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LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                               Ingeniero Mecánico




AFILADO DE HERRAMIENTAS CORTANTES
  PARA LA INDUSTRIA DE LA MADERA




      LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
         Ingeniero Mecánico




          Junio del 2012
        Medellín – Colombia

            Volumen II



                                               1
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                                               Ingeniero Mecánico



                       CONTENIDO

                                                           Pág.

TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO………………………………………………. 3
TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO Y VELOCIDAD
CIRCUNFERENCIAL O PERIFÉRICA.   …………………………………….. 6
CLASIFICAR CORREAS SEGÚN LA FORMA Y SEGÚN LA NORMA…….…15
CORREA CLÁSICA……………………………………………………………..                   43
VELOCIDAD PERIFÉRICA Ó VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL……….......51
RECOMENDACIONES GODYEAR PARA VERIFICACIÓN
DIMENSIONAL DE LAS CORREAS Y POLEAS.
VARIACIONES – TOLERANCIAS…………………..………………………...... 54
SECUENCIA DEL ACERO ………….………………………………………….. 58
EL ACERO……………………………….……………………………………...                    59
TABLA COMPARATIVA DE ACEROS ESPECIALES………...……………..… 84
ACEROS PARA HERRAMIENTAS…………………….……...……………..… 88
TRATAMIENTOS TÉRMICO………………………………..……………….……. 89
DUREZA DE LOS MATERIALES………………………………………………… 96
BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….…..... 110




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LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
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                        TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO

Para todo operario debe ser muy importante conocer, las r.p.m a las que gira la
herramienta de la maquina que opera en ese momento para lograrlo es necesario
conocer y aplicar la siguiente fórmula: n1 x d1 = n2 x d2

Conozcamos cada una de sus partes:

n1 = son las r.p.m del motor de la máquina que se opera.
d1 = diámetro de la polea que posee el motor en ése momento (puede ser en
     mm o en pulgadas).
n2 = son las r.p.m del eje por la herramienta de la máquina, que se calcula.
d2= diámetro de la polea que posee el eje porta herramienta (puede ser en mm
     o en pulgas). Las mismas unidades que utiliza en la polea motriz (d1))

Vamos a efectuar varios ejemplos, para que lo anterior quede más claro.
Tenemos una planeadora con los siguientes datos: Motor de 1750 r.p.m, con una
polea de 8" y un eje porta herramienta del cual no conocemos sus r.p.m. Dicho eje
posee una polea de 3". Necesitamos conocer las r.p.m del eje porta herramienta.

Como procedemos
Tenemos la fórmula:          n1 x d1 = n2 x d2

Los datos del problema:
Motor: 1750 r.p.m = n1
Polea motriz (polea del motor) = d1
Polea conducida (polea del eje porta hta) = d2
r.p.m del eje porta hta. = d1 = (no conocemos)

Fórmula:            N1 x d1 = n2 x d2
Conocemos:          n1 = 1750 r.p.m      d1 = 8"   d2 = 3"
No conocemos:       n2 = ?


Entonces
n2 = n1 x d1 = 1750 r.p.m x 8" = 4.666 r.p.m.
       d2               3"

n2 = 4.666 r.p.m estas son las r.p.m del eje porta hta.

                                                                                   3
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OTRO EJEMPLO.

Tenemos una sierra circular con los siguientes datos: Motor de 1.775 r.p.m. y una
polea motriz de 9" y una polea conducida de 3".
Cuáles son las r.p.m del eje porta herramienta?

Datos del problema
Motor 1.775 r.p.m = n1
Polea motriz (polea del motor) = d1
Polea conducida (polea del eje porta hta.) = d2
r.p.m del eje porta hta = n2 (no la conocemos).


Fórmula:            N1 x d1 = n2 x d2
Conocemos:          n1 = 1.775 r.p.m    d1 = 9"         d2 = 3"
No conocemos:       n2 = ?


Entonces:
n2 = n1 x d1 = 1.775 r.p.m. x 9" = 5.325 r.p.m
       d2                3"
n2 = 5.325 r.p.m.   Estas son las r.p.m del Eje Porta Herramienta.


OTRO EJEMPLO:
Tenemos un cepillo que posee un motor de 1.725 r.p.m y una polea motriz de 7".
El eje porta herramienta tiene 3"
Verificar las r.p.m del eje porta herramienta.

Datos del Problema
Motor de 1725 r.p.m. = n1
Polea motriz (polea de motor) = d1
Polea conducida (polea del eje porta herramienta) = d2
r.p.m. del eje porta herramienta = n2 (no la conocemos)

Fórmula:            n1 x d1 = n2 x d2
Conocemos:          n1 = 1.725 r.p.m              di = 7"     d2 = 3"
No conocemos:       n2 = ?




                                                                                   4
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Entonces:
n2 = n1 x d1 = 1.725 r.p.m. x 7" = 4.025 r.p.m.
       d2               3"
n2 = 4.025 r.p.m.   Estas son las r.p.m del Eje Porta Herramienta.

Es importante anotar que la fórmula que hemos utilizado en los 3 problemas
anteriores, también podemos utilizarla para otros casos, por ejemplo:

•   para averiguar la polea motriz tendríamos:
     d1 = n2 x d2
            n1
     Hay que resaltar que este caso debemos conocer n2, d2 y n1.

•   Para averiguar r.p.m. del motor tendríamos:
     n1 = n2 x d2
            d1
     Se debe tener como conocidos a d1, n2 y d2

•   Para averiguar la polea conducida tendríamos:
     d2 = n1 x d1
            n2
     Se resalta que se debe conocer a n1, d1 y n2




                                                                                5
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   TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO Y VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL O
                         PERIFÉRICA.



Es muy importante conocer que R.P.M. tiene un eje, donde se va montar una
herramienta de corte. Cuando se calcule la V.C. (Velocidad de corte), conociendo
el diámetro de la misma, nos lleva a utilizar la máquina con más seguridad, sin
temor de un posible accidente, por las razones anteriores.

Gracias a los cambios en los diámetros de las poleas en los sistemas de
transmisión, podemos obtener RPM en el eje conducido de acuerdo con las
necesidades o con la herramienta que vayamos a montar, ya que los motores
eléctricos de comente alterna tienen pocas posibilidades en cuanto a las RPM;
éstos pueden ser:
• De baja con RPM de 1125 a 1750.
• De alta con RPM de 3400 a 3600.

Nota: La potencia no incide en las RPM.

CÁLCULO DE RPM.

Para calcular a que RPM se encuentra girando el eje porta herramienta de una
máquina convencional para procesar madera, debemos utilizar la siguiente
relación:

                               N1 x D1 = N2 x D2
Donde:
N1 = RPM del eje conductor (RPM motor).
D1 = Diámetro polea conductora.
N2 = RPM del eje conducido.
D2 = Diámetro polea conductora.

En cualquier sistema podemos tomar la medida de D1 y D2; y podemos leer las
RPM del motor, faltando solamente conocer N2; pero conociendo los tres valores
anteriores podemos despejarla de la siguiente forma:

                            N1 x D1 = N2
                              D2


                                                                              6
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Ejemplo: Calcular N2 con los siguientes datos:

N1 = 1750 RPM                    (1750 x 6) = N2
D1 = 6"                              3
D2 = 3"                               3500 = N2

Contando con el prototipo "Dispositivo de poleas", podemos hacer el montaje
directo de poleas de 3" para el eje conductor, y de 6" para el eje conducido.
Conocemos RPM del eje conductor por la placa del motor que nos entrega dicha
información. Con el sistema apagado podemos dar respuesta a las siguientes
preguntas:
1. Por cada vuelta de la polea conductora cuántas vueltas da la polea conducida?
2. Qué pasa si la polea conductora tiene mayor diámetro que la polea conducida?
3. Qué pasa si tiene menor diámetro?
4. Qué pasa si ambas poleas tienen igual diámetro?

Luego podemos encender el sistema y verificar con una herramienta medidora de
revoluciones como es el tacómetro y comparar:
• Que las revoluciones del motor correspondan a las que dice en la placa.
• Que las revoluciones del eje conducido correspondan a las calculadas en el
   ejemplo anterior.

Nota: Existe un margen de tolerancia del 5% en el número de revoluciones por
minuto por exceso o por defecto sin ninguna incidencia en el sistema.

En éste primer caso tenemos una relación directa del alumno con el prototipo, con
la posibilidad de montar, medir, verificar, experimentar y visualizar resultados.

Nota: Intercambiar otros diámetros de poleas y repetir los pasos anteriores de
cálculo, preguntas y verificación en el prototipo.

CALCULO DE LONGITUD DE BANDA.

El elemento de unión entre los ejes conductor y conducido se llama banda o
correa de transmisión; ésta debe ajustar en las poleas respectivas y su ajuste
debe ser preciso y tener una tensión adecuada.




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Existen varios tipos de bandas entre las que mencionamos las siguientes:
• Banda en V tipo A, B, C, D para transmisión de potencia y velocidad.
• Banda plana para transmisión de alta velocidad.
• Banda dentada para transmisión de velocidad y sincronismo.
• Banda de sección redonda para sistemas de arranque y marcha.
• Banda de eslabones para transmisión de potencia.

De acuerdo con el tipo de máquina, diseño, función y operación se selecciona el
tipo de banda para el sistema de transmisión; por éstas mismas razones sus
longitudes son también diferentes y se hace necesario calcular exactamente su
medida para lograr el ajuste del sistema evitando pérdidas de potencia por ficción,
o deterioro de partes del sistema por exceso de tensión. Para calcular la longitud
de banda lo más aproximado posible utilizaremos la siguiente fórmula:




Contando con el prototipo "Dispositivo de poleas" con el sistema montado y la
banda tensionada, aplica la fórmula tomando los datos respectivos y calcule la
longitud de banda. (Recuerde que todas las unidades de longitud deben ser en
pulgadas). Compare el valor obtenido con la longitud que aparece marcada en la
banda, (valores cercanos). Esta práctica nos permitirá calcular la longitud de
banda para cualquier sistema.

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Nota: Todos los sistemas de transmisión cuentan con un soporte ranurado para el
motor que permite desplazarlo para dar tensión a la banda; en el momento de
calcular la longitud de banda procure que la distancia entre ejes sea la misma
posible para lograr la tensión y compensar el estiramiento de las bandas por
efectos del trabajo.

TENSIÓN DE MONTAJE.

La tensión de montaje es de gran importancia ya que un exceso de tensión en el
sistema puede provocar desgastes prematuros en bandas y poleas o desgastes
en los sistemas de rodadura de las máquinas tanto en el motor como en los ejes; y
una baja tensión de las bandas, puede producir deslizamientos y fricción en la
canal de las poleas, generando pérdidas de potencia y deterioro de bandas y
poleas. La fórmula general para determinar la tensión de poleas corresponde al
10% de la distancia entre centros pero comúnmente la tensión ideal se logra
cuando las bandas en su punto medio de montaje tienen una elongación
aproximada de una pulgada, cuando se ejerce sobre ellas una presión moderada.

Contando con el prototipo se puede experimenta los distintos casos y observar los
resultados para la tensión de las bandas.




TIPO DE POLEA Y SECCIÓN DE BANDA

Los factores de diseño, la carga máxima de trabajo, la potencia a transmitir son
entre otros los factores que se deben tener en cuenta que tipo de polea se debe
montar a un sistema de transmisión al igual que el tipo correa y el número de
canales.


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La relación es que en la medida en que la potencia a transmitir es mayor se debe
considerar el aumento de la sección de poleas y correas como el número de
canales.




Teniendo el prototipo "Dispositivo de poleas" observe físicamente las
características de sección de poleas y correas; analice su ajuste y deduzca que
puede ocurrir si no hay correspondencia entre el tipo de polea y la sección de
correa.

POLEAS EN CARACOL

Las poleas en caracol son utilizadas en los sistemas de transmisión de máquinas
que requieren una variación de RPM más amplia para el eje conducido como es el
caso de taladros, trompos y tomos entre otros; variación que se hace necesaria
por los diferente diámetros de las herramientas de corte, siendo conveniente

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aumentar o disminuir las RPM de funcionamiento para lograr las condiciones
óptimas de la herramienta.

Las características de las poleas en caracol es que tienen iguales medidas pero
son montadas a partir de los diámetros opuestos y lograr así la variación de las
RPM, sin variar la longitud de la banda (ver plano adjunto).

Contando con el prototipo "Dispositivo de poleas", hacer el cálculo respectivo
tomando los datos de RPM del motor, y diámetros de las poleas; luego hacer el
montaje en el dispositivo y tomar las medidas respectivas de RPM en cada canal
con el tacómetro y comparar resultados.

VELOCIDAD PERIFÉRICA.

Este fenómeno se presenta en todas las herramientas de corte, y en general para
todo elemento que esté sometido a giro, como es el caso de las piedras de esmeril
en donde la velocidad Periférica es determinante para su correcto funcionamiento.

Analizando el fenómeno físico velocidad es la relación que existe entre el
desplazamiento de un cuerpo y el tiempo que toma en hacerlo; de allí la fórmula
genérica de velocidad es:

                                    V = E/T
Donde:      V = Velocidad
            E = Espacio recorrido
            T = Tiempo empleado o unidad de tiempo.

Es así como los automóviles se desplazan con velocidad medida en Km./h.
Para las herramientas de corte se utilizan otras unidades:
Sistema Americano Pues/minuto.
Sistema Europeo Mts/seg.

Velocidad lineal: Es aquella en la que la trayectoria o desplazamiento del
elemento es en forma recta o lineal,

Velocidad circular: Es aquella en la que el elemento describe un círculo definido
en su desplazamiento.




                                                                               11
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Velocidad periférica: Es la que se da en el punto más alejado del centro de las
herramientas circulares en el momento de giro,

Velocidad de corte: Es la que se da en la herramienta circular justo en el
momento de contacto al corte.

Cuando un disco comienza a girar por efectos de las RPM, los dientes del disco
comienzan a desplazarse describiendo una circunferencia que finalmente
corresponde al diámetro de la herramienta. En ese caso los dientes tienen una
velocidad circular (fig. 1). Cabe anotar que los dientes de la sierra se encuentran
en la periferia del disco es decir el punto más alejado de la circunferencia al centro
de la misma, por tanto cuando el disco está girando los dientes tienen una
velocidad periférica (fig. 2).

Justo cuando los dientes entran en contacto con la madera o con el material a
cortar allí se presenta lo que llamamos velocidad de corte.




                                                                                   12
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Velocidad de Corte Recomendados


 Herramienta                          Velocidad de corte

 Cuchillas rectas                     30 mts/seg
 Cuchillas de forma                   40-60 mts/seg
 Sinfín                               35 mts/seg
 Sierra circular acero                40-mts/seg
 Sierras circulares tungsteno         50 mts/seg

De los valores obtenidos en los pasos anteriores determinar cual diámetro de
disco y que revolución nos .aproxima a una velocidad de corte de 50 mts/seg para
una siena de tungsteno.

En la tabla siguiente tenemos los valores necesarios para evaluar, verificar y
diagnosticar el financiamiento de una herramienta circular teniendo en cuenta:
diámetro, RPM y velocidad de corte necesarios.

                                     Velocidad Centérica m/s
     Diámetro
                40      47      50        55      60        70     80      90
       mm

          150   5100    5990     6370      7010    7640     8920   10190   11470
          200   3820    1490     4780      5250    5730     6890    7640    8600
          250   3050    3590     3820      4200    4590     5350    8110    6880
          300   2550    2990     3180      3500    3820     4480    5100    5730
          315   2440    2860     3050      3350    3850     4260    4890    5490
          355   2180    2570     2730      3000    3280     3820    4370    4910
          400   1910    2250     2390      2830    2870     3340    3320    4300
          450   1700    2000     2120      2340    2550     2970    3400    3820
          500   1530    1800     1910      2100    2290     2680    3060    3440
          550   1390    1830     1740      1910    2080     2430    2780    3130
          600   1270    1500     1590      1750    1910     2230    2550    2870
          650   1180    1380     1470      1620    1780     2060    2350    2850
          700   1090    1280     1360      1500    1640     1910    2180    2460
          750   1020    1200     1270      1400    1530     1780    2040    2290


CÁLCULO DE POTENCIA

Este tema complementa todos los elementos en el análisis de los sistemas de
transmisión, siendo de gran importancia identificar cual es la potencia que requiere
un motor de acuerdo con la herramienta a utilizar y el trabajo a realizar. Para este

                                                                                   13
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cálculo debemos tener en cuenta muchos factores que vamos a analizar paso a
paso con la ayuda de la siguiente tabla.

PROTOTIPO DISPOSITIVO DE POLEAS


      Espesor
                                      DENSIDAD DE LA MADERA
      de viruta
       (mm)
                     d <= 0.70 H = 12% Suave           d >= 0.80 H = 12% Dura
        0.05       6   9 12 15 4 8 10          12 7 12 14 16 3.4 10 12 14
        0.10      3.5 6    8 9.5 2 5.5 7.2      8 4     7 9 11 2.4 6.5 7.5 10
        0.20       2   4   6   7 1.5 3 4.5      6 2.3 4.5 7     8 1.5 3.5 5.5 7
        0.30      1.8 3 4.5 6     1 2.3 3.3     5 1.7 1.7 3.3 6.5 1.2 2.7 4 5.3
        0.40       1 2.5 4 5.5 0.8 2      3    4.5 1.4 3.5 4.8 5.8 1 2.2 3.5 5

       Tipo de    A   B   C   D   E    F   G   H   A   B   C    D   E    F   G   H
       Trabajo


A. Trabajos de cepillado y regruesado liviano, fresado perpendicular a las fibras,
   perforados con herramientas clásicas.
B. Trabajos de cepillado y regruesado pesado, aserrado periférico con sierra
   circular.
C. Aserrado con circular corriente, trabajos de trompo en dirección de las fibras.
D. Trabajos de trompo, aserrado con cierra de cinta, fresado en sentido de la fibra
   perforados con broca.
E. Operaciones de desarrollo y de corte.
F. Desbastado por regruesado.
G. Aserrado transversal con sierra circular.
H. Aserrado transversal con cierra cinta.




                                                                                       14
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                         CLASIFICAR CORREAS
                   SEGÚN LA FORMA Y SEGÚN LA NORMA

CORREAS EN V
La correa en V (Figura 1) es un tipo de enlace flexible con sección transversal en
forma de trapecio.




Su empleo se ha extendido, reemplazando en los mecanismos de enlace flexible a
las correas planas, ya que con este tipo de correas es posible la transmisión de
fuerza y movimiento desde una fracción de caballo de fuerza (con una correa y un
canal) hasta, potencias de 6.000 HP con sólo variar la sección y el número de
correas.

En la construcción de este tipo de correas se distinguen tres zonas diferentes
(Fig. 2), que desempeñan las siguientes funciones:

ZONAS DE UNA CORREA EN "V"




                                    Figura 2
Zona de Tensión:

Es un cojín de goma con capacidad para absorber los esfuerzos de tracción
durante la flexión de la correa.




                                                                               15
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  Zona neutra:

  Es una sección de la correa en la parte central conformada por una o varias líneas
  de cuerdas inextensibles, de gran resistencia, que tienen por objeto soportar la
  carga ejercida sobre la correa y resistir cualquier tipo de alargamiento. Al estar
  situada en el eje neutro de la correa no es afectada por los esfuerzos detracción y
  compresión cuando !a correa se flexa en la ranura de la polea.

  Zona de Compresión:

  Es el cojín de la parte inferior, de una clase de goma con capacidad para dar la
  rigidez lateral necesaria y absorber los esfuerzos de compresión durante la flexión
  de la correa alrededor de la polea.

  Las correas llevan un revestimiento de la tela flexible de algodón, cortada al sesgo
  y sometida al proceso de vulcanización que protege eficazmente el interior de la
  correa,

  Clases de Correas en V

  Existen diversas clases de correas en V de acuerdo con la utilización que se
  asigne a cada una de ellas, la máquina donde estén ubicadas y la potencia que se
  quiera transmitir, siendo las principales:

                               Lados planos
                               Lados cóncavos
                               Con dentado interior
  CLASES DE CORREAS            Para velocidad variable
  EN "V" SINFÍN                Doble V
                               Para unir conjuntas
                               Eslabonada
                               Dentada para poleas dentadas
                               (Sincrónica)

Correa Sinfín de Flancos Planos:

Es la clase más común y la que tiene mayor aplicación
porque se adapta a casi todos los requerimientos de
transmisión por enlace flexible.

                                                                                   16
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  Correa Sinfín de Flancos Cóncavos:

  Son correas con flancos cóncavos como
  se aprecia en la figura y que por el efecto
  del abombamiento de la parte central y de
  la presión al flexarse en la ranura de la
  polea, se vuelven planas, ofreciendo un
  mayor contacto en laranura de la polea.



                                    Correa Sinfín para velocidad variable:

                                    Esta correa en la parte interior se parece a la
                                    correa con dentado interior, con la diferencia de
                                    que es más ancha y en algunos casos más
                                    gruesa.

                                    Se utiliza en variadores de velocidad (sin
Figura 5                            cambiar de polea).




Correa para unir con juntas:

Se caracteriza por tener perforaciones
equidistantes que permiten adaptar la
cualquier longitud. El empalme se realiza
utilizando juntas metálicas especiales que
tienen como pasadores dos tornillos.

La sección transversal es igual a la de los
tipos comunes de correas en V.




                                                                                 17
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 Correa Eslabonada:




                                      Figura 7


 Los eslabones están construidos en un tejido de cuerdas inextensibles y de gran
 resistencia vulcanizados. Estos eslabones se unen entre sí por pasadores de
 acero bañados en cadmio para evitar la oxidación.

 Los eslabones se construyen en todos los tamaños normalizados. Cada eslabón
 lleva un pasador remachado en la parte inferior con una arandela para protegerlo.

 El pasador que sobresale en la parte superior es para acoplar los eslabones,
 permitiendo adaptarla a cualquier longitud adicionando o removiendo eslabones
 según la necesidad.

 Esta clase de correa no lleva la tela de protección, pero se asienta muy bien enla
 ranura de las poleas, produciendo un buen efecto de agarre.



Correa Doble V Lados Cóncavos:

Estas correas se asemejan a dos correas
en V unidas por el lado más ancho y su
aplicación es para transmitir fuerza y
movimiento a ejes que giran con diferente
sentido de rotación, esto es en
transmisiones serpentinas.




                                      Figura 8




                                                                                18
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                        Correa Doble V Lados Planos:

                        Presenta las mismas características de las correas
                        doble V lados cóncavos, así como su uso en
Figura 9
                        transmisiones serpentinas.


Correa Dentada:




                                     Figura 10

Esta clase de correa se diferencia de las otras en que el montaje no es sobre
poleas con ranura en V sino sobre una polea dentada en donde los dientes deben
tener igual paso que el de la correa.

Se observa que el contacto de la correa no es con las caras laterales y que no
presenta pérdida de potencia por deslizamiento. Su principal aplicación es en
mecanismos sincronizados en transmisión de fuerza y movimiento.

Correa Sinfín con dentado inferior:

Esta clase de correa presenta una serie de incisiones a todo lo
largo de la correa en la parte inferior en forma de ángulo con el
fin de adaptarse a cualquier diámetro de la polea y además por
estas ranuras formar una corriente de aire que ayude a
refrigerar la polea. Su uso principal es en transmisiones de alta
velocidad.

No debe confundirse esta clase de correa con una correa
dentada.
Ventajas de las Correas en V

Cuando la correa se flexa en la ranura de la polea se produce un cierre por
acuñamiento.

El efecto de acuñamiento hace que la correa se agarre en las paredes laterales de
la ranura y el deslizamiento que permite es mínimo, en igual forma que la pérdida
de potencia, dependiendo del arco de cobertura de la correa.

                                                                                   19
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De este factor se desprenden las
siguientes ventajas de las correas V:
                                                Figura 12


1. Menor distancia entre centros
La distancia mínima permitida es de una vez el diámetro de la polea mayor, que
significa economía de espacio.

2. Alta relación de velocidad
Las correas en V están capacitadas para trabajar en relación de 1 a 13, teniendo
como limitante el arco minino de contacto de 120°.

El rendimiento que alcanza un máximo del 97% con un arco de cobertura de 180°.
Cuando se disminuye el arco de contacto se aplica el siguiente factor de
corrección para trabajar a plena carga.

Para:        170°= 0,96       140° =0,89
             160° =0,94       130° =0,86
             150° =0,92       120° =0,83

Ejemplo:

La polea menor de una transmisión tiene de cobertura 140° y teóricamente debe
girar a 780 rpm. ¿Cuál será la velocidad real de giro?

140° = 0,89 de rendimiento
780 x 0,89 = 694 rpm

Podemos decir que con un arco de cobertura de 140° y 780 rpm en el cálculo, a
plena carga se estima que el número real es de 694 rpm.

3. Resisten el polvo y la humedad
Debido a su construcción se pueden usar en minas, aserraderos, plantas de
trituración o en máquinas a la intemperie.

Doble forro, doble resistencia.

                                                                              20
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4. Amplio cambio de funcionamiento

La transmisión de fuerza y movimiento puede hacerse en ambas direcciones o
entre poleas que estén en posición horizontal, vertical u oblicua.

Bajo cuidados especiales se adaptan a trabajos con calor excesivo, con aceites o
con sustancias químicas.

5. Choques amortiguados

Estas correas absorben los esfuerzos producidos por arranques, paradas bruscas
o cambios repentinos en el sentido de rotación.

6. Bajo costo de mantenimiento

Cuando las correas se instalan correctamente, esto es, tensión normal, correas de
igual longitud y buen alineamiento de las poleas, requieren de muy poca atención.

7. Longitud exacta bajo tensión plena

Las correas en V se fabrican individualmente con sección transversal correcta.

Se vulcanizan a gran presión con la tensión correcta, para asegurar la longitud
exacta bajo carga completa.

Para poleas de múltiples ranuras se deben seleccionar juegos de correas o varias
correas iguales.

Además podemos mencionar otras ventajas como:

    Tensión de montaje inferior que para correas planas.
    Esfuerzos débiles sobre los ejes que disminuyen el desgaste y !a fatiga de los
    soportes.
    Transmisión de cualquier potencia con sólo variar la sección y número de
    correas.
    Supresión de tensores.




                                                                                 21
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Las correas en V están construidas para asentar en .una ranura que puede variar
entre 34° y 40°, teniendo relación este ángulo con el diámetro de la polea menor
principalmente y con el tipo de correa.

CUADRO PARA CONSTRUCCIÓN DE POLEAS SEGÚN NORMAS DIN




                           Figura 13
                                                   H =-Profundidad de ranura
                                                   H =b+4a6 mm




           Tipo de     Ancho       Espesor              Diámetro        Ángulo
           correa      correa       correa              exterior          α
                         A            b

              Z          10            6      De   63 - 86 mm            34º
                                                   96 - 106 mm           36º
                                                   118- 146 mm           38º
                                                   146 en adelante       40º

              A          13            8      De   80 - 108 mm           34º
                                                   120 - 133 mm          36º
                                                   148 - 183 mm          38º
                                                   188 en adelante       40º

              B          17            11     De   125 - 151 mm          34º
                                                   171 - 191 mm          36º
                                                   211 - 261 mm          38º
                                                   261 en adelante       40º

              C          22            14     De   200 - 238 mm          34º
                                                   264 - 294 mm          36º
                                                   294 - 314 mm          38º
                                                   364 en adelante       40º

          Para la norma SAE se aplican los valores equivalentes



                                                                                       22
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Se recomienda que diámetros inferiores a los mínimos no deben ser usados a
menos que la potencia a transmitir sea demasiado baja o en casos extremos
donde se deba sacrificar el factor rendimiento a cambio de otro factor más
importante.

Otro factor importante que debe tenerse en cuenta es la velocidad de la correa
que no debe exceder de 25 m/seg.

Vb          = Velocidad de banda (correa) m/seg
N           = r.p.m.
Dp          = Diámetro primitivo en mm        60    = minutos a segundos
60.000      = Constante de Conversión         1.000 = milímetros a metros

            Vb = Dp . π . N         El diámetro primitivo en una polea es
                  60.000            aproximadamente igual al diámetro exterior
                                    menos el espesor de la correa.

                                                   Dp = De - b

NORMALIZACIÓN DE LAS CORREAS

Las correas en V se construyen de diferentes tamaños y longitud para satisfacer
necesidades de potencia y velocidad.

El tamaño de una correa en V viene dado por el ancho y el espesor.




                                             a     =      ancho (base mayor)
                                             b     =      espesor


                                Figura 14



Los tipos de correa según norma SAE para uso industrial son: M,A,B,C,D,E,
además de tres tipos con dentado en la parte inferior que corresponden a LT, AT,
BT.


                                                                                23
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                                    Figura 15



NORMALIZACIÓN EUROPEA

La norma DIN distingue cuatro tipos identificados con las letras Z, A, B, C, y los
tipos equivalentes a la norma SAE.



                                                          Tipo   Z    A    B C
                                                           a     10   13   17 22
                                                           b     6    8    11 14



                  Figura 16


Identificación Según Norma S.A.E.

Las correas construidas según norma S.A.E. tienen impresa la longitud en
pulgadas y el tipo de correa, así: B 68, C 75, etc., en donde el número
corresponde a la longitud en pulgadas y la letra al tipo de correa. La letra puede
estar antes o después del número.

                                                                                24
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                                                                Ingeniero Mecánico



Norma D.I.N.

La longitud viene impresa en milímetros con el ancho y el espesor así:
1.348 x13 x 8, en donde 1.348 mm de longitud, 13 mm de ancho y 8 mm de
espesor, correspondiendo a una correa de 1.348 mm de longitud tipo A norma
D.I.N. Algunos fabricantes omiten el espesor y el ancho.

Para encontrar la equivalencia de una a otra norma se multiplica o divide por 25,4
según el caso.

Ejemplo:

El caso 1.348x13x8

1.348 ÷ 25,4 = 53

El 13 x 8 corresponde a tipo A Norma S.A.E.

Por lo tanto, la correa es: A 53 o 53A

La correa viene impresa A 53 -1.348

POLEAS EN "V"

Poleas acanaladas en "V"

En los mecanismos de transmisión se
utiliza también la polea acanalada en "V",
que por su forma impide que la correa se
salga por mala alineación de sus ejes.

Este tipo de poleas se construyen en
aluminio, hierro fundido o acero prensado.
                                                           Figura 17



Las poleas acanaladas en "V" vienen con uno, dos, tres o más canales, según la
potencia que se quiera adquirir en la transmisión.


                                                                               25
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CASO ESPECIAL

Poleas Para Velocidad Variable:

Están constituidas por dos discos cónicos (Figura 18) que pueden desplazarse a lo
largo del árbol transmisor. Esto facilita el ajuste de- la correa sobre diferentes
diámetros de las poleas.

Con ellos se puede variar la velocidad entre un 9% a un 28%.


                                      Cuando se necesita aumentar o disminuir
                                      la velocidad en un mecanismo de
                                      transmisión, se cierran o se abren los
                                      discos cónicos.

                                      Esta operación se realiza manual o
            Figura 18
                                      automáticamente.




                                    Figura 19




                                                                               26
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
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                          CALCULAR:
 LONGITUD DE LAS CORREAS, TRANSMISIÓN Y POTENCIA A TRANSMITIR

CALCULO DEL NUMERO DE CORREAS EN V

En el número de correas en V son factores determinantes: la potencia a transmitir
y la velocidad de la correa. Este número de correas se puede determinar con la
ayuda de la siguiente Tabla.



  Ejemplo:                                  Veloc..            Sección de la Correa
                                            m/seg        A      B       C       D     E

  Si    quisiéramos   transmitir una                  Potencia en CV por una correa
  potencia de 45 CV por medio de               5,0       0,9     1,2     3,0    5,5    7,5
                                               5,5       1,0     1,3     3,1    6,0    8,2
  correas tipo D para trabajar a una
                                               6,0       1,0     1,4     3,3    6,5    8,9
  velocidad de 16 m/seg. ¿Cuántas              6,5       1,1     1,5     3,5    7,0    9,5
  correas son necesarias?                      7,0       1,2     1,6     3,7    7,5   10,2
                                               7,5       1,3     1,7     3,9    8,0   10,9
                                               8,0       1,4     1,8     4,3    8,4   11,6
  1. En la columna        de   velocidad       8,5       1,5     1,9     4,6    8,8   12,2
     busque 16 m/seg.                          9,0       1,6     2,1     4,9    9,2   12,8
                                               9,5       1,6     2,2     5,2    9,6   13,4
                                              10,0       1,7     2,3     5,5    9,9   14,0
  2. Siga hacia la derecha hasta              10,5       1,8     2,4     5,7   10,4   14,8
                                              11,0       1,9     2,5     5,9   10,9   15,1
     encontrar    en   la   columna
                                              11,5       1,9     2,5     6,1   11,5   15,7
     correspondiente a tipo D y el            12,0       2,0     2,6     6,3   13,0   16,3
     número que coincide será el              12,5       2,1     2,7     6,5   12,5   16,9
                                              13,0       2,2     2,7     6,7   12,9   17,4
     correspondiente a una sola               13,5       2,2     2,8     6,9   13,3   17,9
     correa.                                  14,0       2,3     2,9     7,1   13,7   18,5
                                              14,5       2,3     3,0     7,3   14,1   19,0
                                              15,0       2,4     3,1     7,5   14,5   19,5
  3. Como necesita transmitir 45 CV,          15,5       2,4     3,2     7,7   14,8   20,0
     divida el número de CV por el            16,0       2,5     3,3     7,9   15,0   20,5
                                              16,5       2,5     3,4     8,1   15,3   21,0
     valor hallado en la tabla. 45/15 =3.     17,0       2,5     3,5     8,3   15,6   21,4
                                              17,5       2,6     3,6     8,5   15,9   21,8
  Se necesitan 3 correas tipo D para          18,0       2,6     3,7     8,6   16,3   22,1
                                              18,5       2,6     3,8     8,7   16,5   22,5
  transmitir 45 CV.                           19,0       2,7     4,0     8,8   16,8   22,9
                                              19,5       2,7     4,1     8,9   17,1   23,2
                                              20,0       2,8     4,2     9,0   17,4   23,4
  Como el número de correas está
                                              25,0
  relacionado con la velocidad ésta
  puede encontrarse por medio de
  gráfico o fórmula.

                                                                                       27
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                                       Ingeniero Mecánico



VELOCIDAD DE LA CORREA EN METROS POR SEGUNDO




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Modo de Encontrar la Velocidad por Medio de Esta Tabla

1. Trace una línea que una el punto "O" con el número de rpm.

2. Trace una línea vertical que parte del diámetro del círculo primitivo
   correspondiente al de la polea en mm.

3. Desde el punto donde se cruzan las dos líneas anteriores, siga la línea
   horizontal hasta encontrar el rango correspondiente a la velocidad de la correa.

Ejemplo:

Cuál será la velocidad de una correa montada en una polea de 125 mm. de
diámetro primitivo y que gira a 750 rpm. Observamos las líneas trazadas,
seguimos los pasos que se indican y encontramos que la velocidad de la correa es
de 5 m/seg. (Ver tabla anterior).

LONGITUD DE LAS CORREAS EN V

La longitud de las correas en V depende de los diámetros de las poleas y de la
distancia entre sus ejes.

La relación entre los diámetros determina la relación de transmisión.

La longitud se puede determinar con exactitud por medio de fórmula y con
aproximación por medio de gráficos.

POR FORMULA

                                   2
L = 1,57 (Dp + dp) + 2C + (Dp - dp) .
                            4C

                                                   L = Longitud de la correa (mm. o pulg.)
                                                   C = Distancia entre centros (eje)
                                                   1 57 = π = Constante de cálculo
                                                          2
                                                   Dp = Diámetro primitivo de la polea mayor.
                                                   dp = Diámetro primitivo de la polea menor,
                                       Figura 20




                                                                                                29
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Ejercicio

Calcular la longitud de una correa en V que debe -trabajar en una transmisión que
tiene 90 cm. entre centros, De igual a 480 mm, de igual 120 mm, para una correa
tipo B.

Debe tenerse en cuenta que se trabaja con Ø primitivos.

De y de = Ø exteriores de las poleas

      Dp = 480 - 11 = 469 mm
                                         Dp = De - b
      dp = 120 - 11 = 109 mm



             L = 1,57 (Dp+dp) + 2c+ (Dp – dp)2
                                       4c
Reemplace:

                                             (469 – 109)2
      L=1,57(469+109)+2x900+
                                               4 x 900

                                    (360)2
      L = 1,57 x 582 + 1.800 +
                                    3.600

      L= 907+1.800+36= 2.743 mm.

Para el equivalente según Norma S.A.E.

      2.743 +25,4 = 108" (aprox.)

La identificación de esta correa será:

      108B = B108 - 2.743




                                                                                 30
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POR GRÁFICO

Se puede hallar la longitud de una correa en V por medio de un gráfico, siguiendo
las siguientes instrucciones:

a. Coloque una regla que una los puntos que corresponden a la distancia entre
   centros y al diámetro primitivo de la polea de diámetro menor.

b. Siga la línea diagonal desde el punto donde la relación de velocidades
   D
   d conocida, intercepta con la regla.



                    DISTANCIA ENTRE CENTROS EN mm.




                                                                               31
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c. Observe la longitud de la correa.

Ejemplo:
Si comparamos el caso de la fórmula que es 900 mm distancia entre centros, el
diámetro primitivo de la polea menor son 109 mm y la relación D/d es 469/109 =
4.3. Seguimos las instrucciones y observamos que el punto de intersección (dentro
del círculo) nos da un valor muy próximo al del cálculo (2.743 mm). (Ver tabla pág.
anterior)

CALCULO DE TRANSMISIÓN

Para el cálculo de transmisión por correas en V se establece una pequeña
diferencia con relación a la transmisión por correas planas en cuanto se refiere a
los diámetros de las poleas y es que se trabaja con diámetro, primitivo.

Cuando se habla de diámetro en las poleas en V se refiere a diámetro primitivo.




                                       Figura 21


Factores a tener en cuenta:

  N = Número de revoluciones en polea conductora
  n = Número de revoluciones en polea conducida
  D = Diámetro primitivo de polea conductora
  d = Diámetro primitivo de polea conducida

Las letras mayúsculas se utilizan para identificar los datos correspondientes a la
polea conductora y las letras minúsculas a la polea conducida.

Partimos de esta igualdad:       DxN=dxn

Diámetro de la polea conductora por su número de r.p.m., es igual al diámetro de
la polea conducida por su número de r.p.m.


                                                                                  32
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Al despejar la igualdad encontramos:
D = d.n
     N
N = d.n
     D
d = D.N
     n
n = D.N
     d

Ejemplo:
Un motor gira a 1.270 r.p.m., lleva montada una polea con 125 mm de diámetro
exterior, transmite movimiento a otra polea de 265 mm de diámetro exterior.
Calcular el número de rpm para correa tipo A.

      Dp = De - b = 125 - 8 = 117 mm
                                              N – 1.270 r.p.m.
      dp = de - b = 265 - 8 = 257 mm




RELACIÓN DE VELOCIDAD

Se refiere a la relación o razón entre el número de r.p.m. de la polea conductora y
las r.p.m. de la polea conducida.

Ejemplo:
3/1 = por cada tres r.p.m. de la polea conductora, la conducida dará una vuelta
(leer 3 a 1)

Ejemplo:
2/5; por cada dos r.p.m. que da la polea conductora, la conducida dará 5 r.p.m.
Para encontrar los diámetros de las poleas en V con base en la relación de
velocidad se siguen los siguientes pasos:

 a. Multiplicar el numerador y et denominador por un mismo número teniendo en
    cuenta que el valor encontrado no sea inferior al diámetro mínimo
    recomendado.

                                                                                33
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                                                               Ingeniero Mecánico



 b. Agregar a cada diámetro el espesor correspondiente, el espesor (B) del tipo
    de correa.

 c. Al hacer el montaje el dato del numerador corresponde al diámetro de la
    polea conducida y el dato del denominador corresponde al diámetro de la
    polea conductora.

Ejemplo:

Encontrar los diámetros de dos poleas para una relación de velocidad de 4,5/2
para correa tipo B.

Diámetro mínimo para correa tipo B = 125 mm



Los números 36 y 16 obtenidos son unidades que pueden ser 36 y 16 pulgadas o
36 y 16 cm.

Supongamos que son cm. 36 x 10 = 360 mm; 16x10 =160mm
360 + espesor correa = 360 +11 = 371 mm
160 + espesor correa = 160 + 11 = 171 mm

Los diámetros exteriores de las dos poleas son: 371 y 171 respectivamente.

Como 371 ocupa posición de numerador corresponde al diámetro de la polea
conducida, y 171 corresponde al diámetro de la polea conductora.

Para encontrar las rpm de la polea conducida conociendo las rpm del motor y la
relación de velocidad, multiplica rpm por el denominador y lo divide por el
numerador.

Ejemplo:
¿Cuál será el número de rpm de una polea conducida cuando el motor gira a
1.200 r.p.m. y la relación de velocidad es de 5/1?




Resultado: 240 r.p.m. de la conducida.

                                                                              34
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Para encontrar diámetros de poleas en V a partir de las r.p.m.

  a. Simplificamos por cualquier número.
  b. Agregamos a los diámetros obtenidos el espesor del tipo de correa.

Ejemplo:

Encontrar los diámetros de dos poleas cuando la conductora debe girar a 960
r.p.m. y la conducida a 345 r.p.m. Correa tipo A.

Simplificamos:

320
960   320 + 8 = 328 Ø polea conducida .
345   115 + 8 = 123 Ø polea conductora
115




                                                                                35
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                 MONTAJE DE POLEAS Y CORREAS EN "V"

MONTAJE Y ALINEACIÓN DE POLEAS Y CORREAS EN "V"

Al llevar a cabo esta tarea el mecánico debe poner en práctica una serie de pre
cauciones que le ayuden a realizar el trabajo de la manera más segura y a la vez
con el mínimo de tiempo y dificultad.

Proceso de ejecución:

1. Desconecte el equipo durante el montaje

Siempre que se trate de una tarea de mantenimiento asegúrese de:

       Interrumpir el paso de corriente al equipo.
       Colocar una señal de advertencia que indique que se está en
       mantenimiento de equipo.
       Bloquear el control (con candado).




                                    Figura 22



2. Verifique el Paralelismo de los Ejes

Los tipos comunes de desalineamiento se muestran en la figura 24. Son causados
por ejes que no están paralelos o-poleas 'desalineadas. La forma de controlar el
paralelismo se estudió en el módulo anterior.


                                                                              36
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                                     Figura 24




                                     Figura 24

3. Monte la polea en el árbol

   a. Revise que en las superficies de ajuste no hayan rebabas o abolladuras, si
      existen elimínelas con una lima.
   b. Inserte la polea en el árbol, cuando es muy pesada provéase de un aparejo
      para levantarla y manualmente móntela en el eje, si es necesario dé golpes
      de martillo con un material más blando que el material de la polea, haciendo
      coincidir las ranuras para la cuña.
   c. Si la polea y árbol se unen por cunero y prisionero compruebe el ajuste de
      estos elementos, insertando la cuña en el cunero tanto del árbol y la polea;
      este elemento debe montarse con el tipo de ajuste deslizante.
   d. Inserte la polea conducida en el respectivo eje, y ubíquela
      aproximadamente en su posición de trabajo.
   e. Apriete ligeramente los prisioneros.
   f. Repita el proceso con la polea conductora.

4. Alinee las poleas

   a. Coloque una regla rígida entre los lados de las poleas. Figura 25.




                                     Figura 25


La regla debe tocar las poleas en las cuatro flechas.

                                                                                37
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   b. Gire las poleas y verifique en los diferentes puntos. Si se nota variación, las
      poleas o ejes están dobladas. Reemplazar las piezas defectuosas.

5. Fije las poleas definitivamente

Apriete en forma alternada los prisioneros.



                        MONTAJE DE CORREAS EN "V"

Un montaje defectuoso acorta la duración del servicio aun cuando no exista
ningún daño visible en las correas.

Proceso de ejecución

1. Paso: Seleccione el tipo correcto de correa en "V"

a. Mida el ancho mayor de la canal donde va a montar la banda.


                             b. Consulte la clasificación de los tipos de correas,
                                donde encuentra el ancho y espesor de cada tipo,
                                luego compare la medida encontrada en el sub
                                paso anterior y determina el tipo de correa.

                             La banda debe quedar a ras con la periferia de la
                             polea o sobresaliendo ligeramente. Fig. 26
           Figura 26



Observación:

1. Al instalar nuevas correas en una transmisión, siempre debe reemplazarlas
   todas; las correas antiguas están alargadas por el uso, si mezcla correas
   nuevas y antiguas, las nuevas quedan apretadas, soportan mayor cantidad de
   carga y fallarán antes de tiempo.

2. Correas de diferente fabricante pueden tenar diferentes características.




                                                                                  38
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. 2. Paso: Afloje el tensor
  Afloje los tornillos del tensor hasta que las
  correas entren libremente. Si es necesario
  aplique presión sobre la base del motor. (Fig.
  27)


                                                                    Fiura 27


                                        3. Paso: Monte correas
                                        Monte las correas calzándolas en los canales
                                        manualmente, sin ayuda de herramienta. No
                                        forzar con palancas, destornilladores, etc. Fig.
                                        28.
                                        Cuando se monte una correa al palanquear o
                                        enrollar, la arista de la canal puede producir
                                        cortaduras en la protección de la correa e
                                        inclusive llegar a reventar los cordones de
                                        refuerzo por el esfuerzo adicional a que se
                                        somete. Además puede ser el origen de un
           Figura 28                    accidente.


4. Paso: Tensione la correa

   a. Ajuste el tensor hasta que las correas entren holgadamente en las ranuras.

   b. Ponga a funcionar la transmisión por unos 15 minutos, para asentar las
      correas.

   c. Después aplique la carga máxima; si las correas patinan ajústelas hasta
      que no patinen al aplicar la carga máxima. Esta es una forma práctica de
      dar la tensión a las correas.

   d. Medir la distancia entre ejes (c) Fig. 29

   e. Al centro de la distancia(c) aplique una
      fuerza perpendicular, lo suficiente como
      para hacer bajar la correa. Fig. 30

                                                                                  39
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                  Figura 30                                Figura 31


      Mantenga una regla en la posición de la correa.

   f. En el mismo punto de la correa aplique una fuerza hacia arriba. Fig. 31.En
      ambos sub pasos mida la separación mediante una regla y súmelas.

   g. La separación debe corresponder a 1/64" por cada 1" de la distancia C.
      Ejemplo: La distancia entre ejes de una transmisión es de 10". La distancia
      correspondiente a una tensión adecuada será de 1/64x10 = 5/32"

5. Paso: Monté las guardas de protección. (Fig. 32)




                                     Figura 32


El protector debe permitir una ventilación adecuada y facilitar la inspección. Esto
se logra con el uso de enrejados.


                                                                                40
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El protector no debe tener ninguna abertura por donde los trabajadores puedan
alcanzar el interior de la transmisión y
sean atrapados en la misma.

Un protector hecho a mano que cubra la
transmisión parcialmente es a veces más
peligroso que no tener ninguno, pues
conduce acciones inseguras. (Fig.33).

                                 Figura 33


6. Paso: Inspeccione las correas mientras la transmisión funcione.(Fig. 34)

Realice una inspección visual de la correa. Busque sonidos qua puedan indicar
problemas, como golpes periódicos, chillidos, etc.




                                                       Figura 34



Aunque las transmisiones
múltiples   funcionan     con
alguna variación, todas las
correas deben correr con la
misma tensión, con un lado
apretado y un lado flojo (Fig.
35)

                 Figura 35




                                                                              41
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                                                      Si una o más correas
                                                      están muy flojas como las
                                                      de la Fig. 36 o muy
                                                      apretadas como en la Fig.
                                                      37, es probable que usted
                                                      tenga uno de estos
                                                      problemas.




                      Figura 36




                                   Figura 37

1. Poleas gastadas: Verifique el desgaste de la ranura de la polea usando el
   calibrador o galga.

2. Tensión inapropiada: La transmisión puede tener una tensión incorrecta,
   exagerando las variaciones normales de longitud.

3. Correas dañadas: Quite la correa floja e inspecciónela completamente a través
   de toda su longitud para cerciorarse de que no está rota interiormente por
   accidente.

4. Algunas correas están más largas que otras.




                                                                             42
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                               CORREA CLÁSICA



Composición:

1.   Cubierta.
2.   Elemento tensor.
3.   Elemento de compresión.
4.   Elemento aislante.
5.   Caucho de tensión.




Tipos de correas más comunes y medidas de canales de las poleas:

-    Dm = Diámetro mínimo recomendado de polea
-    Pc = Profundidad de canal de polea
-    Ángulo de los canales = 37° + 0 - 1 grado




                                                                           43
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Posición correcta de la correa dentro de la canal de la polea.




Porqué se dañan las correas prematuramente?

Cuando se daña una correa prematuramente, generalmente, le echamos la culpa
a la calidad de la correa; pero entre otras causas pueden ser: por canales de
poleas e instalaciones de correas incorrectas.




Por falta de mantenimiento a la transmisión.

Regularmente se debe revisar:

•   Alineamiento de las poleas.
•   Estado de los rodamientos de la transmisión.
•   Estado de las poleas.
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•   Ajuste de las poleas a sus respectivos ejes.
•   Estado de las correas, (sucias con aceites, grasas, exceso de polvo, etc.)
•   Tensión de las correas

NUNCA Se deben utilizar herramientas para hacer palanca en el montaje y
desmontaje de las correas, porque se rompe o deteriora el refuerzo textil dañando
la correa y acortando su vida útil.

Toda transmisión debe contar con un adecuado tensor, que permita una fácil
instalación y ajuste de tensión de las correas.

Recuerda que una baja o excesiva tensión también afecta la vida útil de las
correas. La tensión debe ser la necesaria según la aplicación.

Otras Causas de Daños

•   Tipos de correa no indicados para el trabajo y velocidad que está ejecutando.
•   Insuficiente número de correas. Demasiada carga para las correas en uso
    (problema muy común).
•   Diámetros de poleas no adecuados poleas con diámetros por debajo del
    mínimo recomendado.
•   Distancia entre ejes no correspondientes.
•   En poleas de varias canales; tener diferentes medidas de canal por desgaste o
    error en la construcción.
•   Todos las canales deben ser exactamente ¡guales para que el conjunto de
    correas trabaje bien

Formula general para calcular la velocidad de una transmisión

R.P.M. eje motriz x Dpm = R.P.M. eje conducido x Dpc




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(n1) R.P.M. eje motriz = revoluciones del motor

(d1) Dpm = diámetro polea motriz; es el de la polea que genera el movimiento

(n2) R.P.M. eje conducido= son las revoluciones del eje porta herramienta.

(d1) Dpc = diámetro de polea conducida; (polea que recibe el movimiento de la
polea motriz).

A partir de la formula general obtenemos:

R.P.M. eje motriz R.P.M. eje conducido x D.p.c.
                           D.p.m

D.p.m= R.P.M. eje conducido x D.p.c
             R.P.M. eje motriz

R.P.M. eje conducido= R.P.M. eje motriz x D.p-rn
                                  D.p.c
D.p.c = R.P.M. eje motriz x D.p.m
          R.P.M. eje conducido

RESUMIDO

n1 = n2 x d2       d1 = n2 x d2
      d1                 n1

n2 = n1xd1         d2 = n1xd1
      d2                 n2

                         LONGITUDES DE LA CORREA

i= constante según el tipo de poleas (M,A,B,C.)

Para M = 2.5 mm; A = 3.3 mm; B = 4.2 mm y C = 5.7 mm
Le= longitud entre centros de ejes
Dp= diámetro de polea mayor
dp= diámetro polea menor
/2 =proporción de contacto de la correa sobre la polea
Longitud de la correa ((D.p.m.+D.p.c.-4i)3.1416/2)+2Le
                                                                               46
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                                                                Ingeniero Mecánico




Si los ejes están muy cercanos se presentan problemas de patinamiento
disminuyendo constantemente la potencia, la vida útil de las correas y de las
poleas.

Si los ejes están muy retirados a pesar de que hay un mejor agarre de la correa en
la poleas la vibración aumenta demasiado quedando por encima de lo
recomendado, haciendo que la correa sea sometida a un exceso de flexiones lo
que ocasionaría una vida prematura de la correa

Elección del tipo de correa a utilizar en una transmisión




Factor de Servicio en Máquinas para Trabajar la Madera

Menos de 10 horas 1.2/1.4

De 10 horas a 16 horas 1.3/1.5

Más de 10 horas 1.4/1.6




                                                                               47
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Transmisión de Potencia por Correa Industrial Según el Tipo

  Tipo de correa      Medidas         Transmisión máx. Diámetro/mínimo de la
                     Sup/inf.mm        HP de Potencia     polea pulgadas
                                                           aproximada
      Y,2L                 6x4              3/4                 3/4
     M,2,3L               10 x 6              3                  2
      A,4L                13 x 8              4                  3
      B,5L               17 x 11              8                  5
       C                 22 x 14             18                  8
       D                 32 x 19             42                 14
       E                 38 x 23             67                 20


Ejemplo

Tenemos un motor de 1725 R.P.M. con una polea de 4" tipo A y necesitamos
mover una máquina que debe girar a 850 R.P.M. Qué polea debemos colocar en
la maquina?

n1=1725 R.P.M. d1=4"                            n2 = 850 R.P.M. d2 = ?

n1 = R.P.M. eje motriz

d1 = D.p.m. (diámetro polea motriz)

n2 = R.P.M. del eje portaherramientas

d1 = D.p.c (diámetro polea conducida)

d2 = n1 xd1 = 1725 R.P.M x 4" = 8.11"
       n2       850 R.P.M.

Como las poleas que se encuentran en el comercio van de ½” en ½” entonces,
tenemos que tomar la decisión de comprarla de 8" ó 8 ½”

Ejemplo completo

Debemos calcular:
• Tamaño de poleas
• Tipo de correa y polea a utilizar

                                                                                  48
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•   Número de correas a utilizar
•   Distancia entre ejes recomendada
•   Longitud de correa

Témenos, una sierra circular con 3800 R.P.M. y tenemos la siguiente información
motor 7HP de 3450 R.P.M.

R.P.M. en el eje portaherramientas: 3800 R.P.M. diámetro de la polea conducida
4"

Horas promedio de trabajo= 10 horas

Tamaño de poleas

n1=3450R.P.M. d1=? n2=3800 d2=4"

d1= n2 x d2 = 3800R.P.M.X4" =4.4" ó 4 ½” ó 4"
       n1      3450 R.P.M.

Polea motriz 4 ½” ó 4"
Polea conducida 4"

Tipo de Correa y de Polea a Utilizar

Sabemos que la potencia del motor es 7 HP, que las horas promedio de trabajo
son 10 horas; entonces calcularemos la potencia efectiva a trasmitir para la sierra.
La sierra corresponde al grupo de trabajo pesado (para trabajar madera con un
factor deservicio de 1.3 Pe = 7HP x 1.3 = 9.1 HP. Ya sabemos además que los
R.P.M. de la polea conducida es de 3800 R.P.M. En la tabla elección de tipo de
correa a utilizar en una transmisión buscamos el punto de intersección entre 3800
R.P.M. y Pe = 9.1 HP; El punto de intersección lo encontramos en la zona A,
significando esto que el tipo de correa y de poleas a utilizar es tipo A.

Numero de correas a utilizar. La potencia efectiva a transmitir es 9.1 HP,
buscamos en la tabla de TRANSMISIÓN DE POTENCIA POR CORREA SEGÚN
TIPO. La potencia máxima que trasmite la correa tipo A y encontramos el valor 4
HP.




                                                                                 49
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Numero de correas a utilizar = Potencia efectiva a transmitir (Pe).
                               Potencia que transmite cada correa
Número de correas = 9.1 HP = 2.275 correas
                    4 HP
El número mínimo de correas recomendado es 2 unidades tipo A.
El número de correas más adecuado es 3 unidades tipo A (por seguridad)

Distancia Entre Ejes:

Distancia mínima = 0.7 (D.p.m (d1)+D.p.c (d2) =0.7 (4 ½ +4")=5.95"=15.11 cms.

Distancia máxima = 2.0 (D.p.m (d1) + D.p.c (d2) = 2.0 (4 ½ +4")=17" = 43.18 cms

Distancia sugerida = 35 cms.



                           LONGITUD DE LA CORREA

Convertimos Todas las medidas a mm. para tener una sola unidad de medida:
4 ½ x 25.4=114.3 mm; 4x 25.4=101.6mm y 35cms= 350 mm, el valor de i para
tipo A es de 3.3mm.

Longitud de la Correa:

((D.p.m + D.p.c.- 4i) x 3 .14/16/2) + Le = ((114.3 + 101.6 + 13.2) x 3.14/16/2) +
(350)) = ((202.7) x 1.5708)) + 700 = 1018.40 mm;

Pasamos la longitud a pulgadas

1018.4mm/25.4mm = 40.09"          Correas A40.




                                                                                    50
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          VELOCIDAD PERIFÉRICA Ó VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL



Esta velocidad que es la responsable del mal o buen corte y sobre todo de un
posible accidente de trabajo o que el operario trabaje allí sin riesgo de accidente
por tener una velocidad de corte no apropiada. Podemos tener riesgos por exceso
o faltante de velocidad de corte en una herramienta cortante.

Todas las herramientas cortantes en la industria de la madera deben trabajar entre
40 y 50 mts/seg sin riesgos para el operario, la herramienta y el material que se
trabaja.

Para llegar a verificar dicha velocidad de corte tenemos que aplicar la siguiente
formula


VC = r.p.m Ø x     = mts/seg
       60.000
VC =         Velocidad de corte
r.p.m.=      Revoluciones por minuto del eje porta herramienta (donde esta
             trabajando la herramienta que se calcula)
Ø=           Diámetro de la herramienta objeto de calculo en (.mm).
  =          Constante =3.1416
60.000 =     Constante.
mts/seg =    Unidad de medida metros por segundo

Teniendo una planeadora con los siguientes datos: Motor de 1750 r.p.m., polea
motriz de 8" y polea conducida de 3". El árbol porta cuchillas tiene de diámetro
3½” = 89 mm, Verificar, si dicha herramienta está trabajando en óptimas
condiciones

Datos:
Motor: 1750 r.p.m.     d1 = 8" d2 = 3"
n2 = r.p.m. del árbol o eje porta herramienta (no lo conocemos).
n2 = n1 x d1 = 1750 r.p.m. x 8" n2 = 4666 r.p.m.
       d2             3"
Ahora
VC = r.p.m x Ø x     = mts/seg
        60.000

                                                                                  51
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r.p.m.= del eje = 4666 r.p.m.
Ø = de la herramienta en mm = 89 mm
  =   3,1416

Reemplazamos
VC = 46666 r.p.m. x 89 mm x 3,1416 = 21,7 mts/seg
                60.000
VC= 21.7 mts/seg

Como se recomienda que toda herramienta cortante trabaje entre 40 y 50 mts/seg
y vemos que la herramienta de esta planeadora trabaja en 21.7 mts/seg, es
necesario aumentar dicha velocidad de corte; para ello necesitamos incrementar
las r.p.m. del eje porta herramienta por lo menos a 7.000 r.p.m. y con estas r.p.m.
nos quedaría la velocidad de corte en 33 mts/seg

Otro ejemplo
Tenemos una sierra circular con los siguientes datos: Motor de 3HP, 1750 r.p.m.,
polea motriz 10" y polea conducida de 3". Allí se pretende trabajar herramientas
(discos) de 10" (200 mm), 14" (350 mm) y 16" (400 mm) se requiere saber si las
tres herramientas se pueden trabajar sin tener ningún riesgo.

Lo primero conocer las r.p.m. del eje porta herramienta
n1 = 1750 r.p.m.   d1 =10"        d2 = 3"

n2 = n1 x d1 = 1750 r.p.m x 10" = 5833 r.p.m.
       d2              3"


Conociendo las r.p.m. del eje porta herramienta verificamos la velocidad de corte
de cada una de las herramientas.

Herramientas: 200mm, 350mm y 400mm


VC = r.p.m x Ø x    = 5833 r.p.m. x 200mm x 3.1416 = 61 mts /seg
        60.000                  60.000
VC = r.p.m x Ø x    = 5833 r.p.m. x 350mm x 3.1416 = 106 mts/seg
        60.000                  60.000
VC = r.p.m x Ø x    = 5833 r.p.m. x 400mm x 3.1416 = 122 mts/seg
        60.000                  60.000

                                                                                52
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Si todas las herramientas de corte deben trabajar entre 40 y 50 mts/seg
concluimos lo siguiente:

Las herramientas (discos) de 20mm, 350mm y 400mm se les deben bajar las
r.p.m. del eje porta herramienta hasta 2916. Para que se logre esto es necesario
que el motor tenga polea de 5" en cambio de la de 10" que poseía. La otra
situación es que solamente se pueden trabajar discos de 200mm, 300mm y
350mm e! de 400mm no es recomendable trabajarlo, primero por la potencia ya
que el motor posee 3HP y segundo por la velocidad de corte.




                                                                              53
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RECOMENDACIONES GODYEAR PARA VERIFICACIÓN DIMENSIONAL DE
     LAS CORREAS Y POLEAS. VARIACIONES - TOLERANCIAS

                     DIMENSIONES NOMINALES DE LAS CORREAS




               Sección                 Ancho
                                      superior      Altura             Ángulo
 Designación        Ancho primitivo
                                      Is (mm)       h (mm)              a(°)
                       Ip (mm)-
     A                     11           13             8              40° ± 1°
     B                    14            17            11              40° ± 1°
     C                    19            22.           14              40° ± 1°
     D                    27            32            19              40° ± 1°




                                                                             54
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               INSTRUCCIONES PARA INSTALACIÓN DE UNA
            TRANSMISIÓN CONVENCIONAL POR CORREAS EN “V”


Cuando se va a instalar una transmisión por correas en "V", se debe considerar
los siguientes puntos:

1. Utilice siempre correas de la misma marca en transmisiones que tengan más
   de una correa.

2. Mantenga los canales de las poleas limpios de aceite, grasa, tinta o cualquier
   suciedad. Verifique si los canales tienen acabamiento especificado y las
   dimensiones correctas.

3. En el montaje, haga retroceder la polea móvil, aproximándola a la polea fija. De
   forma que la correa pueda ser montada suavemente sin ser forzada con
   cualquier tipo de herramienta.

4. Verifique y asegúrese de que las poleas estén correctamente alineadas, los
   ejes paralelos, que exista suficiente espacio para mover las correas y las
   poleas, sin tocar en los soportes, protecciones. etc. y de que haya lubrificación
   en los soportes y rodamientos.

5. Después de montadas las correas y antes de tensionarlas correctamente,
   hágalas girar manualmente en la instalación, para que el lado flojo de todas !as
   correas quede para arriba como en la siguiente figura;




   O que el lado-flojo de todas las correas quede para aba{0. como en la siguiente
   figura:




   Cuide para que no haya correas con un lado flojo para arriba y otras con un
   lado flojo para abajo, como en la siguiente figura:



                                                                                 55
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   Pues tas correas no se acomodarán uniformemente en los canales cuando son
   tensionadas finalmente para la operación. Tensione entonces las correa-s de la
   forma indicada a seguir.

6. Tensionamiento de las correas en !a transmisión. En genera! el procedimiento
   común para tensionar las correas de una transmisión tiene las siguientes reglas:

   a) La tensión ideal es la más baja en la cual la correa trabaja sin deslizar, aun
      en el caso de "picos de carga".

   b) Verifique frecuentemente la tensión en las correas durante las primeras
      24746 horas de operación.

   c) Tensión baja provoca deslizamiento y genera, en consecuencia, calor
      excesivo en las correas, ocasionando fallas prematuras.

   d) Tensión alta acorta la vida de las correas y de los rodamientos.

   e) Verifique periódicamente la transmisión. Cuando ocurre deslizamiento,
      retensione las correas.

''Para verificar si es correera la tensión en una transmisión con correas en "V"
convencionales, proceda como sigue. Ver la siguiente figura




                                                                                 56
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a) Mida el largo del espacio (t).

b) En el centro del espacio (t) aplique una fuerza (perpendicular al espacio)
   suficiente para formar una deflexión en la correa en 1/64" para cada pulgada
   de largo del espacio, o sea que la deflexión debe de ser el 1,6°/o del
   espacio.

c) Compare la fuerza aplicada en la deflexión con los valores dados en la tabla
   12.

d) Si la fuerza está entre 1 y 1,5 veces los valores indicados para la tensión
   normal, entonces la transmisión estará satisfactoriamente tensionada.

Obs.: El espacio (t) tiene el largo igual a la distancia entre centros de los ejes.




                                                                                      57
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                                    EL ACERO



Si al Oxido de Hierro se le agrega una pequeña cantidad de Carbono, al
producto resultante se le da el nombre de ACERO.

El hierro es un elemento que se encuentra abundantemente en la naturaleza en
forma de óxido, sulfuro o carbonates.

MINERAL DE HIERRO

Normalmente se explotan las minas formadas
por óxidos de hierro y al producto de estas se
denomina "Mineral de Hierro"
                                                              Fe203-Fe304
                                                            “Mineral de Hierro”



Para producir el hierro, se carga el mineral de hierro
en mezcla con carbón (coke) carbón de calcio en
Alto horno en el que se inyecta aire caliente y
oxigeno.

A una alta temperatura se genera una serie de
reacciones químicas en el que el carbono se une
con los oxígenos oxido de hierro formado C02 que
sale por la parte superior del horno y el hierro en
estado liquido se descarga por la parte inferior, en
conjunto con escoria formada por la cual e
impurezas de los productos alimentados en el
horno



El hierro llamado en este estado Arrabio, se recoge en moldes llamados
lingoteras y se deja solidificar obteniéndose lingotes de arrabio.

Los lingotes de Arrabio tienen muchas impurezas por lo que el arrabio no tiene un
uso práctico y hay que purificarlo.



                                                                                  59
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La composición del arabio es próximamente como lo que se muestra.

La operación de purificación del arabio se llama "Refinación'' y se puede hacer por
diferentes procesos que producen aceros de distintas clases dependiendo del
proceso usado




Durante este proceso se carga el arrabio sólido o en forma derretida y carbonato
de calcio que se usa como fundente y formador de escoria.

Para la afinación se inyecta altas cantidades de oxigeno para que reaccione con
exceso de silicio, manganeso, carbona y fósforo, los óxidos formados flotan y se
mezclan con la escoria liquida o sale como gases C02.




Los convertidores deben tener un revestimiento refractario que puede estar
hecho de compuestos de calcio y magnesio para un proceso BÁSICO o de
silicio para un proceso ÁCIDO.

En los convertidores básicos, se pueden agregar fundentes básicos que
reaccionan fácilmente con el azufre y fósforo, arrastrándolos a la escoria y
purificando el acero.




                                                                                60
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En el caso del convertidor ácido, el arrabio que se cargue debe estar libre de esos
contaminantes pues no es posible agregar en medio ácido esas sustancias
purificaderas porque reaccionarían con el revestimiento del horno.

Durante el proceso anterior, y dependiendo de la clase de acero que se quiera
fabricar, se agregan otros compuestos hasta obtener la composición química
requerida, se descarga en lingoteras y los lingotes se procesan dándoles formas
como.

El Oxido de Hierro Puro es un material gris muy maleable, blando, de baja
resistencia, y poca utilidad práctica.

Un poco de carbón aleado con el hierro hace que este adquiera mayor resistencia,
dureza y tenacidad.

Solo un Kg. de carbón en una tonelada de hierro, le aumenta notoriamente su
resistencia.

Hay otros elementos cono el Magnesio (Mn), Cromo (Cr), Níquel (Ni), Vanadio (V)
que ejerce sobre el hierro efectos parecidos al del carbono. Hay otras sustancias
que son perjudiciales para el acero como lo son el fósforo y el azufre que lo
vuelven quebradizo o frágil.

La calidad del acero depende de:
  Método de Fabricación y de Refinación.
  De la Composición Química.
  De la Estructura Cristalina del producto.
  Y el Sistema de Desoxidarlo.




                                                                                61
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CLASIFICACIÓN:

No se ha encontrado hasta la fecha un elemento de aleación que genere un acero
ideal para todas las aplicaciones, por lo que se encuentra una gran variedad de
aceros para los diferentes usos que se le da a este material.

Lo anterior también ha generado un gran número de tipos y clasificaciones del
acero.

Por otra parte puede clasificarlos dependiendo del uso para el cual se destina
como: Aceros Estructuras, Aceros para Calderas o Aceros para Puentes y
Edificios, y también puede referirse a los aceros por su composición química o
propiedades mecánicas.

Como aceros al Manganeso, Aceros al Carbono o Aceros de Baja Aleación,
Aceros Templados, Laminado en caliente o frío, etc.

Prácticamente cada acería puede, de acuerdo con su cliente, suministrar un acero
diseñado para aplicaciones especificas.

Se habla de los aceros al carbono en término a su contenido de ese elemento
así:

NOMBRE DEL ACERO               CONTENIDO DE                       USOS
                                 CARBONO
    BAJO CARBONO                 0.15 % MAX               ACEROS PARA USO
                                                       GENERAL, AUTOMÓVILES,
                                                        RUEDAS Y CARPINTERÍA
    ACERO DULCE                    0.15 / 0.35           ACERO ESTRUCTURAL
   MEDIO CARBONO                   0.35 / 0.60         PARTES DE MAQUINARIA Y
                                                           HERRAMIENTAS
    ALTO CARBONO                    0.60 /1.0          RIELES, DADOS, RESORTES


Aunque se hable de aceros al carbono, estos aceros tienen en su composición
otros elementos en pequeñas cantidades como el Manganeso o el Silicio y otros
que se han dejado porque sería muy costoso estraperlos como el Azufre y el
Fósforo.




                                                                              62
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                                 Ingeniero Mecánico




Como ya se dijo, hay elementos como el Magnesio, como el Níquel y otras que le
imprime al Acero otras características que se aprovechan en le fabricación de
maquinaria y equipo. A estos aceros se les llama Aceros Aleados. Los elementos
de aleación mejoran la resistencia y tenacidad de Acero, aumentan y disminuyen
la capacidad de dejarse endurecer y retardan la oxidación o la corrosión.

Se habla de aceros aleados cuando el rango especificado para uno o más de los
siguientes elementos de aleación excede a:

1.65% de Mn, 0.60% de Si, 0.60% de Cu o cuando se define un rango o un
mínimo de: Al, Mo, Ni, Ti, W, V, Zr, o cualquier elemento añadido para obtener un
efecto deseado de la aleación.

Dependiendo de su composición, estos aceros se agrupan en:
 Aceros para la construcción.
 Aceros para automotores y maquinaría.
 Aceros para servicio a baja temperatura.
 Aceros para servicio de elevada temperatura

Entre los aceros aleados hay otro grupo denominado:
 Aceros de alta aleación.

Aquí se agrupan los aceros que contienen un 10% o más de elementos de
aleación como el Cromo, Níquel o Manganeso.

En este grupo están los aceros inoxidables y aceros resistencias al calor.




                                                                                63
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                                         Ingeniero Mecánico



Especificaciones Para Aceros.

En una especificación se puede establecer requisitos para soldabilidad, endure
civilidad, resistencia al ambiente o a la corrosión características metalográficas y
otras además de composición química y propiedades mecánicas.


                                    A.S.T.M.
                                     A.W.S.
                                     A.I.S.I.
                                    A.S.M.E.
SAE clasifica los aceros dentro de límites de composición química.

AISI colabora con SAE y crea los mismos números pero usa diferentes prefijos y
sufijos.

Normalmente las especificaciones contienen información sobre como hacer los
ensayos y evaluarlos.

Hay una buena cantidad de entidades que clasifican y producen especificaciones
para los aceros y entre ellos esta:

ASTM         Americana Society for testing ad Materials
SAE          Society of Automative Engeneers
AISI         American Iron and Steel Institute
ASME         American Society of Mechanical Engineers

AISI y SAE: Usan cuatro dígitos para designar los Aceros XXXX

    XX XX   Los dos primeros son la composición química de la aleación

    XX XX    Los dos últimos el contenido del carbono




                                                                                        64
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                                                Ingeniero Mecánico



Así:

Aceros – Carbono                               10XX
Aceros – Manganeso                             13XX
Aceros – Niquel                                2XXX
Aceros – Niquel como                           31XX
Aceros – Cromo Molibdeno                       41XX
Aceros – Niquel Cromo Molib                    43XX

                              Los sufijos y prefijos usados por AISÍ significan por ejemplo.



PREFIJO                SIGNIFICADO                         AISI                    SAE

   A        Acero fabricado por convertidor                        ACERO AISI 1030=
            Open- Heard con revestimiento                        AL CARBONO CON C 0,30%

            básico.
   B        Acero fabricado por convertidor
            Bessemer con revestimiento ácido.                      ACERO AISI 4140=
   E        Acero fabricado en Homo Eléctrico                    CROMO MOLIBDENO C 0.40%

            con revestimiento básico.

   A        Composición química restringida.
   G        Tamaño de grano austenítico                     ACERO AISI-SAE E4340-H
            limitado.                                           Homo eléctrico básico
                                                                Cromo, Molibdeno.
   H        Endurecibilidad garantizada.                        Endurecimiento por
   J        Ensayo de fractura.                             tratamiento térmico

La composición química para algunos de estos aceros es:

AISI-SAE 1330

    C        Mn         P          S            Si         NI      Cr
0.28-033    1.6-1.9   0.040      0.040      0.020-0033      --     --


AIS1-SAE 4340

   Mo             C          Mn        P    S            Si              Ni            Cr
0.20-0.30      0.38-0.43   0.65-0.85 0.025 0.025       0.020-0.035      1.65-2.00 0.    70-0.90


                                                                                                  65
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                               Ingeniero Mecánico



Por otra parte la ASTM también tiene su sistema de clasificaciones y
especificaciones para los aceros.

La ASTM clasifica los aceros de cuerdo a la forma (hojas,
barras, tubos, resortes, etc.)

O a los productos fabricados de acero (calderas, recipientes
depresión, estructuras, etc.).
La ASME usa el mismo sistema de clasificación que la ASTM.

ASTM usa para su designación de los aceros una letra A seguida del código
establecido para el material y la ASME usa las tras SA seguidas del mismo
código.

                             ASTM A 36-90 ASME SA 36

                    ASTM A - 36-90
                    Acero     estructural para edificios soldados, puentes y
                    propósitos estructurales en general.
                    Norma revisada en 1990



CRISTALES

Todos los metales solidifican como un metal
cristalino. Cada metal tiene una estructura
metálica característica.

Algunos metales sufren una alteración de su
forma cristalina cuando cambia la temperatura,
este fenómeno se llama cambio "Alotrópico".

Los metales cristalizan preferiblemente en 3 de
14 formas posibles y de ellas las formas
preferidas de cristalización para el acero son la
cúbica centradas en el cuerpo (bcc), y cúbica
centrada en las caras (fcc).

Idealmente al solidificar un metal, partiría de un

                                                                              66
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                                Ingeniero Mecánico



solo núcleo cristalino, los átomos se acomodarían siempre con la misma
orientación del núcleo produciendo un cristal único.

En la vida real, la cristalización comienza en muchos puntos simultáneamente y
los átomos que permanecen en la fase líquida se van acomodando con la
orientación del núcleo cristalino más cercano, que a su vez va creciendo hasta que
se encuentre con los cristales vecinos.

Al conjunto de átomos que tiene la misma orientación se le llama grano y a los
límites con los demás cristales se le llama límite de grano.

El tamaño y la presencia de los límites del grano tienen efecto muy importante en
las propiedades mecánicas de los metales.

En lo límites del grano pueden existir pequeñas imperfecciones de las estructura
cristalina y vacancias. Debido a esas anormalidades en los cristales el acero
muestra variación en sus propiedades.

El tamaño del grano también varía con la velocidad y condiciones de enfriamiento
y tienen una gran influencia en las propiedades mecánicas del acero, su
comportamiento frente a agentes químicos (corrosión y otras).

Alotropía es la propiedad de ser capaz de existir en dos o más formas que difieren
en propiedades físicas pero sin cambio en la clase de átomos de que está formada
la sustancia.




                                                                               67
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                               Ingeniero Mecánico



                       PROPIEDADES DE LOS ACEROS

                                                   RESISTENTE, TENAZ, DÚCTIL




Las propiedades de los aceros se pueden diferenciar entre las propiedades físicas
y mecánicas.

Entre las propiedades físicas está:   densidad, expansión térmica, conductividad,
punto de fusión, etc.

Entre las propiedades mecánicas. Resistencia a la tensión, resistencia al impacto
y dureza.

Las principales propiedades de un metal o un acero son: Resistente, Tenaz,
Dúctil

Estas propiedades pueden variar cambiando el tipo de aleación o por tratamiento
térmico.

Resistencia Es el comportamiento del acero sometido a una carga aplicada hasta
que se rompa

Ductibilidad Es la cantidad de deformación plástica que sufre el acero que se
somete a prueba hasta la fractura.
La ductibilidad disminuye cuando el tamaño del grano aumenta.

                                                                               68
LUIS ALVEIRO PATIÑO A.
                                                                  Ingeniero Mecánico




La Tenacidad mide la habilidad de un material para deformarse plásticamente
durante aplicación rápida de carga.

RESISTENCIA
Cuando un acero se somete a una carga para deformado y al retirara la carga
recupera su tamaño y forma, se dice que el acero trabaja elásticamente. Si al
aplicar una carga el doble de la anterior se deforma el doble se dice que la carga
es proporcional a la deformación y podemos decir que el acero está trabajando
como un material elástico.




Cuando se excede cierta magnitud de carga para un
material dado y éste no recupera su forma ni dimensiones
originales, se dice que hubo una deformación plástica.

El punto es donde la deformación deja de ser proporcional a
la carga aplicada y comienza la deformación permanente se
llama limite elástico o limite de proporcional.




           La resistencia del material en el límite elástico se llama "Yield Strengh"
           (carga de cedencia).

           La dureza de un metal es la resistencia del material a la deformación
           plástica. Esta propiedad está relacionada con la resistencia, ya que
           ambas miden la habilidad del material a resistir una deformación
           permanente.

DUCTIBILIDAD

La ductibilidad es estimada como la deformación que
sufre el material cuando es sometido a la tensión hasta
que se rompa. No mide una característica fundamental
                                                                                  69
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Afilado de herramientas cortantes para la industria de la madera (vol 2)

  • 1. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico AFILADO DE HERRAMIENTAS CORTANTES PARA LA INDUSTRIA DE LA MADERA LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Junio del 2012 Medellín – Colombia Volumen II 1
  • 2. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico CONTENIDO Pág. TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO………………………………………………. 3 TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO Y VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL O PERIFÉRICA. …………………………………….. 6 CLASIFICAR CORREAS SEGÚN LA FORMA Y SEGÚN LA NORMA…….…15 CORREA CLÁSICA…………………………………………………………….. 43 VELOCIDAD PERIFÉRICA Ó VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL……….......51 RECOMENDACIONES GODYEAR PARA VERIFICACIÓN DIMENSIONAL DE LAS CORREAS Y POLEAS. VARIACIONES – TOLERANCIAS…………………..………………………...... 54 SECUENCIA DEL ACERO ………….………………………………………….. 58 EL ACERO……………………………….……………………………………... 59 TABLA COMPARATIVA DE ACEROS ESPECIALES………...……………..… 84 ACEROS PARA HERRAMIENTAS…………………….……...……………..… 88 TRATAMIENTOS TÉRMICO………………………………..……………….……. 89 DUREZA DE LOS MATERIALES………………………………………………… 96 BIBLIOGRAFÍA…………………………………………………………….…..... 110 2
  • 3. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO Para todo operario debe ser muy importante conocer, las r.p.m a las que gira la herramienta de la maquina que opera en ese momento para lograrlo es necesario conocer y aplicar la siguiente fórmula: n1 x d1 = n2 x d2 Conozcamos cada una de sus partes: n1 = son las r.p.m del motor de la máquina que se opera. d1 = diámetro de la polea que posee el motor en ése momento (puede ser en mm o en pulgadas). n2 = son las r.p.m del eje por la herramienta de la máquina, que se calcula. d2= diámetro de la polea que posee el eje porta herramienta (puede ser en mm o en pulgas). Las mismas unidades que utiliza en la polea motriz (d1)) Vamos a efectuar varios ejemplos, para que lo anterior quede más claro. Tenemos una planeadora con los siguientes datos: Motor de 1750 r.p.m, con una polea de 8" y un eje porta herramienta del cual no conocemos sus r.p.m. Dicho eje posee una polea de 3". Necesitamos conocer las r.p.m del eje porta herramienta. Como procedemos Tenemos la fórmula: n1 x d1 = n2 x d2 Los datos del problema: Motor: 1750 r.p.m = n1 Polea motriz (polea del motor) = d1 Polea conducida (polea del eje porta hta) = d2 r.p.m del eje porta hta. = d1 = (no conocemos) Fórmula: N1 x d1 = n2 x d2 Conocemos: n1 = 1750 r.p.m d1 = 8" d2 = 3" No conocemos: n2 = ? Entonces n2 = n1 x d1 = 1750 r.p.m x 8" = 4.666 r.p.m. d2 3" n2 = 4.666 r.p.m estas son las r.p.m del eje porta hta. 3
  • 4. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico OTRO EJEMPLO. Tenemos una sierra circular con los siguientes datos: Motor de 1.775 r.p.m. y una polea motriz de 9" y una polea conducida de 3". Cuáles son las r.p.m del eje porta herramienta? Datos del problema Motor 1.775 r.p.m = n1 Polea motriz (polea del motor) = d1 Polea conducida (polea del eje porta hta.) = d2 r.p.m del eje porta hta = n2 (no la conocemos). Fórmula: N1 x d1 = n2 x d2 Conocemos: n1 = 1.775 r.p.m d1 = 9" d2 = 3" No conocemos: n2 = ? Entonces: n2 = n1 x d1 = 1.775 r.p.m. x 9" = 5.325 r.p.m d2 3" n2 = 5.325 r.p.m. Estas son las r.p.m del Eje Porta Herramienta. OTRO EJEMPLO: Tenemos un cepillo que posee un motor de 1.725 r.p.m y una polea motriz de 7". El eje porta herramienta tiene 3" Verificar las r.p.m del eje porta herramienta. Datos del Problema Motor de 1725 r.p.m. = n1 Polea motriz (polea de motor) = d1 Polea conducida (polea del eje porta herramienta) = d2 r.p.m. del eje porta herramienta = n2 (no la conocemos) Fórmula: n1 x d1 = n2 x d2 Conocemos: n1 = 1.725 r.p.m di = 7" d2 = 3" No conocemos: n2 = ? 4
  • 5. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Entonces: n2 = n1 x d1 = 1.725 r.p.m. x 7" = 4.025 r.p.m. d2 3" n2 = 4.025 r.p.m. Estas son las r.p.m del Eje Porta Herramienta. Es importante anotar que la fórmula que hemos utilizado en los 3 problemas anteriores, también podemos utilizarla para otros casos, por ejemplo: • para averiguar la polea motriz tendríamos: d1 = n2 x d2 n1 Hay que resaltar que este caso debemos conocer n2, d2 y n1. • Para averiguar r.p.m. del motor tendríamos: n1 = n2 x d2 d1 Se debe tener como conocidos a d1, n2 y d2 • Para averiguar la polea conducida tendríamos: d2 = n1 x d1 n2 Se resalta que se debe conocer a n1, d1 y n2 5
  • 6. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico TRANSMISIÓN DE MOVIMIENTO Y VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL O PERIFÉRICA. Es muy importante conocer que R.P.M. tiene un eje, donde se va montar una herramienta de corte. Cuando se calcule la V.C. (Velocidad de corte), conociendo el diámetro de la misma, nos lleva a utilizar la máquina con más seguridad, sin temor de un posible accidente, por las razones anteriores. Gracias a los cambios en los diámetros de las poleas en los sistemas de transmisión, podemos obtener RPM en el eje conducido de acuerdo con las necesidades o con la herramienta que vayamos a montar, ya que los motores eléctricos de comente alterna tienen pocas posibilidades en cuanto a las RPM; éstos pueden ser: • De baja con RPM de 1125 a 1750. • De alta con RPM de 3400 a 3600. Nota: La potencia no incide en las RPM. CÁLCULO DE RPM. Para calcular a que RPM se encuentra girando el eje porta herramienta de una máquina convencional para procesar madera, debemos utilizar la siguiente relación: N1 x D1 = N2 x D2 Donde: N1 = RPM del eje conductor (RPM motor). D1 = Diámetro polea conductora. N2 = RPM del eje conducido. D2 = Diámetro polea conductora. En cualquier sistema podemos tomar la medida de D1 y D2; y podemos leer las RPM del motor, faltando solamente conocer N2; pero conociendo los tres valores anteriores podemos despejarla de la siguiente forma: N1 x D1 = N2 D2 6
  • 7. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Ejemplo: Calcular N2 con los siguientes datos: N1 = 1750 RPM (1750 x 6) = N2 D1 = 6" 3 D2 = 3" 3500 = N2 Contando con el prototipo "Dispositivo de poleas", podemos hacer el montaje directo de poleas de 3" para el eje conductor, y de 6" para el eje conducido. Conocemos RPM del eje conductor por la placa del motor que nos entrega dicha información. Con el sistema apagado podemos dar respuesta a las siguientes preguntas: 1. Por cada vuelta de la polea conductora cuántas vueltas da la polea conducida? 2. Qué pasa si la polea conductora tiene mayor diámetro que la polea conducida? 3. Qué pasa si tiene menor diámetro? 4. Qué pasa si ambas poleas tienen igual diámetro? Luego podemos encender el sistema y verificar con una herramienta medidora de revoluciones como es el tacómetro y comparar: • Que las revoluciones del motor correspondan a las que dice en la placa. • Que las revoluciones del eje conducido correspondan a las calculadas en el ejemplo anterior. Nota: Existe un margen de tolerancia del 5% en el número de revoluciones por minuto por exceso o por defecto sin ninguna incidencia en el sistema. En éste primer caso tenemos una relación directa del alumno con el prototipo, con la posibilidad de montar, medir, verificar, experimentar y visualizar resultados. Nota: Intercambiar otros diámetros de poleas y repetir los pasos anteriores de cálculo, preguntas y verificación en el prototipo. CALCULO DE LONGITUD DE BANDA. El elemento de unión entre los ejes conductor y conducido se llama banda o correa de transmisión; ésta debe ajustar en las poleas respectivas y su ajuste debe ser preciso y tener una tensión adecuada. 7
  • 8. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Existen varios tipos de bandas entre las que mencionamos las siguientes: • Banda en V tipo A, B, C, D para transmisión de potencia y velocidad. • Banda plana para transmisión de alta velocidad. • Banda dentada para transmisión de velocidad y sincronismo. • Banda de sección redonda para sistemas de arranque y marcha. • Banda de eslabones para transmisión de potencia. De acuerdo con el tipo de máquina, diseño, función y operación se selecciona el tipo de banda para el sistema de transmisión; por éstas mismas razones sus longitudes son también diferentes y se hace necesario calcular exactamente su medida para lograr el ajuste del sistema evitando pérdidas de potencia por ficción, o deterioro de partes del sistema por exceso de tensión. Para calcular la longitud de banda lo más aproximado posible utilizaremos la siguiente fórmula: Contando con el prototipo "Dispositivo de poleas" con el sistema montado y la banda tensionada, aplica la fórmula tomando los datos respectivos y calcule la longitud de banda. (Recuerde que todas las unidades de longitud deben ser en pulgadas). Compare el valor obtenido con la longitud que aparece marcada en la banda, (valores cercanos). Esta práctica nos permitirá calcular la longitud de banda para cualquier sistema. 8
  • 9. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Nota: Todos los sistemas de transmisión cuentan con un soporte ranurado para el motor que permite desplazarlo para dar tensión a la banda; en el momento de calcular la longitud de banda procure que la distancia entre ejes sea la misma posible para lograr la tensión y compensar el estiramiento de las bandas por efectos del trabajo. TENSIÓN DE MONTAJE. La tensión de montaje es de gran importancia ya que un exceso de tensión en el sistema puede provocar desgastes prematuros en bandas y poleas o desgastes en los sistemas de rodadura de las máquinas tanto en el motor como en los ejes; y una baja tensión de las bandas, puede producir deslizamientos y fricción en la canal de las poleas, generando pérdidas de potencia y deterioro de bandas y poleas. La fórmula general para determinar la tensión de poleas corresponde al 10% de la distancia entre centros pero comúnmente la tensión ideal se logra cuando las bandas en su punto medio de montaje tienen una elongación aproximada de una pulgada, cuando se ejerce sobre ellas una presión moderada. Contando con el prototipo se puede experimenta los distintos casos y observar los resultados para la tensión de las bandas. TIPO DE POLEA Y SECCIÓN DE BANDA Los factores de diseño, la carga máxima de trabajo, la potencia a transmitir son entre otros los factores que se deben tener en cuenta que tipo de polea se debe montar a un sistema de transmisión al igual que el tipo correa y el número de canales. 9
  • 10. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico La relación es que en la medida en que la potencia a transmitir es mayor se debe considerar el aumento de la sección de poleas y correas como el número de canales. Teniendo el prototipo "Dispositivo de poleas" observe físicamente las características de sección de poleas y correas; analice su ajuste y deduzca que puede ocurrir si no hay correspondencia entre el tipo de polea y la sección de correa. POLEAS EN CARACOL Las poleas en caracol son utilizadas en los sistemas de transmisión de máquinas que requieren una variación de RPM más amplia para el eje conducido como es el caso de taladros, trompos y tomos entre otros; variación que se hace necesaria por los diferente diámetros de las herramientas de corte, siendo conveniente 10
  • 11. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico aumentar o disminuir las RPM de funcionamiento para lograr las condiciones óptimas de la herramienta. Las características de las poleas en caracol es que tienen iguales medidas pero son montadas a partir de los diámetros opuestos y lograr así la variación de las RPM, sin variar la longitud de la banda (ver plano adjunto). Contando con el prototipo "Dispositivo de poleas", hacer el cálculo respectivo tomando los datos de RPM del motor, y diámetros de las poleas; luego hacer el montaje en el dispositivo y tomar las medidas respectivas de RPM en cada canal con el tacómetro y comparar resultados. VELOCIDAD PERIFÉRICA. Este fenómeno se presenta en todas las herramientas de corte, y en general para todo elemento que esté sometido a giro, como es el caso de las piedras de esmeril en donde la velocidad Periférica es determinante para su correcto funcionamiento. Analizando el fenómeno físico velocidad es la relación que existe entre el desplazamiento de un cuerpo y el tiempo que toma en hacerlo; de allí la fórmula genérica de velocidad es: V = E/T Donde: V = Velocidad E = Espacio recorrido T = Tiempo empleado o unidad de tiempo. Es así como los automóviles se desplazan con velocidad medida en Km./h. Para las herramientas de corte se utilizan otras unidades: Sistema Americano Pues/minuto. Sistema Europeo Mts/seg. Velocidad lineal: Es aquella en la que la trayectoria o desplazamiento del elemento es en forma recta o lineal, Velocidad circular: Es aquella en la que el elemento describe un círculo definido en su desplazamiento. 11
  • 12. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Velocidad periférica: Es la que se da en el punto más alejado del centro de las herramientas circulares en el momento de giro, Velocidad de corte: Es la que se da en la herramienta circular justo en el momento de contacto al corte. Cuando un disco comienza a girar por efectos de las RPM, los dientes del disco comienzan a desplazarse describiendo una circunferencia que finalmente corresponde al diámetro de la herramienta. En ese caso los dientes tienen una velocidad circular (fig. 1). Cabe anotar que los dientes de la sierra se encuentran en la periferia del disco es decir el punto más alejado de la circunferencia al centro de la misma, por tanto cuando el disco está girando los dientes tienen una velocidad periférica (fig. 2). Justo cuando los dientes entran en contacto con la madera o con el material a cortar allí se presenta lo que llamamos velocidad de corte. 12
  • 13. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Velocidad de Corte Recomendados Herramienta Velocidad de corte Cuchillas rectas 30 mts/seg Cuchillas de forma 40-60 mts/seg Sinfín 35 mts/seg Sierra circular acero 40-mts/seg Sierras circulares tungsteno 50 mts/seg De los valores obtenidos en los pasos anteriores determinar cual diámetro de disco y que revolución nos .aproxima a una velocidad de corte de 50 mts/seg para una siena de tungsteno. En la tabla siguiente tenemos los valores necesarios para evaluar, verificar y diagnosticar el financiamiento de una herramienta circular teniendo en cuenta: diámetro, RPM y velocidad de corte necesarios. Velocidad Centérica m/s Diámetro 40 47 50 55 60 70 80 90 mm 150 5100 5990 6370 7010 7640 8920 10190 11470 200 3820 1490 4780 5250 5730 6890 7640 8600 250 3050 3590 3820 4200 4590 5350 8110 6880 300 2550 2990 3180 3500 3820 4480 5100 5730 315 2440 2860 3050 3350 3850 4260 4890 5490 355 2180 2570 2730 3000 3280 3820 4370 4910 400 1910 2250 2390 2830 2870 3340 3320 4300 450 1700 2000 2120 2340 2550 2970 3400 3820 500 1530 1800 1910 2100 2290 2680 3060 3440 550 1390 1830 1740 1910 2080 2430 2780 3130 600 1270 1500 1590 1750 1910 2230 2550 2870 650 1180 1380 1470 1620 1780 2060 2350 2850 700 1090 1280 1360 1500 1640 1910 2180 2460 750 1020 1200 1270 1400 1530 1780 2040 2290 CÁLCULO DE POTENCIA Este tema complementa todos los elementos en el análisis de los sistemas de transmisión, siendo de gran importancia identificar cual es la potencia que requiere un motor de acuerdo con la herramienta a utilizar y el trabajo a realizar. Para este 13
  • 14. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico cálculo debemos tener en cuenta muchos factores que vamos a analizar paso a paso con la ayuda de la siguiente tabla. PROTOTIPO DISPOSITIVO DE POLEAS Espesor DENSIDAD DE LA MADERA de viruta (mm) d <= 0.70 H = 12% Suave d >= 0.80 H = 12% Dura 0.05 6 9 12 15 4 8 10 12 7 12 14 16 3.4 10 12 14 0.10 3.5 6 8 9.5 2 5.5 7.2 8 4 7 9 11 2.4 6.5 7.5 10 0.20 2 4 6 7 1.5 3 4.5 6 2.3 4.5 7 8 1.5 3.5 5.5 7 0.30 1.8 3 4.5 6 1 2.3 3.3 5 1.7 1.7 3.3 6.5 1.2 2.7 4 5.3 0.40 1 2.5 4 5.5 0.8 2 3 4.5 1.4 3.5 4.8 5.8 1 2.2 3.5 5 Tipo de A B C D E F G H A B C D E F G H Trabajo A. Trabajos de cepillado y regruesado liviano, fresado perpendicular a las fibras, perforados con herramientas clásicas. B. Trabajos de cepillado y regruesado pesado, aserrado periférico con sierra circular. C. Aserrado con circular corriente, trabajos de trompo en dirección de las fibras. D. Trabajos de trompo, aserrado con cierra de cinta, fresado en sentido de la fibra perforados con broca. E. Operaciones de desarrollo y de corte. F. Desbastado por regruesado. G. Aserrado transversal con sierra circular. H. Aserrado transversal con cierra cinta. 14
  • 15. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico CLASIFICAR CORREAS SEGÚN LA FORMA Y SEGÚN LA NORMA CORREAS EN V La correa en V (Figura 1) es un tipo de enlace flexible con sección transversal en forma de trapecio. Su empleo se ha extendido, reemplazando en los mecanismos de enlace flexible a las correas planas, ya que con este tipo de correas es posible la transmisión de fuerza y movimiento desde una fracción de caballo de fuerza (con una correa y un canal) hasta, potencias de 6.000 HP con sólo variar la sección y el número de correas. En la construcción de este tipo de correas se distinguen tres zonas diferentes (Fig. 2), que desempeñan las siguientes funciones: ZONAS DE UNA CORREA EN "V" Figura 2 Zona de Tensión: Es un cojín de goma con capacidad para absorber los esfuerzos de tracción durante la flexión de la correa. 15
  • 16. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Zona neutra: Es una sección de la correa en la parte central conformada por una o varias líneas de cuerdas inextensibles, de gran resistencia, que tienen por objeto soportar la carga ejercida sobre la correa y resistir cualquier tipo de alargamiento. Al estar situada en el eje neutro de la correa no es afectada por los esfuerzos detracción y compresión cuando !a correa se flexa en la ranura de la polea. Zona de Compresión: Es el cojín de la parte inferior, de una clase de goma con capacidad para dar la rigidez lateral necesaria y absorber los esfuerzos de compresión durante la flexión de la correa alrededor de la polea. Las correas llevan un revestimiento de la tela flexible de algodón, cortada al sesgo y sometida al proceso de vulcanización que protege eficazmente el interior de la correa, Clases de Correas en V Existen diversas clases de correas en V de acuerdo con la utilización que se asigne a cada una de ellas, la máquina donde estén ubicadas y la potencia que se quiera transmitir, siendo las principales: Lados planos Lados cóncavos Con dentado interior CLASES DE CORREAS Para velocidad variable EN "V" SINFÍN Doble V Para unir conjuntas Eslabonada Dentada para poleas dentadas (Sincrónica) Correa Sinfín de Flancos Planos: Es la clase más común y la que tiene mayor aplicación porque se adapta a casi todos los requerimientos de transmisión por enlace flexible. 16
  • 17. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Correa Sinfín de Flancos Cóncavos: Son correas con flancos cóncavos como se aprecia en la figura y que por el efecto del abombamiento de la parte central y de la presión al flexarse en la ranura de la polea, se vuelven planas, ofreciendo un mayor contacto en laranura de la polea. Correa Sinfín para velocidad variable: Esta correa en la parte interior se parece a la correa con dentado interior, con la diferencia de que es más ancha y en algunos casos más gruesa. Se utiliza en variadores de velocidad (sin Figura 5 cambiar de polea). Correa para unir con juntas: Se caracteriza por tener perforaciones equidistantes que permiten adaptar la cualquier longitud. El empalme se realiza utilizando juntas metálicas especiales que tienen como pasadores dos tornillos. La sección transversal es igual a la de los tipos comunes de correas en V. 17
  • 18. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Correa Eslabonada: Figura 7 Los eslabones están construidos en un tejido de cuerdas inextensibles y de gran resistencia vulcanizados. Estos eslabones se unen entre sí por pasadores de acero bañados en cadmio para evitar la oxidación. Los eslabones se construyen en todos los tamaños normalizados. Cada eslabón lleva un pasador remachado en la parte inferior con una arandela para protegerlo. El pasador que sobresale en la parte superior es para acoplar los eslabones, permitiendo adaptarla a cualquier longitud adicionando o removiendo eslabones según la necesidad. Esta clase de correa no lleva la tela de protección, pero se asienta muy bien enla ranura de las poleas, produciendo un buen efecto de agarre. Correa Doble V Lados Cóncavos: Estas correas se asemejan a dos correas en V unidas por el lado más ancho y su aplicación es para transmitir fuerza y movimiento a ejes que giran con diferente sentido de rotación, esto es en transmisiones serpentinas. Figura 8 18
  • 19. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Correa Doble V Lados Planos: Presenta las mismas características de las correas doble V lados cóncavos, así como su uso en Figura 9 transmisiones serpentinas. Correa Dentada: Figura 10 Esta clase de correa se diferencia de las otras en que el montaje no es sobre poleas con ranura en V sino sobre una polea dentada en donde los dientes deben tener igual paso que el de la correa. Se observa que el contacto de la correa no es con las caras laterales y que no presenta pérdida de potencia por deslizamiento. Su principal aplicación es en mecanismos sincronizados en transmisión de fuerza y movimiento. Correa Sinfín con dentado inferior: Esta clase de correa presenta una serie de incisiones a todo lo largo de la correa en la parte inferior en forma de ángulo con el fin de adaptarse a cualquier diámetro de la polea y además por estas ranuras formar una corriente de aire que ayude a refrigerar la polea. Su uso principal es en transmisiones de alta velocidad. No debe confundirse esta clase de correa con una correa dentada. Ventajas de las Correas en V Cuando la correa se flexa en la ranura de la polea se produce un cierre por acuñamiento. El efecto de acuñamiento hace que la correa se agarre en las paredes laterales de la ranura y el deslizamiento que permite es mínimo, en igual forma que la pérdida de potencia, dependiendo del arco de cobertura de la correa. 19
  • 20. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico De este factor se desprenden las siguientes ventajas de las correas V: Figura 12 1. Menor distancia entre centros La distancia mínima permitida es de una vez el diámetro de la polea mayor, que significa economía de espacio. 2. Alta relación de velocidad Las correas en V están capacitadas para trabajar en relación de 1 a 13, teniendo como limitante el arco minino de contacto de 120°. El rendimiento que alcanza un máximo del 97% con un arco de cobertura de 180°. Cuando se disminuye el arco de contacto se aplica el siguiente factor de corrección para trabajar a plena carga. Para: 170°= 0,96 140° =0,89 160° =0,94 130° =0,86 150° =0,92 120° =0,83 Ejemplo: La polea menor de una transmisión tiene de cobertura 140° y teóricamente debe girar a 780 rpm. ¿Cuál será la velocidad real de giro? 140° = 0,89 de rendimiento 780 x 0,89 = 694 rpm Podemos decir que con un arco de cobertura de 140° y 780 rpm en el cálculo, a plena carga se estima que el número real es de 694 rpm. 3. Resisten el polvo y la humedad Debido a su construcción se pueden usar en minas, aserraderos, plantas de trituración o en máquinas a la intemperie. Doble forro, doble resistencia. 20
  • 21. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico 4. Amplio cambio de funcionamiento La transmisión de fuerza y movimiento puede hacerse en ambas direcciones o entre poleas que estén en posición horizontal, vertical u oblicua. Bajo cuidados especiales se adaptan a trabajos con calor excesivo, con aceites o con sustancias químicas. 5. Choques amortiguados Estas correas absorben los esfuerzos producidos por arranques, paradas bruscas o cambios repentinos en el sentido de rotación. 6. Bajo costo de mantenimiento Cuando las correas se instalan correctamente, esto es, tensión normal, correas de igual longitud y buen alineamiento de las poleas, requieren de muy poca atención. 7. Longitud exacta bajo tensión plena Las correas en V se fabrican individualmente con sección transversal correcta. Se vulcanizan a gran presión con la tensión correcta, para asegurar la longitud exacta bajo carga completa. Para poleas de múltiples ranuras se deben seleccionar juegos de correas o varias correas iguales. Además podemos mencionar otras ventajas como: Tensión de montaje inferior que para correas planas. Esfuerzos débiles sobre los ejes que disminuyen el desgaste y !a fatiga de los soportes. Transmisión de cualquier potencia con sólo variar la sección y número de correas. Supresión de tensores. 21
  • 22. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Las correas en V están construidas para asentar en .una ranura que puede variar entre 34° y 40°, teniendo relación este ángulo con el diámetro de la polea menor principalmente y con el tipo de correa. CUADRO PARA CONSTRUCCIÓN DE POLEAS SEGÚN NORMAS DIN Figura 13 H =-Profundidad de ranura H =b+4a6 mm Tipo de Ancho Espesor Diámetro Ángulo correa correa correa exterior α A b Z 10 6 De 63 - 86 mm 34º 96 - 106 mm 36º 118- 146 mm 38º 146 en adelante 40º A 13 8 De 80 - 108 mm 34º 120 - 133 mm 36º 148 - 183 mm 38º 188 en adelante 40º B 17 11 De 125 - 151 mm 34º 171 - 191 mm 36º 211 - 261 mm 38º 261 en adelante 40º C 22 14 De 200 - 238 mm 34º 264 - 294 mm 36º 294 - 314 mm 38º 364 en adelante 40º Para la norma SAE se aplican los valores equivalentes 22
  • 23. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Se recomienda que diámetros inferiores a los mínimos no deben ser usados a menos que la potencia a transmitir sea demasiado baja o en casos extremos donde se deba sacrificar el factor rendimiento a cambio de otro factor más importante. Otro factor importante que debe tenerse en cuenta es la velocidad de la correa que no debe exceder de 25 m/seg. Vb = Velocidad de banda (correa) m/seg N = r.p.m. Dp = Diámetro primitivo en mm 60 = minutos a segundos 60.000 = Constante de Conversión 1.000 = milímetros a metros Vb = Dp . π . N El diámetro primitivo en una polea es 60.000 aproximadamente igual al diámetro exterior menos el espesor de la correa. Dp = De - b NORMALIZACIÓN DE LAS CORREAS Las correas en V se construyen de diferentes tamaños y longitud para satisfacer necesidades de potencia y velocidad. El tamaño de una correa en V viene dado por el ancho y el espesor. a = ancho (base mayor) b = espesor Figura 14 Los tipos de correa según norma SAE para uso industrial son: M,A,B,C,D,E, además de tres tipos con dentado en la parte inferior que corresponden a LT, AT, BT. 23
  • 24. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Figura 15 NORMALIZACIÓN EUROPEA La norma DIN distingue cuatro tipos identificados con las letras Z, A, B, C, y los tipos equivalentes a la norma SAE. Tipo Z A B C a 10 13 17 22 b 6 8 11 14 Figura 16 Identificación Según Norma S.A.E. Las correas construidas según norma S.A.E. tienen impresa la longitud en pulgadas y el tipo de correa, así: B 68, C 75, etc., en donde el número corresponde a la longitud en pulgadas y la letra al tipo de correa. La letra puede estar antes o después del número. 24
  • 25. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Norma D.I.N. La longitud viene impresa en milímetros con el ancho y el espesor así: 1.348 x13 x 8, en donde 1.348 mm de longitud, 13 mm de ancho y 8 mm de espesor, correspondiendo a una correa de 1.348 mm de longitud tipo A norma D.I.N. Algunos fabricantes omiten el espesor y el ancho. Para encontrar la equivalencia de una a otra norma se multiplica o divide por 25,4 según el caso. Ejemplo: El caso 1.348x13x8 1.348 ÷ 25,4 = 53 El 13 x 8 corresponde a tipo A Norma S.A.E. Por lo tanto, la correa es: A 53 o 53A La correa viene impresa A 53 -1.348 POLEAS EN "V" Poleas acanaladas en "V" En los mecanismos de transmisión se utiliza también la polea acanalada en "V", que por su forma impide que la correa se salga por mala alineación de sus ejes. Este tipo de poleas se construyen en aluminio, hierro fundido o acero prensado. Figura 17 Las poleas acanaladas en "V" vienen con uno, dos, tres o más canales, según la potencia que se quiera adquirir en la transmisión. 25
  • 26. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico CASO ESPECIAL Poleas Para Velocidad Variable: Están constituidas por dos discos cónicos (Figura 18) que pueden desplazarse a lo largo del árbol transmisor. Esto facilita el ajuste de- la correa sobre diferentes diámetros de las poleas. Con ellos se puede variar la velocidad entre un 9% a un 28%. Cuando se necesita aumentar o disminuir la velocidad en un mecanismo de transmisión, se cierran o se abren los discos cónicos. Esta operación se realiza manual o Figura 18 automáticamente. Figura 19 26
  • 27. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico CALCULAR: LONGITUD DE LAS CORREAS, TRANSMISIÓN Y POTENCIA A TRANSMITIR CALCULO DEL NUMERO DE CORREAS EN V En el número de correas en V son factores determinantes: la potencia a transmitir y la velocidad de la correa. Este número de correas se puede determinar con la ayuda de la siguiente Tabla. Ejemplo: Veloc.. Sección de la Correa m/seg A B C D E Si quisiéramos transmitir una Potencia en CV por una correa potencia de 45 CV por medio de 5,0 0,9 1,2 3,0 5,5 7,5 5,5 1,0 1,3 3,1 6,0 8,2 correas tipo D para trabajar a una 6,0 1,0 1,4 3,3 6,5 8,9 velocidad de 16 m/seg. ¿Cuántas 6,5 1,1 1,5 3,5 7,0 9,5 correas son necesarias? 7,0 1,2 1,6 3,7 7,5 10,2 7,5 1,3 1,7 3,9 8,0 10,9 8,0 1,4 1,8 4,3 8,4 11,6 1. En la columna de velocidad 8,5 1,5 1,9 4,6 8,8 12,2 busque 16 m/seg. 9,0 1,6 2,1 4,9 9,2 12,8 9,5 1,6 2,2 5,2 9,6 13,4 10,0 1,7 2,3 5,5 9,9 14,0 2. Siga hacia la derecha hasta 10,5 1,8 2,4 5,7 10,4 14,8 11,0 1,9 2,5 5,9 10,9 15,1 encontrar en la columna 11,5 1,9 2,5 6,1 11,5 15,7 correspondiente a tipo D y el 12,0 2,0 2,6 6,3 13,0 16,3 número que coincide será el 12,5 2,1 2,7 6,5 12,5 16,9 13,0 2,2 2,7 6,7 12,9 17,4 correspondiente a una sola 13,5 2,2 2,8 6,9 13,3 17,9 correa. 14,0 2,3 2,9 7,1 13,7 18,5 14,5 2,3 3,0 7,3 14,1 19,0 15,0 2,4 3,1 7,5 14,5 19,5 3. Como necesita transmitir 45 CV, 15,5 2,4 3,2 7,7 14,8 20,0 divida el número de CV por el 16,0 2,5 3,3 7,9 15,0 20,5 16,5 2,5 3,4 8,1 15,3 21,0 valor hallado en la tabla. 45/15 =3. 17,0 2,5 3,5 8,3 15,6 21,4 17,5 2,6 3,6 8,5 15,9 21,8 Se necesitan 3 correas tipo D para 18,0 2,6 3,7 8,6 16,3 22,1 18,5 2,6 3,8 8,7 16,5 22,5 transmitir 45 CV. 19,0 2,7 4,0 8,8 16,8 22,9 19,5 2,7 4,1 8,9 17,1 23,2 20,0 2,8 4,2 9,0 17,4 23,4 Como el número de correas está 25,0 relacionado con la velocidad ésta puede encontrarse por medio de gráfico o fórmula. 27
  • 28. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico VELOCIDAD DE LA CORREA EN METROS POR SEGUNDO 28
  • 29. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Modo de Encontrar la Velocidad por Medio de Esta Tabla 1. Trace una línea que una el punto "O" con el número de rpm. 2. Trace una línea vertical que parte del diámetro del círculo primitivo correspondiente al de la polea en mm. 3. Desde el punto donde se cruzan las dos líneas anteriores, siga la línea horizontal hasta encontrar el rango correspondiente a la velocidad de la correa. Ejemplo: Cuál será la velocidad de una correa montada en una polea de 125 mm. de diámetro primitivo y que gira a 750 rpm. Observamos las líneas trazadas, seguimos los pasos que se indican y encontramos que la velocidad de la correa es de 5 m/seg. (Ver tabla anterior). LONGITUD DE LAS CORREAS EN V La longitud de las correas en V depende de los diámetros de las poleas y de la distancia entre sus ejes. La relación entre los diámetros determina la relación de transmisión. La longitud se puede determinar con exactitud por medio de fórmula y con aproximación por medio de gráficos. POR FORMULA 2 L = 1,57 (Dp + dp) + 2C + (Dp - dp) . 4C L = Longitud de la correa (mm. o pulg.) C = Distancia entre centros (eje) 1 57 = π = Constante de cálculo 2 Dp = Diámetro primitivo de la polea mayor. dp = Diámetro primitivo de la polea menor, Figura 20 29
  • 30. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Ejercicio Calcular la longitud de una correa en V que debe -trabajar en una transmisión que tiene 90 cm. entre centros, De igual a 480 mm, de igual 120 mm, para una correa tipo B. Debe tenerse en cuenta que se trabaja con Ø primitivos. De y de = Ø exteriores de las poleas Dp = 480 - 11 = 469 mm Dp = De - b dp = 120 - 11 = 109 mm L = 1,57 (Dp+dp) + 2c+ (Dp – dp)2 4c Reemplace: (469 – 109)2 L=1,57(469+109)+2x900+ 4 x 900 (360)2 L = 1,57 x 582 + 1.800 + 3.600 L= 907+1.800+36= 2.743 mm. Para el equivalente según Norma S.A.E. 2.743 +25,4 = 108" (aprox.) La identificación de esta correa será: 108B = B108 - 2.743 30
  • 31. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico POR GRÁFICO Se puede hallar la longitud de una correa en V por medio de un gráfico, siguiendo las siguientes instrucciones: a. Coloque una regla que una los puntos que corresponden a la distancia entre centros y al diámetro primitivo de la polea de diámetro menor. b. Siga la línea diagonal desde el punto donde la relación de velocidades D d conocida, intercepta con la regla. DISTANCIA ENTRE CENTROS EN mm. 31
  • 32. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico c. Observe la longitud de la correa. Ejemplo: Si comparamos el caso de la fórmula que es 900 mm distancia entre centros, el diámetro primitivo de la polea menor son 109 mm y la relación D/d es 469/109 = 4.3. Seguimos las instrucciones y observamos que el punto de intersección (dentro del círculo) nos da un valor muy próximo al del cálculo (2.743 mm). (Ver tabla pág. anterior) CALCULO DE TRANSMISIÓN Para el cálculo de transmisión por correas en V se establece una pequeña diferencia con relación a la transmisión por correas planas en cuanto se refiere a los diámetros de las poleas y es que se trabaja con diámetro, primitivo. Cuando se habla de diámetro en las poleas en V se refiere a diámetro primitivo. Figura 21 Factores a tener en cuenta: N = Número de revoluciones en polea conductora n = Número de revoluciones en polea conducida D = Diámetro primitivo de polea conductora d = Diámetro primitivo de polea conducida Las letras mayúsculas se utilizan para identificar los datos correspondientes a la polea conductora y las letras minúsculas a la polea conducida. Partimos de esta igualdad: DxN=dxn Diámetro de la polea conductora por su número de r.p.m., es igual al diámetro de la polea conducida por su número de r.p.m. 32
  • 33. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Al despejar la igualdad encontramos: D = d.n N N = d.n D d = D.N n n = D.N d Ejemplo: Un motor gira a 1.270 r.p.m., lleva montada una polea con 125 mm de diámetro exterior, transmite movimiento a otra polea de 265 mm de diámetro exterior. Calcular el número de rpm para correa tipo A. Dp = De - b = 125 - 8 = 117 mm N – 1.270 r.p.m. dp = de - b = 265 - 8 = 257 mm RELACIÓN DE VELOCIDAD Se refiere a la relación o razón entre el número de r.p.m. de la polea conductora y las r.p.m. de la polea conducida. Ejemplo: 3/1 = por cada tres r.p.m. de la polea conductora, la conducida dará una vuelta (leer 3 a 1) Ejemplo: 2/5; por cada dos r.p.m. que da la polea conductora, la conducida dará 5 r.p.m. Para encontrar los diámetros de las poleas en V con base en la relación de velocidad se siguen los siguientes pasos: a. Multiplicar el numerador y et denominador por un mismo número teniendo en cuenta que el valor encontrado no sea inferior al diámetro mínimo recomendado. 33
  • 34. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico b. Agregar a cada diámetro el espesor correspondiente, el espesor (B) del tipo de correa. c. Al hacer el montaje el dato del numerador corresponde al diámetro de la polea conducida y el dato del denominador corresponde al diámetro de la polea conductora. Ejemplo: Encontrar los diámetros de dos poleas para una relación de velocidad de 4,5/2 para correa tipo B. Diámetro mínimo para correa tipo B = 125 mm Los números 36 y 16 obtenidos son unidades que pueden ser 36 y 16 pulgadas o 36 y 16 cm. Supongamos que son cm. 36 x 10 = 360 mm; 16x10 =160mm 360 + espesor correa = 360 +11 = 371 mm 160 + espesor correa = 160 + 11 = 171 mm Los diámetros exteriores de las dos poleas son: 371 y 171 respectivamente. Como 371 ocupa posición de numerador corresponde al diámetro de la polea conducida, y 171 corresponde al diámetro de la polea conductora. Para encontrar las rpm de la polea conducida conociendo las rpm del motor y la relación de velocidad, multiplica rpm por el denominador y lo divide por el numerador. Ejemplo: ¿Cuál será el número de rpm de una polea conducida cuando el motor gira a 1.200 r.p.m. y la relación de velocidad es de 5/1? Resultado: 240 r.p.m. de la conducida. 34
  • 35. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Para encontrar diámetros de poleas en V a partir de las r.p.m. a. Simplificamos por cualquier número. b. Agregamos a los diámetros obtenidos el espesor del tipo de correa. Ejemplo: Encontrar los diámetros de dos poleas cuando la conductora debe girar a 960 r.p.m. y la conducida a 345 r.p.m. Correa tipo A. Simplificamos: 320 960 320 + 8 = 328 Ø polea conducida . 345 115 + 8 = 123 Ø polea conductora 115 35
  • 36. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico MONTAJE DE POLEAS Y CORREAS EN "V" MONTAJE Y ALINEACIÓN DE POLEAS Y CORREAS EN "V" Al llevar a cabo esta tarea el mecánico debe poner en práctica una serie de pre cauciones que le ayuden a realizar el trabajo de la manera más segura y a la vez con el mínimo de tiempo y dificultad. Proceso de ejecución: 1. Desconecte el equipo durante el montaje Siempre que se trate de una tarea de mantenimiento asegúrese de: Interrumpir el paso de corriente al equipo. Colocar una señal de advertencia que indique que se está en mantenimiento de equipo. Bloquear el control (con candado). Figura 22 2. Verifique el Paralelismo de los Ejes Los tipos comunes de desalineamiento se muestran en la figura 24. Son causados por ejes que no están paralelos o-poleas 'desalineadas. La forma de controlar el paralelismo se estudió en el módulo anterior. 36
  • 37. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Figura 24 Figura 24 3. Monte la polea en el árbol a. Revise que en las superficies de ajuste no hayan rebabas o abolladuras, si existen elimínelas con una lima. b. Inserte la polea en el árbol, cuando es muy pesada provéase de un aparejo para levantarla y manualmente móntela en el eje, si es necesario dé golpes de martillo con un material más blando que el material de la polea, haciendo coincidir las ranuras para la cuña. c. Si la polea y árbol se unen por cunero y prisionero compruebe el ajuste de estos elementos, insertando la cuña en el cunero tanto del árbol y la polea; este elemento debe montarse con el tipo de ajuste deslizante. d. Inserte la polea conducida en el respectivo eje, y ubíquela aproximadamente en su posición de trabajo. e. Apriete ligeramente los prisioneros. f. Repita el proceso con la polea conductora. 4. Alinee las poleas a. Coloque una regla rígida entre los lados de las poleas. Figura 25. Figura 25 La regla debe tocar las poleas en las cuatro flechas. 37
  • 38. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico b. Gire las poleas y verifique en los diferentes puntos. Si se nota variación, las poleas o ejes están dobladas. Reemplazar las piezas defectuosas. 5. Fije las poleas definitivamente Apriete en forma alternada los prisioneros. MONTAJE DE CORREAS EN "V" Un montaje defectuoso acorta la duración del servicio aun cuando no exista ningún daño visible en las correas. Proceso de ejecución 1. Paso: Seleccione el tipo correcto de correa en "V" a. Mida el ancho mayor de la canal donde va a montar la banda. b. Consulte la clasificación de los tipos de correas, donde encuentra el ancho y espesor de cada tipo, luego compare la medida encontrada en el sub paso anterior y determina el tipo de correa. La banda debe quedar a ras con la periferia de la polea o sobresaliendo ligeramente. Fig. 26 Figura 26 Observación: 1. Al instalar nuevas correas en una transmisión, siempre debe reemplazarlas todas; las correas antiguas están alargadas por el uso, si mezcla correas nuevas y antiguas, las nuevas quedan apretadas, soportan mayor cantidad de carga y fallarán antes de tiempo. 2. Correas de diferente fabricante pueden tenar diferentes características. 38
  • 39. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico . 2. Paso: Afloje el tensor Afloje los tornillos del tensor hasta que las correas entren libremente. Si es necesario aplique presión sobre la base del motor. (Fig. 27) Fiura 27 3. Paso: Monte correas Monte las correas calzándolas en los canales manualmente, sin ayuda de herramienta. No forzar con palancas, destornilladores, etc. Fig. 28. Cuando se monte una correa al palanquear o enrollar, la arista de la canal puede producir cortaduras en la protección de la correa e inclusive llegar a reventar los cordones de refuerzo por el esfuerzo adicional a que se somete. Además puede ser el origen de un Figura 28 accidente. 4. Paso: Tensione la correa a. Ajuste el tensor hasta que las correas entren holgadamente en las ranuras. b. Ponga a funcionar la transmisión por unos 15 minutos, para asentar las correas. c. Después aplique la carga máxima; si las correas patinan ajústelas hasta que no patinen al aplicar la carga máxima. Esta es una forma práctica de dar la tensión a las correas. d. Medir la distancia entre ejes (c) Fig. 29 e. Al centro de la distancia(c) aplique una fuerza perpendicular, lo suficiente como para hacer bajar la correa. Fig. 30 39
  • 40. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Figura 30 Figura 31 Mantenga una regla en la posición de la correa. f. En el mismo punto de la correa aplique una fuerza hacia arriba. Fig. 31.En ambos sub pasos mida la separación mediante una regla y súmelas. g. La separación debe corresponder a 1/64" por cada 1" de la distancia C. Ejemplo: La distancia entre ejes de una transmisión es de 10". La distancia correspondiente a una tensión adecuada será de 1/64x10 = 5/32" 5. Paso: Monté las guardas de protección. (Fig. 32) Figura 32 El protector debe permitir una ventilación adecuada y facilitar la inspección. Esto se logra con el uso de enrejados. 40
  • 41. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico El protector no debe tener ninguna abertura por donde los trabajadores puedan alcanzar el interior de la transmisión y sean atrapados en la misma. Un protector hecho a mano que cubra la transmisión parcialmente es a veces más peligroso que no tener ninguno, pues conduce acciones inseguras. (Fig.33). Figura 33 6. Paso: Inspeccione las correas mientras la transmisión funcione.(Fig. 34) Realice una inspección visual de la correa. Busque sonidos qua puedan indicar problemas, como golpes periódicos, chillidos, etc. Figura 34 Aunque las transmisiones múltiples funcionan con alguna variación, todas las correas deben correr con la misma tensión, con un lado apretado y un lado flojo (Fig. 35) Figura 35 41
  • 42. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Si una o más correas están muy flojas como las de la Fig. 36 o muy apretadas como en la Fig. 37, es probable que usted tenga uno de estos problemas. Figura 36 Figura 37 1. Poleas gastadas: Verifique el desgaste de la ranura de la polea usando el calibrador o galga. 2. Tensión inapropiada: La transmisión puede tener una tensión incorrecta, exagerando las variaciones normales de longitud. 3. Correas dañadas: Quite la correa floja e inspecciónela completamente a través de toda su longitud para cerciorarse de que no está rota interiormente por accidente. 4. Algunas correas están más largas que otras. 42
  • 43. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico CORREA CLÁSICA Composición: 1. Cubierta. 2. Elemento tensor. 3. Elemento de compresión. 4. Elemento aislante. 5. Caucho de tensión. Tipos de correas más comunes y medidas de canales de las poleas: - Dm = Diámetro mínimo recomendado de polea - Pc = Profundidad de canal de polea - Ángulo de los canales = 37° + 0 - 1 grado 43
  • 44. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Posición correcta de la correa dentro de la canal de la polea. Porqué se dañan las correas prematuramente? Cuando se daña una correa prematuramente, generalmente, le echamos la culpa a la calidad de la correa; pero entre otras causas pueden ser: por canales de poleas e instalaciones de correas incorrectas. Por falta de mantenimiento a la transmisión. Regularmente se debe revisar: • Alineamiento de las poleas. • Estado de los rodamientos de la transmisión. • Estado de las poleas. 44
  • 45. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico • Ajuste de las poleas a sus respectivos ejes. • Estado de las correas, (sucias con aceites, grasas, exceso de polvo, etc.) • Tensión de las correas NUNCA Se deben utilizar herramientas para hacer palanca en el montaje y desmontaje de las correas, porque se rompe o deteriora el refuerzo textil dañando la correa y acortando su vida útil. Toda transmisión debe contar con un adecuado tensor, que permita una fácil instalación y ajuste de tensión de las correas. Recuerda que una baja o excesiva tensión también afecta la vida útil de las correas. La tensión debe ser la necesaria según la aplicación. Otras Causas de Daños • Tipos de correa no indicados para el trabajo y velocidad que está ejecutando. • Insuficiente número de correas. Demasiada carga para las correas en uso (problema muy común). • Diámetros de poleas no adecuados poleas con diámetros por debajo del mínimo recomendado. • Distancia entre ejes no correspondientes. • En poleas de varias canales; tener diferentes medidas de canal por desgaste o error en la construcción. • Todos las canales deben ser exactamente ¡guales para que el conjunto de correas trabaje bien Formula general para calcular la velocidad de una transmisión R.P.M. eje motriz x Dpm = R.P.M. eje conducido x Dpc 45
  • 46. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico (n1) R.P.M. eje motriz = revoluciones del motor (d1) Dpm = diámetro polea motriz; es el de la polea que genera el movimiento (n2) R.P.M. eje conducido= son las revoluciones del eje porta herramienta. (d1) Dpc = diámetro de polea conducida; (polea que recibe el movimiento de la polea motriz). A partir de la formula general obtenemos: R.P.M. eje motriz R.P.M. eje conducido x D.p.c. D.p.m D.p.m= R.P.M. eje conducido x D.p.c R.P.M. eje motriz R.P.M. eje conducido= R.P.M. eje motriz x D.p-rn D.p.c D.p.c = R.P.M. eje motriz x D.p.m R.P.M. eje conducido RESUMIDO n1 = n2 x d2 d1 = n2 x d2 d1 n1 n2 = n1xd1 d2 = n1xd1 d2 n2 LONGITUDES DE LA CORREA i= constante según el tipo de poleas (M,A,B,C.) Para M = 2.5 mm; A = 3.3 mm; B = 4.2 mm y C = 5.7 mm Le= longitud entre centros de ejes Dp= diámetro de polea mayor dp= diámetro polea menor /2 =proporción de contacto de la correa sobre la polea Longitud de la correa ((D.p.m.+D.p.c.-4i)3.1416/2)+2Le 46
  • 47. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Si los ejes están muy cercanos se presentan problemas de patinamiento disminuyendo constantemente la potencia, la vida útil de las correas y de las poleas. Si los ejes están muy retirados a pesar de que hay un mejor agarre de la correa en la poleas la vibración aumenta demasiado quedando por encima de lo recomendado, haciendo que la correa sea sometida a un exceso de flexiones lo que ocasionaría una vida prematura de la correa Elección del tipo de correa a utilizar en una transmisión Factor de Servicio en Máquinas para Trabajar la Madera Menos de 10 horas 1.2/1.4 De 10 horas a 16 horas 1.3/1.5 Más de 10 horas 1.4/1.6 47
  • 48. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Transmisión de Potencia por Correa Industrial Según el Tipo Tipo de correa Medidas Transmisión máx. Diámetro/mínimo de la Sup/inf.mm HP de Potencia polea pulgadas aproximada Y,2L 6x4 3/4 3/4 M,2,3L 10 x 6 3 2 A,4L 13 x 8 4 3 B,5L 17 x 11 8 5 C 22 x 14 18 8 D 32 x 19 42 14 E 38 x 23 67 20 Ejemplo Tenemos un motor de 1725 R.P.M. con una polea de 4" tipo A y necesitamos mover una máquina que debe girar a 850 R.P.M. Qué polea debemos colocar en la maquina? n1=1725 R.P.M. d1=4" n2 = 850 R.P.M. d2 = ? n1 = R.P.M. eje motriz d1 = D.p.m. (diámetro polea motriz) n2 = R.P.M. del eje portaherramientas d1 = D.p.c (diámetro polea conducida) d2 = n1 xd1 = 1725 R.P.M x 4" = 8.11" n2 850 R.P.M. Como las poleas que se encuentran en el comercio van de ½” en ½” entonces, tenemos que tomar la decisión de comprarla de 8" ó 8 ½” Ejemplo completo Debemos calcular: • Tamaño de poleas • Tipo de correa y polea a utilizar 48
  • 49. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico • Número de correas a utilizar • Distancia entre ejes recomendada • Longitud de correa Témenos, una sierra circular con 3800 R.P.M. y tenemos la siguiente información motor 7HP de 3450 R.P.M. R.P.M. en el eje portaherramientas: 3800 R.P.M. diámetro de la polea conducida 4" Horas promedio de trabajo= 10 horas Tamaño de poleas n1=3450R.P.M. d1=? n2=3800 d2=4" d1= n2 x d2 = 3800R.P.M.X4" =4.4" ó 4 ½” ó 4" n1 3450 R.P.M. Polea motriz 4 ½” ó 4" Polea conducida 4" Tipo de Correa y de Polea a Utilizar Sabemos que la potencia del motor es 7 HP, que las horas promedio de trabajo son 10 horas; entonces calcularemos la potencia efectiva a trasmitir para la sierra. La sierra corresponde al grupo de trabajo pesado (para trabajar madera con un factor deservicio de 1.3 Pe = 7HP x 1.3 = 9.1 HP. Ya sabemos además que los R.P.M. de la polea conducida es de 3800 R.P.M. En la tabla elección de tipo de correa a utilizar en una transmisión buscamos el punto de intersección entre 3800 R.P.M. y Pe = 9.1 HP; El punto de intersección lo encontramos en la zona A, significando esto que el tipo de correa y de poleas a utilizar es tipo A. Numero de correas a utilizar. La potencia efectiva a transmitir es 9.1 HP, buscamos en la tabla de TRANSMISIÓN DE POTENCIA POR CORREA SEGÚN TIPO. La potencia máxima que trasmite la correa tipo A y encontramos el valor 4 HP. 49
  • 50. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Numero de correas a utilizar = Potencia efectiva a transmitir (Pe). Potencia que transmite cada correa Número de correas = 9.1 HP = 2.275 correas 4 HP El número mínimo de correas recomendado es 2 unidades tipo A. El número de correas más adecuado es 3 unidades tipo A (por seguridad) Distancia Entre Ejes: Distancia mínima = 0.7 (D.p.m (d1)+D.p.c (d2) =0.7 (4 ½ +4")=5.95"=15.11 cms. Distancia máxima = 2.0 (D.p.m (d1) + D.p.c (d2) = 2.0 (4 ½ +4")=17" = 43.18 cms Distancia sugerida = 35 cms. LONGITUD DE LA CORREA Convertimos Todas las medidas a mm. para tener una sola unidad de medida: 4 ½ x 25.4=114.3 mm; 4x 25.4=101.6mm y 35cms= 350 mm, el valor de i para tipo A es de 3.3mm. Longitud de la Correa: ((D.p.m + D.p.c.- 4i) x 3 .14/16/2) + Le = ((114.3 + 101.6 + 13.2) x 3.14/16/2) + (350)) = ((202.7) x 1.5708)) + 700 = 1018.40 mm; Pasamos la longitud a pulgadas 1018.4mm/25.4mm = 40.09" Correas A40. 50
  • 51. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico VELOCIDAD PERIFÉRICA Ó VELOCIDAD CIRCUNFERENCIAL Esta velocidad que es la responsable del mal o buen corte y sobre todo de un posible accidente de trabajo o que el operario trabaje allí sin riesgo de accidente por tener una velocidad de corte no apropiada. Podemos tener riesgos por exceso o faltante de velocidad de corte en una herramienta cortante. Todas las herramientas cortantes en la industria de la madera deben trabajar entre 40 y 50 mts/seg sin riesgos para el operario, la herramienta y el material que se trabaja. Para llegar a verificar dicha velocidad de corte tenemos que aplicar la siguiente formula VC = r.p.m Ø x = mts/seg 60.000 VC = Velocidad de corte r.p.m.= Revoluciones por minuto del eje porta herramienta (donde esta trabajando la herramienta que se calcula) Ø= Diámetro de la herramienta objeto de calculo en (.mm). = Constante =3.1416 60.000 = Constante. mts/seg = Unidad de medida metros por segundo Teniendo una planeadora con los siguientes datos: Motor de 1750 r.p.m., polea motriz de 8" y polea conducida de 3". El árbol porta cuchillas tiene de diámetro 3½” = 89 mm, Verificar, si dicha herramienta está trabajando en óptimas condiciones Datos: Motor: 1750 r.p.m. d1 = 8" d2 = 3" n2 = r.p.m. del árbol o eje porta herramienta (no lo conocemos). n2 = n1 x d1 = 1750 r.p.m. x 8" n2 = 4666 r.p.m. d2 3" Ahora VC = r.p.m x Ø x = mts/seg 60.000 51
  • 52. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico r.p.m.= del eje = 4666 r.p.m. Ø = de la herramienta en mm = 89 mm = 3,1416 Reemplazamos VC = 46666 r.p.m. x 89 mm x 3,1416 = 21,7 mts/seg 60.000 VC= 21.7 mts/seg Como se recomienda que toda herramienta cortante trabaje entre 40 y 50 mts/seg y vemos que la herramienta de esta planeadora trabaja en 21.7 mts/seg, es necesario aumentar dicha velocidad de corte; para ello necesitamos incrementar las r.p.m. del eje porta herramienta por lo menos a 7.000 r.p.m. y con estas r.p.m. nos quedaría la velocidad de corte en 33 mts/seg Otro ejemplo Tenemos una sierra circular con los siguientes datos: Motor de 3HP, 1750 r.p.m., polea motriz 10" y polea conducida de 3". Allí se pretende trabajar herramientas (discos) de 10" (200 mm), 14" (350 mm) y 16" (400 mm) se requiere saber si las tres herramientas se pueden trabajar sin tener ningún riesgo. Lo primero conocer las r.p.m. del eje porta herramienta n1 = 1750 r.p.m. d1 =10" d2 = 3" n2 = n1 x d1 = 1750 r.p.m x 10" = 5833 r.p.m. d2 3" Conociendo las r.p.m. del eje porta herramienta verificamos la velocidad de corte de cada una de las herramientas. Herramientas: 200mm, 350mm y 400mm VC = r.p.m x Ø x = 5833 r.p.m. x 200mm x 3.1416 = 61 mts /seg 60.000 60.000 VC = r.p.m x Ø x = 5833 r.p.m. x 350mm x 3.1416 = 106 mts/seg 60.000 60.000 VC = r.p.m x Ø x = 5833 r.p.m. x 400mm x 3.1416 = 122 mts/seg 60.000 60.000 52
  • 53. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Si todas las herramientas de corte deben trabajar entre 40 y 50 mts/seg concluimos lo siguiente: Las herramientas (discos) de 20mm, 350mm y 400mm se les deben bajar las r.p.m. del eje porta herramienta hasta 2916. Para que se logre esto es necesario que el motor tenga polea de 5" en cambio de la de 10" que poseía. La otra situación es que solamente se pueden trabajar discos de 200mm, 300mm y 350mm e! de 400mm no es recomendable trabajarlo, primero por la potencia ya que el motor posee 3HP y segundo por la velocidad de corte. 53
  • 54. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico RECOMENDACIONES GODYEAR PARA VERIFICACIÓN DIMENSIONAL DE LAS CORREAS Y POLEAS. VARIACIONES - TOLERANCIAS DIMENSIONES NOMINALES DE LAS CORREAS Sección Ancho superior Altura Ángulo Designación Ancho primitivo Is (mm) h (mm) a(°) Ip (mm)- A 11 13 8 40° ± 1° B 14 17 11 40° ± 1° C 19 22. 14 40° ± 1° D 27 32 19 40° ± 1° 54
  • 55. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico INSTRUCCIONES PARA INSTALACIÓN DE UNA TRANSMISIÓN CONVENCIONAL POR CORREAS EN “V” Cuando se va a instalar una transmisión por correas en "V", se debe considerar los siguientes puntos: 1. Utilice siempre correas de la misma marca en transmisiones que tengan más de una correa. 2. Mantenga los canales de las poleas limpios de aceite, grasa, tinta o cualquier suciedad. Verifique si los canales tienen acabamiento especificado y las dimensiones correctas. 3. En el montaje, haga retroceder la polea móvil, aproximándola a la polea fija. De forma que la correa pueda ser montada suavemente sin ser forzada con cualquier tipo de herramienta. 4. Verifique y asegúrese de que las poleas estén correctamente alineadas, los ejes paralelos, que exista suficiente espacio para mover las correas y las poleas, sin tocar en los soportes, protecciones. etc. y de que haya lubrificación en los soportes y rodamientos. 5. Después de montadas las correas y antes de tensionarlas correctamente, hágalas girar manualmente en la instalación, para que el lado flojo de todas !as correas quede para arriba como en la siguiente figura; O que el lado-flojo de todas las correas quede para aba{0. como en la siguiente figura: Cuide para que no haya correas con un lado flojo para arriba y otras con un lado flojo para abajo, como en la siguiente figura: 55
  • 56. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Pues tas correas no se acomodarán uniformemente en los canales cuando son tensionadas finalmente para la operación. Tensione entonces las correa-s de la forma indicada a seguir. 6. Tensionamiento de las correas en !a transmisión. En genera! el procedimiento común para tensionar las correas de una transmisión tiene las siguientes reglas: a) La tensión ideal es la más baja en la cual la correa trabaja sin deslizar, aun en el caso de "picos de carga". b) Verifique frecuentemente la tensión en las correas durante las primeras 24746 horas de operación. c) Tensión baja provoca deslizamiento y genera, en consecuencia, calor excesivo en las correas, ocasionando fallas prematuras. d) Tensión alta acorta la vida de las correas y de los rodamientos. e) Verifique periódicamente la transmisión. Cuando ocurre deslizamiento, retensione las correas. ''Para verificar si es correera la tensión en una transmisión con correas en "V" convencionales, proceda como sigue. Ver la siguiente figura 56
  • 57. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico a) Mida el largo del espacio (t). b) En el centro del espacio (t) aplique una fuerza (perpendicular al espacio) suficiente para formar una deflexión en la correa en 1/64" para cada pulgada de largo del espacio, o sea que la deflexión debe de ser el 1,6°/o del espacio. c) Compare la fuerza aplicada en la deflexión con los valores dados en la tabla 12. d) Si la fuerza está entre 1 y 1,5 veces los valores indicados para la tensión normal, entonces la transmisión estará satisfactoriamente tensionada. Obs.: El espacio (t) tiene el largo igual a la distancia entre centros de los ejes. 57
  • 58. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico 58
  • 59. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico EL ACERO Si al Oxido de Hierro se le agrega una pequeña cantidad de Carbono, al producto resultante se le da el nombre de ACERO. El hierro es un elemento que se encuentra abundantemente en la naturaleza en forma de óxido, sulfuro o carbonates. MINERAL DE HIERRO Normalmente se explotan las minas formadas por óxidos de hierro y al producto de estas se denomina "Mineral de Hierro" Fe203-Fe304 “Mineral de Hierro” Para producir el hierro, se carga el mineral de hierro en mezcla con carbón (coke) carbón de calcio en Alto horno en el que se inyecta aire caliente y oxigeno. A una alta temperatura se genera una serie de reacciones químicas en el que el carbono se une con los oxígenos oxido de hierro formado C02 que sale por la parte superior del horno y el hierro en estado liquido se descarga por la parte inferior, en conjunto con escoria formada por la cual e impurezas de los productos alimentados en el horno El hierro llamado en este estado Arrabio, se recoge en moldes llamados lingoteras y se deja solidificar obteniéndose lingotes de arrabio. Los lingotes de Arrabio tienen muchas impurezas por lo que el arrabio no tiene un uso práctico y hay que purificarlo. 59
  • 60. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico La composición del arabio es próximamente como lo que se muestra. La operación de purificación del arabio se llama "Refinación'' y se puede hacer por diferentes procesos que producen aceros de distintas clases dependiendo del proceso usado Durante este proceso se carga el arrabio sólido o en forma derretida y carbonato de calcio que se usa como fundente y formador de escoria. Para la afinación se inyecta altas cantidades de oxigeno para que reaccione con exceso de silicio, manganeso, carbona y fósforo, los óxidos formados flotan y se mezclan con la escoria liquida o sale como gases C02. Los convertidores deben tener un revestimiento refractario que puede estar hecho de compuestos de calcio y magnesio para un proceso BÁSICO o de silicio para un proceso ÁCIDO. En los convertidores básicos, se pueden agregar fundentes básicos que reaccionan fácilmente con el azufre y fósforo, arrastrándolos a la escoria y purificando el acero. 60
  • 61. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico En el caso del convertidor ácido, el arrabio que se cargue debe estar libre de esos contaminantes pues no es posible agregar en medio ácido esas sustancias purificaderas porque reaccionarían con el revestimiento del horno. Durante el proceso anterior, y dependiendo de la clase de acero que se quiera fabricar, se agregan otros compuestos hasta obtener la composición química requerida, se descarga en lingoteras y los lingotes se procesan dándoles formas como. El Oxido de Hierro Puro es un material gris muy maleable, blando, de baja resistencia, y poca utilidad práctica. Un poco de carbón aleado con el hierro hace que este adquiera mayor resistencia, dureza y tenacidad. Solo un Kg. de carbón en una tonelada de hierro, le aumenta notoriamente su resistencia. Hay otros elementos cono el Magnesio (Mn), Cromo (Cr), Níquel (Ni), Vanadio (V) que ejerce sobre el hierro efectos parecidos al del carbono. Hay otras sustancias que son perjudiciales para el acero como lo son el fósforo y el azufre que lo vuelven quebradizo o frágil. La calidad del acero depende de:  Método de Fabricación y de Refinación.  De la Composición Química.  De la Estructura Cristalina del producto.  Y el Sistema de Desoxidarlo. 61
  • 62. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico CLASIFICACIÓN: No se ha encontrado hasta la fecha un elemento de aleación que genere un acero ideal para todas las aplicaciones, por lo que se encuentra una gran variedad de aceros para los diferentes usos que se le da a este material. Lo anterior también ha generado un gran número de tipos y clasificaciones del acero. Por otra parte puede clasificarlos dependiendo del uso para el cual se destina como: Aceros Estructuras, Aceros para Calderas o Aceros para Puentes y Edificios, y también puede referirse a los aceros por su composición química o propiedades mecánicas. Como aceros al Manganeso, Aceros al Carbono o Aceros de Baja Aleación, Aceros Templados, Laminado en caliente o frío, etc. Prácticamente cada acería puede, de acuerdo con su cliente, suministrar un acero diseñado para aplicaciones especificas. Se habla de los aceros al carbono en término a su contenido de ese elemento así: NOMBRE DEL ACERO CONTENIDO DE USOS CARBONO BAJO CARBONO 0.15 % MAX ACEROS PARA USO GENERAL, AUTOMÓVILES, RUEDAS Y CARPINTERÍA ACERO DULCE 0.15 / 0.35 ACERO ESTRUCTURAL MEDIO CARBONO 0.35 / 0.60 PARTES DE MAQUINARIA Y HERRAMIENTAS ALTO CARBONO 0.60 /1.0 RIELES, DADOS, RESORTES Aunque se hable de aceros al carbono, estos aceros tienen en su composición otros elementos en pequeñas cantidades como el Manganeso o el Silicio y otros que se han dejado porque sería muy costoso estraperlos como el Azufre y el Fósforo. 62
  • 63. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Como ya se dijo, hay elementos como el Magnesio, como el Níquel y otras que le imprime al Acero otras características que se aprovechan en le fabricación de maquinaria y equipo. A estos aceros se les llama Aceros Aleados. Los elementos de aleación mejoran la resistencia y tenacidad de Acero, aumentan y disminuyen la capacidad de dejarse endurecer y retardan la oxidación o la corrosión. Se habla de aceros aleados cuando el rango especificado para uno o más de los siguientes elementos de aleación excede a: 1.65% de Mn, 0.60% de Si, 0.60% de Cu o cuando se define un rango o un mínimo de: Al, Mo, Ni, Ti, W, V, Zr, o cualquier elemento añadido para obtener un efecto deseado de la aleación. Dependiendo de su composición, estos aceros se agrupan en:  Aceros para la construcción.  Aceros para automotores y maquinaría.  Aceros para servicio a baja temperatura.  Aceros para servicio de elevada temperatura Entre los aceros aleados hay otro grupo denominado:  Aceros de alta aleación. Aquí se agrupan los aceros que contienen un 10% o más de elementos de aleación como el Cromo, Níquel o Manganeso. En este grupo están los aceros inoxidables y aceros resistencias al calor. 63
  • 64. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Especificaciones Para Aceros. En una especificación se puede establecer requisitos para soldabilidad, endure civilidad, resistencia al ambiente o a la corrosión características metalográficas y otras además de composición química y propiedades mecánicas. A.S.T.M. A.W.S. A.I.S.I. A.S.M.E. SAE clasifica los aceros dentro de límites de composición química. AISI colabora con SAE y crea los mismos números pero usa diferentes prefijos y sufijos. Normalmente las especificaciones contienen información sobre como hacer los ensayos y evaluarlos. Hay una buena cantidad de entidades que clasifican y producen especificaciones para los aceros y entre ellos esta: ASTM Americana Society for testing ad Materials SAE Society of Automative Engeneers AISI American Iron and Steel Institute ASME American Society of Mechanical Engineers AISI y SAE: Usan cuatro dígitos para designar los Aceros XXXX XX XX Los dos primeros son la composición química de la aleación XX XX Los dos últimos el contenido del carbono 64
  • 65. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Así: Aceros – Carbono 10XX Aceros – Manganeso 13XX Aceros – Niquel 2XXX Aceros – Niquel como 31XX Aceros – Cromo Molibdeno 41XX Aceros – Niquel Cromo Molib 43XX Los sufijos y prefijos usados por AISÍ significan por ejemplo. PREFIJO SIGNIFICADO AISI SAE A Acero fabricado por convertidor ACERO AISI 1030= Open- Heard con revestimiento AL CARBONO CON C 0,30% básico. B Acero fabricado por convertidor Bessemer con revestimiento ácido. ACERO AISI 4140= E Acero fabricado en Homo Eléctrico CROMO MOLIBDENO C 0.40% con revestimiento básico. A Composición química restringida. G Tamaño de grano austenítico ACERO AISI-SAE E4340-H limitado. Homo eléctrico básico Cromo, Molibdeno. H Endurecibilidad garantizada. Endurecimiento por J Ensayo de fractura. tratamiento térmico La composición química para algunos de estos aceros es: AISI-SAE 1330 C Mn P S Si NI Cr 0.28-033 1.6-1.9 0.040 0.040 0.020-0033 -- -- AIS1-SAE 4340 Mo C Mn P S Si Ni Cr 0.20-0.30 0.38-0.43 0.65-0.85 0.025 0.025 0.020-0.035 1.65-2.00 0. 70-0.90 65
  • 66. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico Por otra parte la ASTM también tiene su sistema de clasificaciones y especificaciones para los aceros. La ASTM clasifica los aceros de cuerdo a la forma (hojas, barras, tubos, resortes, etc.) O a los productos fabricados de acero (calderas, recipientes depresión, estructuras, etc.). La ASME usa el mismo sistema de clasificación que la ASTM. ASTM usa para su designación de los aceros una letra A seguida del código establecido para el material y la ASME usa las tras SA seguidas del mismo código. ASTM A 36-90 ASME SA 36 ASTM A - 36-90 Acero estructural para edificios soldados, puentes y propósitos estructurales en general. Norma revisada en 1990 CRISTALES Todos los metales solidifican como un metal cristalino. Cada metal tiene una estructura metálica característica. Algunos metales sufren una alteración de su forma cristalina cuando cambia la temperatura, este fenómeno se llama cambio "Alotrópico". Los metales cristalizan preferiblemente en 3 de 14 formas posibles y de ellas las formas preferidas de cristalización para el acero son la cúbica centradas en el cuerpo (bcc), y cúbica centrada en las caras (fcc). Idealmente al solidificar un metal, partiría de un 66
  • 67. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico solo núcleo cristalino, los átomos se acomodarían siempre con la misma orientación del núcleo produciendo un cristal único. En la vida real, la cristalización comienza en muchos puntos simultáneamente y los átomos que permanecen en la fase líquida se van acomodando con la orientación del núcleo cristalino más cercano, que a su vez va creciendo hasta que se encuentre con los cristales vecinos. Al conjunto de átomos que tiene la misma orientación se le llama grano y a los límites con los demás cristales se le llama límite de grano. El tamaño y la presencia de los límites del grano tienen efecto muy importante en las propiedades mecánicas de los metales. En lo límites del grano pueden existir pequeñas imperfecciones de las estructura cristalina y vacancias. Debido a esas anormalidades en los cristales el acero muestra variación en sus propiedades. El tamaño del grano también varía con la velocidad y condiciones de enfriamiento y tienen una gran influencia en las propiedades mecánicas del acero, su comportamiento frente a agentes químicos (corrosión y otras). Alotropía es la propiedad de ser capaz de existir en dos o más formas que difieren en propiedades físicas pero sin cambio en la clase de átomos de que está formada la sustancia. 67
  • 68. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico PROPIEDADES DE LOS ACEROS RESISTENTE, TENAZ, DÚCTIL Las propiedades de los aceros se pueden diferenciar entre las propiedades físicas y mecánicas. Entre las propiedades físicas está: densidad, expansión térmica, conductividad, punto de fusión, etc. Entre las propiedades mecánicas. Resistencia a la tensión, resistencia al impacto y dureza. Las principales propiedades de un metal o un acero son: Resistente, Tenaz, Dúctil Estas propiedades pueden variar cambiando el tipo de aleación o por tratamiento térmico. Resistencia Es el comportamiento del acero sometido a una carga aplicada hasta que se rompa Ductibilidad Es la cantidad de deformación plástica que sufre el acero que se somete a prueba hasta la fractura. La ductibilidad disminuye cuando el tamaño del grano aumenta. 68
  • 69. LUIS ALVEIRO PATIÑO A. Ingeniero Mecánico La Tenacidad mide la habilidad de un material para deformarse plásticamente durante aplicación rápida de carga. RESISTENCIA Cuando un acero se somete a una carga para deformado y al retirara la carga recupera su tamaño y forma, se dice que el acero trabaja elásticamente. Si al aplicar una carga el doble de la anterior se deforma el doble se dice que la carga es proporcional a la deformación y podemos decir que el acero está trabajando como un material elástico. Cuando se excede cierta magnitud de carga para un material dado y éste no recupera su forma ni dimensiones originales, se dice que hubo una deformación plástica. El punto es donde la deformación deja de ser proporcional a la carga aplicada y comienza la deformación permanente se llama limite elástico o limite de proporcional. La resistencia del material en el límite elástico se llama "Yield Strengh" (carga de cedencia). La dureza de un metal es la resistencia del material a la deformación plástica. Esta propiedad está relacionada con la resistencia, ya que ambas miden la habilidad del material a resistir una deformación permanente. DUCTIBILIDAD La ductibilidad es estimada como la deformación que sufre el material cuando es sometido a la tensión hasta que se rompa. No mide una característica fundamental 69