, 22x22, 25x22.

h) Correas de transporte Optibelt PKR, compuestas de una correa base y de

superficie especial.


Figura 6. Correas trapezoidales del fabricante Optibelt


9. MODELO DE COMPORTAMIENTO DE LAS CORREAS

TRAPEZOIDALES

La transmisión por correas establece una relación de transmisión entre los dos ejes

conectados. Partiendo de que la potencia se transmite íntegra entre los ejes 1 y 2

(despreciando las pequeñas pérdidas antes comentadas), la relación de transmisión i es:

2112221121 TTwwiwTwTPotPot ==→⋅=⋅→=

Siendo v la velocidad lineal de la correa, la relación de transmisión también se puede

definir como:

21122211 RRwwiRwRwv ==→⋅=⋅=

El par torsor T se desarrolla porque un ramal de la correa tiene una tracción mayor que

el otro (F1>F2), tal y como se muestra en la Figura 7:

( ) 1211 RFFT ⋅−=

( ) 2212 RFFT ⋅−=

a)

b)

Figura 7.Fuerzas F1 y F2 en los ramales de la correa

Eje motor

w

F1F1

F2 F2

Eje motor

w

F2F2

F1 F1


En la figura se puede ver cómo el ramal más tensionado (el de la fuerza F1) es aquel del

que “tira” el motor al girar. Se observa también que en el eje motor el momento torsor

tiene una dirección contraria a su sentido de giro, mientras que en el otro eje el

momento torsor tiene la misma dirección que el giro. Esto se debe a que el eje motor

está sometido a un par que se opone a su giro (par resistente, en contra del giro),

mientras que el otro eje está sometido a un par que le hace girar (par actuante, a favor

del giro).

Para obtener la relación entre las fuerzas F1 y F2, se analiza un diferencial de correa

como el de la Figura 8. Este diferencial de correa está sometido a las fuerzas externas

que se enumeran a continuación. En primer lugar, como la correa se monta tensionada

sobre la polea, la fuerza normal de contacto dN crea una reacción en los laterales de la

sección trapezoidal, tal y como se ha mostrado en la Figura 4; esta reacción, indicada

como dN´ en la Figura 8, es igual a dN/(2sin(θ/2)) según la Figura 4. Producto de la

fuerza normal dN’, se desarrolla una fuerza de fricción µdN’ en cada lado de la sección

trapezoidal. En segundo lugar, existe una fuerza centrífuga dFc debida al giro de la

correa (con su masa) alrededor de la polea. Por último, de un ramal a otro la fuerza en la

correa se incrementa F2hasta F1, con lo que en el diferencial de correa se produce un

incremento de fuerza de F a F+dF.

Figura 8. Fuerzas en un diferencial de correa trapezoidal

dα

F+dFF

dN’

θ dFc

θ/2

μdN’


Planteando el equilibrio de fuerzas en dirección tangencial y radial a la polea:

( )

+=+

2cos

)2/sin(22

2cos

αθ

µα ddFF

dNdF

( )

+

+=+2

sin2

sinαα d

Fd

dFFdNdFc .

Operando, se llega a la que se conoce como ecuación fundamental de la correa:

αθµ

)2/sin(2

12

211 evmF

vmF=

−−

En el instante en que se monta la correa, antes de que se ponga a girar transmitiendo

potencia, la correa está tensada con una fuerza inicial Fi en toda su longitud (en ese

instante, se cumple que F1=F2=F i). Para ese tensionado inicial se suelen utilizar ejes

desplazables (que al alejarse tensan la correa), e incluso dispositivos de tensionado

automático como los de la Figura 9.

a) b)

Figura 9. Dispositivos para el tensionado automático de la correa: a) polea con muelle b)

motor pivotante

Cuando la correa comienza a girar, a la fuerza inicial Fi se le añade la fuerza centrífuga

Fc. Además, debe existir una diferencia de fuerzas entre los dos ramales para que se

transmita una potencia entre los ejes, tal y como se ha explicado anteriormente. Así,

escribiendo de forma genérica T1/D1=T2/D2=T/D=(F1-F2)/2 según las ecuaciones de la

Figura 7, las fuerzas en los ramales pasan a ser:

DTFFF ci /1 ++=

DTFFF ci /2 −+=


En las correas trapezoidales, debido a la forma de su sección, cuando la correa se

“dobla” alrededor de las poleas se desarrolla una fuerza adicional de flexión Fb, con lo

que la evolución de las fuerzas a lo largo de un ciclo en una correa trapezoidal es la

mostrada en la Figura 10.En dicha figura queda de manifiesto que la correa soporta

cargas variables a lo largo de su avance a través de las poleas. Por lo tanto, el fallo se da

por fatiga al cabo de un determinado número de ciclos de funcionamiento. Los cálculos

a fatiga de las correas son complicados porque los materiales tienen una composición

que sólo conoce el fabricante, y un comportamiento muy complejo.

Figura 10. Fuerzas a lo largo de la correa (correa trapezoidal)

A B C D

Fb1

Fb1 Fb2

Fb2

Fc

ΔF

ΔF

Fi

F1

F2

A

BC

D

MOTOR


10. DISEÑO DE TRANSMISIONES POR CORREAS TRAPEZOIDALES

10.1 APROXIMACION TEORICA

Tal y como se acaba de explicar, las correas fallan por fatiga. En este apartado se explica

un procedimiento de cálculo a fatiga, de carácter más bien teórico. Como se observa en

la Figura 10, a lo largo de un giro completo (lo que se denomina una pasada), la correa

trapezoidal pasa por dos máximos de fuerza, F1+Fb1 y F1+Fb2, una en cada polea, con

lo que se puede aplicar la regla de daño acumulativo de Miner para calcular el número

de pasadas N que soporta la correa antes de fallar por fatiga:

b

b

b

b FF

K

FF

K

N

−−

++

+=

2111

1

Donde K y b son variables obtenidas experimentalmente, cuyo valor depende del tipo de

sección de correa que se haya seleccionada previamente. A partir de la duración

estimada N en número de pasadas, se puede calcular la duración t en tiempo; si la correa

avanza a una velocidad v (en m/seg), tiene una longitud L (en m), y tiene una duración

de N pasadas, la duración t(en horas) es:

3600⋅⋅=

v

LNt

La longitud L de la correa se obtiene de la geometría de la transmisión (ver Figura 11).

Figura 11. Longitud de la correa

( )[ ]21sin2 RRdL ψπψψ −++=

Siendo:

( )[ ]dRR /arccos 12 −=ψ

ψd

R2

R1


Se remarca que este cálculo a fatiga es meramente teórico. En la realidad, el fenómeno

de fatiga en correas es muy complejo debido a los materiales empleados en su

fabricación. De hecho, los catálogos de fabricantes no proporcionan fórmulas de cálculo

a fatiga para sus correas; en lugar de ello, garantizan que las correas duran un

determinado número de años si se seleccionan, se montan y se mantienen

adecuadamente.

10.2 SEGÚN CATALOGO DE FABRICANTE

En este apartado se detalla la pauta a seguir para seleccionar la correa trapezoidal

adecuada utilizando el catálogo de uno de los principales fabricantes, Gates Rubber

(todos los fabricantes tienen un procedimiento similar al presentado aquí).

En relación a lo comentado en el apartado anterior, este catálogo establece para las

correas V industriales de alta capacidad una duración “típica” de alrededor de3-5 años

de funcionamiento (otros catálogos hablan de 24000 horas); asimismo, advierten de que

en condiciones adversas esta vida útil puede reducirse a 1-2 años.

Como primer paso para la selección de la correa se debe establecer la potencia que se

quiere transmitir (potencia nominal), mayorada con el factor de servicio de la Tabla 1.

De esta manera, la transmisión que se seleccione va a ser capaz de transmitir una

potencia mayor a la requerida; por tanto, este factor de servicio es una especie de

coeficiente de seguridad. A esta potencia mayorada se le denomina potencia de diseño o

de proyecto.

A continuación se elige el tipo de sección a utilizar para dicha potencia de diseño. Para

ello se utiliza la gráfica de la Figura 12, correspondiente a secciones clásicas (existe otra

gráfica para secciones estrechas). Como se observa en la figura, el nombre comercial de

Gates Rubber para estas correas es Hi-Power II para correa individual y Hi-Power II

PowerBand para correa múltiple. En la Figura 13 se muestra la forma y estructura

interna de estas correas, además de sus características y perfiles disponibles (perfiles A,

B, C, D para Hi-Power II, y perfiles B, C, D para Hi-Power II PowerBand).La Figura 14

indica las dimensiones de estas correas y algunas longitudes disponibles; se indica

además que las correas múltiples pueden tener de 2 a 5 secciones.


MAQUINA CONDUCIDA

MAQUINA CONDUCTORA

Motor eléct.sincróno, Motor de comb. interna, multicilindro, Turbinas

Motor eléctrico de alto par, Motor de combustión

interna monocilindro 8

h/día 16

h/día 24

h/día 8

h/día 16

h/día 24

h/día

Carga ligera: Agitadores de líquidos. Bombas y compresores centrífugos. Transportadores de banda. Ventiladores. Máquinas herramientas de corte continuo

1.0 1.1 1.2 1.1 1.2 1.3

Carga normal: Bombas y compresores de 3 y más cilindros. Transportadores de cadena. Fresadoras.

1.1 1.2 1.3 1.2 1.3 1.4

Carga pesada: Bombas y compresores de uno y dos cilindros. Elevadores de cangilones. Cepilladoras y mortajadoras

1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6

Carga muy pesada: Mecanismos de elevación de grúas. Prensas. Cizallas.

1.3 1.4 1.5 1.5 1.6 1.8

Tabla 1. Factor de servicio para mayorar la potencia nominal

Figura 12. Tipo de correa clásica a utilizar en función de la potencia de diseño


Acto seguido se debe ir a la tabla del catálogo correspondiente al tipo de sección recién

seleccionado en la Figura 12; la Tabla 2 corresponde a la sección tipo A (el resto de

secciones no se han incluido en el libro). En esta tabla, en función de la relación de

transmisión (relación de velocidades de giro entre los dos ejes conectados) y la distancia

deseada entre ejes, se obtienen los diámetros recomendados de las poleas, el “modelo”

concreto de correa y la potencia que puede transmitir cada correa individual (este último

a multiplicar por el factor de corrección que aparece bajo la tabla en función del código

de colores, que tiene en cuenta la longitud y arco de contacto de la correa). Por ejemplo,

fijándose en la tabla, si se quiere conectar dos ejes con una relación de transmisión 1.31

y una distancia entre ejes de 18.1 pulgadas, se escoge una correa A46 que se monta

sobre unas poleas de 3 y 4 pulgadas, siendo cada correa capaz de transmitir 2.44 HP.

Así, sólo queda determinar la cantidad de correas que se necesitan, dividiendo la

potencia de diseño por la potencia que es capaz de transmitir cada correa (redondeando

hacia arriba en su caso).

Figura 13. Correas de sección clásica del fabricante Gates Rubber


Figura 14. Dimensiones y algunas longitudes disponibles de correas de sección clásica



Tabla 2. Tabla correspondiente al tipo de sección A para una relación de transmisión 1.22-1.58.


En cuanto al diámetro escogido para las poleas, se debe tener en cuenta que cuanto

mayor es el diámetro de la polea, para transmitir el par torsor (fuerza multiplicada por

radio) se requiere desarrollar menos fuerza en las correas; esto implica que se

necesitarán menos correas, y que las fuerzas que se transmiten al eje serán menores. En

cuanto al espacio ocupado por la transmisión, cuanto mayor es el diámetro de las

poleas, el espacio “radial” requerido será mayor pero el espacio “axial” será menor al

ser necesarias menor correas. Por el contrario, cuanto menor es el diámetro de las

poleas, menor es el espacio “radial”, mayor el espacio “axial”, y mayores las fuerzas

que se transmiten al eje; en este sentido, se recomiendan unos valores mínimos de

diámetro de polea (ver Tabla 3) para que las fuerzas que lleguen al eje no sean excesivas

y no comprometan la vida útil del propio eje o de los rodamientos sobre los que se

apoya.

Tabla 3. Diámetros mínimos recomendados para las poleas


Las poleas tienen un número de ranuras disponibles según catálogo (ver Figura 15). Por

ejemplo, para las correas de sección A hay poleas de 1,2,3,4,5 y 6 ranuras (incluso

puede que más, depende del fabricante) para cualquier diámetro de polea. Igualmente,

para las secciones D existen típicamente poleas de 4,5,6,8,10 y 12 ranuras. Si no se

encuentra en catálogo una polea con el número de ranuras coincidente con el número de

correas calculado anteriormente, debe fabricarse la polea ad-hoc, lo cual evidentemente

encarece el producto.

Figura 15. Polea para correas trapezoidales de sección clásica

El procedimiento de selección explicado corresponde a la aplicación “típica” de

transmisión de potencia entre dos ejes paralelos con accionamiento de motor eléctrico.

El catálogo proporciona procedimientos similares para otros tipos de motores (por

ejemplo de combustión interna) u otras configuraciones (transmisiones V-flat en los

cuales una de las poleas no tiene garganta, con polea loca, con ejes perpendiculares…),

algunas de las cuales se muestran en la Figura 16.

a) b)

Figura 16. Transmisión con: a) polea loca b) ejes perpendiculares


10.3 TENSIONADO DE CORREAS TRAPEZOIDALES

Para que las correas cumplan su misión de transmitir potencia, no puede existir

deslizamiento entre las poleas y la correa (si bien existen microdeslizamientos

puntuales), y por tanto tiene que haber una fricción suficiente en el contacto entre

ambos elementos; esto se consigue tensionando la correa al montarla en las poleas. A

esta tensión se le denomina tensión inicial o estática, y es la tensión de montaje que

tiene la correa antes de ponerse en funcionamiento.

La tensión inicial óptima es la mínima necesaria para que la correa no patine en la

condición de carga más exigente. Aunque pueda parecer lo contrario, el tensionado de

las correas trapezoidales no es un aspecto tan crítico como cabría esperar. De hecho,

antiguamente no se medía la tensión en las correas; simplemente se montaba de manera

que no patinara en las condiciones de carga más exigentes, y se verificaba la tensión de

la correa periódicamente, especialmente los primeros días, y limpiar correa y poleas de

suciedad que pueda provocar que la correa patine.

Si bien la experiencia ha demostrado que sería suficiente con seguir estas pautas, se ha

convertido en práctica habitual medir la tensión en la correa para mantenerla dentro de

unos límites recomendables. Y es que, si la tensión es muy baja la correa patina con el

consiguiente desgaste y sobrecalentamiento, acortando así la vida de la correa y

provocando una pérdida de eficiencia en la transmisión de potencia; si por el contrario

la tensión es muy alta, esa carga excesiva acorta la vida de la correa, del eje y de los

rodamientos.

Consecuentemente, los catálogos proporcionan métodos para el tensionado de las

correas, más y menos generalistas, sencillos y precisos. De entre todos ellos, el más

utilizado por su precisión y relativa sencillez es el método de la fuerza/deflexión

(también referido como “Regular V-Belt Tensioning Method”). Este es el método que se

explica en los siguientes párrafos. Para empezar, se debe calcular la tensión necesaria en

la correa, de acuerdo con la siguiente expresión:

6

23

10

105.215

VM

VN

Pot

K

KT diseño ⋅+

⋅⋅⋅

−⋅=φ

φ

Donde T es la tensión inicial (en lb), Kϕ es el factor de corrección de arco de contacto

(ver Tabla 4), Potdiseño es la potencia de diseño (en HP), N es el número de correas, V es

la velocidad de la correa (en ft/min) y M es una variable tabulada en la Tabla 4.


Tabla 4. Factor de corrección de arco de contacto Kϕ y factores M, Y

Una vez obtenido el valor de T, se mide la fuerza necesaria para ejercer una

deformación de 1/64 de longitud de ramal de la correa (t) en el centro del ramal, tal y

como se indica en la Figura 17; la medición de fuerza se realiza habitualmente con un

dinamómetro o aparato similar. Dicha fuerza debe estar dentro del rango definido por

las siguientes expresiones de fuerza mínima y máxima para que la tensión en la correa

sea aceptable:

164.1

min

YTF

+⋅= 16

5.1max

YTF

+⋅=


Donde Y viene tabulado en la Tabla 4b. Estas expresiones son para calcular la tensión

cuando la transmisión consta de dos o más correas individuales (Hi-Power II) o

múltiples (Hi-Power II PowerBand). En caso de contar con una sola correa individual o

múltiple, siendo L la longitud total de la correa:

16)/(4.1

min

YLtTF

⋅+⋅= 16

)/(5.1max

YLtTF

⋅+⋅=

Figura 17. Procedimiento y herramienta para medir la fuerza necesaria para ejercer una

deformación de 1/64 de longitud de ramal de la correa

Las expresiones se refieren a fuerzas por sección. En el caso de una correa múltiple (Hi-

Power II PowerBand), este valor debe multiplicarse por el número de secciones, porque

al aplicar la fuerza con el dinamómetro estamos deformando varias secciones a la vez.

10.4 FUERZAS QUE ACTUAN SOBRE EL EJE DEBIDO A LAS

CORREAS

Por último, cabe recordar que la transmisión por correas introduce esfuerzos en los ejes

en los que se montan. Además del momento torsor que da lugar a la potencia, las

fuerzas introducidas al eje son el peso propio de las poleas y la fuerza resultante de la

tensión en los ramales de la correa. Tanto el eje como los rodamientos que le sirven de

apoyo deben ser capaces de absorber estas cargas.

El peso de las poleas viene indicado en el catálogo. La tensión en los ramales de la

correa, ilustrados en la Figura 19, se calcula mediante las siguientes fórmulas:

VK

PotKT diseño

S ⋅⋅−⋅=

φφ )25.1(33000

VK

PotT diseño

T ⋅⋅=

φ41250


Figura 19. Fuerza resultante de la tensión en los ramales de la correa

Donde TTes la tensión en el ramal más tensionado (lo que se ha llamado F1), y TS en el

menos tensionado (lo que se ha llamado F2), Kϕ es el factor de corrección de arco de

contacto (ver tabla 4a), Potdiseño es la potencia de diseño (en HP), y V es la velocidad de

la correa (en ft/min). Tal y como se observa en la Figura 13 y se ha comentado

anteriormente, el ramal más tensionado es aquel del que “tira” el motor. Nótese que la

fuerza resultante de la tensión en los ramales es independiente del número de correas

que se montan en la polea; por otra parte, cuanto menor es el diámetro de las poleas,

mayores son las fuerzas TT y TS.

Una vez calculados TT y TS, se suman vectorialmente para obtener la fuerza resultante

de la tensión en los ramales de la correa. Esta fuerza se suma a su vez vectorialmente

con el peso propio de la polea para obtener la fuerza total que introduce la correa en el

eje. Esta fuerza debe ser considerada tanto al dimensionar el eje como al seleccionar los

rodamientos de los apoyos del eje.

11. MANTENIMIENTO DE LA TRANSMISION POR

CORREAS

Según se ha comentado anteriormente una correa puede durar de 3 a 5 años, al cabo de

los cuales falla de forma “normal” por fatiga, de la forma que se ilustra en la Figura 18.

Figura 18. Fallo “normal” de una correa


Un fallo prematuro indica que algo no va bien en la transmisión. En este sentido, los

principales factores que afectan a la vida de una correa son los siguientes (entre

paréntesis, el porcentaje aproximado de fallos prematuros atribuidos a cada causa):

a) mantenimiento incorrecto (42%): el mantenimiento comprende la comprobación

de la tensión, ruidos, desgastes, vibraciones, desalineamientos, imperfecciones

en la correa…

b) mala selección de la correa (20%): La correa seleccionada debe ser la adecuada

para las condiciones de funcionamiento específicas de la máquina.

c) instalación incorrecta (20%): la correa debe ser instalada (montada) con la

tensión adecuada y con las poleas perfectamente alineadas.

d) condiciones ambientales (15%): el calor y la suciedad acortan la vida de la

correa.

e) manipulación o almacenamiento incorrecto (2%): por ejemplo, las correas deben

almacenarse sobre una superficie plana, nunca colgadas de un gancho para que

no se deformen

f) componentes defectuosos (1%)

Como se observa, el principal motivo de fallo prematuro de una transmisión por correa

es un mantenimiento incorrecto, especialmente importante en aplicaciones en las que la

correa trabaja en condiciones de cargas elevadas, velocidades elevadas, temperaturas

extremas o con frecuentes paradas/puestas en marcha, y en cualquier caso en

equipamientos críticos.

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