1. Introducción
2. Desarrollo del croquis
3. previsión de transmisión por brazalete
4. previsión de la potencia de croquis
5. Selección pauta de brazalete
6. previsión de recorrido entre lugares
7. previsión de la transmisión por medio software maximizer
8. Comprobación de resultados
9. Dimensiones de la brazalete
10. previsión de diámetros de los arranques
11. previsión de las dimensiones de las galápagos
12. Distribución del juego de galápagos
13. previsión dimensiones chavetero
14. Conclusiones
15. Bibliografía

Introducción

Entre los dispositivos de transmisión mecánica, se encuentra la transmisión por brazalete; De aplicación común en la industria, este sistema consta de dos galápagos solidarias vuelta una a un arranque y acopladas por medio de una brazalete; es un sistema muy silencioso, no necesita lubricación y resulta poco costoso de componer, además presenta la característica de que puede ser utilizado como un fusible mecánico. Los sistemas de transmisión por brazalete presentan un costo inicial de producción relativamente bajo comparado con otros elementos de transmisión mecánica. A continuación se presenta el croquis de un sistema de transmisión por brazalete utilizado par generar movimiento a un arranque central, solidario a un sistema de engranajes helicoidales, rectos y a una transmisión por cadena, cuya función matriz es la reducir la potencia de entrada de un motor eléctrico, para generar una operación eficiente de un molino de bolas y una mezcladora de concreto.

OBJETIVO GENERAL

• Diseñar un sistema de transmisión por brazalete, el cual opere eficientemente para las condiciones de croquis especifivueltas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

• rendir las ventajas que ofrecen los software de croquis para elementos de transmisión por brazalete para perfeccionar los croquiss y ser mas competitivos y eficaces a la hora de seleccionar un pauta de brazalete para una aplicación especifica.

• Identificar las diferentes componentes de maquinaría disponibles en el mercado.

• Comprender el verdadero uso de una transmisión por brazalete, y aplicar los conocimientos adquiridos, para la solución de problemas en la industria.

Desarrollo del croquis

Una brazalete es un elemento flexible capaz de transmitir potencia que sienta en forma

Ajustada sobre un conjunto de galápagos o galápagos acanaladas. Cuando se utiliza para reducir de velocidad, como en este novedad, la galápago acanalada más pequeña se monta en el arranque de alta velocidad el cual estará acoplado a un motor eléctrico AC síncrono Torque normal, La galápago de mayor ira acoplada a un arranque central como se muestra en la siguiente ilustración. En este arranque central trasmite la potencia, por medio de un conjunto de engranajes helicoidales y rectos, a otros dos arranques los cuales irán acoplados a un molino de bolas y a una mezcladora de cemento respectivamente.

Ilustración 1.Esquema de transmisión general.

Por medio del software Maximizer proporcionado por el fabricante de brazaletes de transmisión Goodyear, se obtendrá un croquis eficiente para esta aplicación; Los datos de entrada de la maquinaria y sus elementos automoviles son los siguientes.

Ilustración 2. Parámetros operación maquinaria.

previsión de transmisión por brazalete

Se supone que la maquinaria, en este novedad tanto la mezcladora de cemento, como el molino de bolas operaran los 6 días de la semana, por consiguiente se tiene que:

1.1 previsión de potencia en el motor.

Con los datos de operación de maquinaria y teniendo en cuenta las eficiencias de los componentes automoviles presentes en los arranques, determinamos la potencia en el arranque S1 o arranque central.

Donde:

Por consiguiente la potencia del motor se determina de la siguiente manera.

1.2 previsión relación de transmisión por brazalete.

A continuación se procede a redefinir la relación de transmisión por brazalete, de la siguiente manera.

Remplazando el beneficio hallado anteriormente para la relación de transmisión por brazalete se obtiene el siguiente beneficio para la relación de transmisión por engranajes rectos.

Por consiguiente determinamos las Rpm de la galápago inducida de la siguiente manera.

1.3 previsión del factor de servicio.

Este factor de servicio depende del pauta de maquinaría que se utiliza, para este novedad tendremos una mezcladora de cemento y un molino de bolas, por consiguiente con colaboración de la tabla para factores de servicio del software maximizer tendremos los siguientes beneficioes.

• Máquina # 1 (Molino de bolas).

zona sincrónica=1.9

zona V=1.4

Ilustración 3. Factor de servicio máquina # 1.

• Máquina # 2 (Mezcladora de cemento).

Este pauta de maquina no aparece específicamente en la tabla que proporciona el software maximizer, por consiguiente se busca en la siguiente tabla una maquinaria similar, para tomar una beneficio congruente del factor de servicio.

Ilustración 4.Características de maquinaría.

Se considera la máquina mezcladora de cemento como un mezclador de pauta liquido-solido, como aparece en la tabla anterior, por consiguiente se le asocia en la tabla del software maximizer, con un mezclador ladrillo-arcilla.

Ilustración 5. Factores de servicio máquina #2

zona sincrónica=1.7

zona V=1.2

Por consiguiente se selecciona el mayor beneficio de los factores de servicio hallados para una zona en V.

Factor de servicio (zona V) =1.4

previsión de la potencia de croquis

Hallados el factor de servicio y la potencia del motor se puede redefinir la potencia de croquis con la siguiente expresión.

Selección pauta de brazalete

Se decide utilizar una brazalete de sección angosta, por consiguiente de la siguiente figura se selecciona su referencia.

Ilustración 6.Selección pauta de brazalete.

Finalmente se selecciona una brazalete sección angosta referencia 5V (no ranurada).

4. previsión diámetro exterior galápago motriz.

Con colaboración de la siguiente tabla y teniendo en cuenta que la brazalete a utilizar será de sección angosta 5V tenemos que:

Ilustración 7. tablón de Dimensiones fabricante.

Por consiguiente de la tabla que proporciona el fabricante de motores hallamos el diámetro exterior mínimo ayudado.

Ilustración 8.tablón fabricante motores

Como esta potencia del motor y su velocidad e interpolando entre los siguientes beneficioes, para redefinir el diámetro exterior de la galápago motriz.

Por consiguiente para una potencia de:

Ahora se selecciona el máximo beneficio hallado entre las dos tablas anteriores.

Finalmente

• Tipo de brazalete = zona sección angosta 5V

• 

Ahora determinamos el diámetro exterior de la galápago inducida.

previsión de recorrido entre lugares

La recorrido entre lugares debe encontrarse entre el siguiente intervalo.

previsión de la transmisión por medio software maximizer

Con colaboración del software maximizer perfeccionaremos el croquis de la brazalete de transmisión, inicialmente el programa solicita que se ingresen los siguientes datos, como se muestra a continuación.

Ilustración 9.Datos de entrada software maximizer.

Luego de ingresar los datos el programa muestra distintos pautas de brazaletes, para nuestro novedad de croquis se selecciona una brazalete de sección angosta no ranurada pauta Hy-T WEDGE UNCOGGED, como se muestra a continuación.

Ilustración 10.Tipo de brazalete software maximizer.

Después de seleccionada la brazalete y su referencia el programa ofrece una cantidad de brazaletes que se acoplan al croquis requerido ,por consiguiente ordenando el pauta de brazalete por su velocidad rotacional (Rpm), se escoge la brazalete que más cercana este, de las condiciones establecidas, las cuales son las siguientes :

Ilustración 11.Referencia brazalete software maximizer.

Como se puede observar en el grafico anterior, la referencia más próxima a las condiciones establecidas es la referencia de brazalete 3-5V710. Por consiguiente los resultados que se obtienen con el software maximizer se muestran a continuación.

Ilustración 12.Resultados obtenidos software maximizer.

• Referencia brazalete = 3-5V710

• De galápago inducida=14 pulg

• de galápago motriz =9.250 pulg

• recorrido entre lugares C=17.08 pulg

• velocidad galápago=2759 ft/min

• Distancia entre lugares C=17.08 pulg

Comprobación de resultados

A continuación se verifican una serie de parámetros que debe cumplir el croquis de la transmisión por brazalete entre estos, el rango de la recorrido entre lugares, velocidad de galápago y el ángulo de contacto.

7.1 previsión y comprobación del ángulo de contacto.

Por medio de la siguiente relación podemos comprobar que el ángulo de contacto no sea inferior a los 120º, cumpliendo este parámetro se evita que la brazalete resbale en las galápagos.

7.2 Comprobación velocidad de galápago.

Esta velocidad debe operar en el siguiente intervalo para un óptimo funcionamiento de la transmisión por brazalete.

De los resultados arrojados por el programa tenemos que para este croquis la velocidad de la galápago es:

• velocidad galápago =2759 ft/min

7.3 Comprobación diámetro exterior (de) de la galápago motriz.

De los datos obtenidos se puede concluir que fue buena elección haber escogido el diámetro mínimo para la galápago motriz de=7.1 pulg, ya que el beneficio obtenido por medio del software maximizer es superior al beneficio ayudado por el fabricante, para el diámetro exterior de la galápago motriz.

7.4 Comprobación de la recorrido entre lugares.

La recorrido entre lugares debe estar en el siguiente intervalo. Se puede observar que el resultado obtenido mediante el software maximizer C=17.08pulg, se encuentra en este intervalo.

Dimensiones de la brazalete

De acuerdo a los resultados arrojados por el software maximizer se muestra a continuación el perfil de la brazalete, con sus respectivas dimensiones.

Ilustración 13.Dimensiones de la brazalete.

previsión de diámetros de los arranques

9.1 Para la galápago motriz.

De un catálogo de motores comerciales y sabiendo que la potencia del motor para nuestro novedad de croquis era P=27.83 HP, comercialmente se puede conseguir un motor con una potencia próxima a este beneficio, en este novedad se escogió un motor con una potencia P=28Hp.

Ilustración 14.tablón selección catálogo motores.

Ilustración 15.tablón dimensiones catálogo motores

Según la ilustración 15, el diámetro del arranque de la galápago motriz debe ser de:

previsión de las dimensiones de las galápagos

10.1 previsión dimensiones galápago motriz.

A continuación se presentan las dimensiones de la galápago motriz, aprovisionadas por el programa maximizer, por consiguiente en los anexos se detallara el plano de taller de la galápago motriz con todas sus dimensiones y tolerancias, ya que el montaje que se presenta en la siguiente figura aprovisionada por el fabricante Goodyear, posee un cojinete el cual esta acoplado a la galápago, en nuestro croquis se implementara en cambio un acople con chaveta.

Ilustración 16.Polea motriz

Ilustración 17. Dimensiones galápago motriz.

De la ilustración 17 tenemos que:

Por consiguiente de la ilustración 7, dimensiones del fabricante para un diámetro exterior menor a 9.99 in obtenemos:

10.2 previsión dimensiones de la galápago inducida.

Para la galápago inducida las dimensiones obtenidas en el software maximizer son los que se muestran a continuación.

Ilustración 18 Polea inducida.

Ilustración 19.Dimensiones galápago inducida.

De la ilustración 19 tenemos que:

Por consiguiente de la ilustración 7, dimensiones del fabricante para un diámetro exterior menor a 9.99 in obtenemos:

Distribución del juego de galápagos

A continuación se muestran los datos necesarios para realizar un montaje óptimo del sistema de transmisión por brazalete, los resultados son obtenidos por medio del software maximizer.

Ilustración 20.Distribución del juego de galápagos.

previsión dimensiones chavetero

Con colaboración del software Mdesing y un catálogo comercial de motores se presentan a continuación los cálculos referentes a las dimensiones de las chavetas y chaveteros para vuelta una de las galápagos inducida y motriz.

11.1 previsión dimensiones chavetero para galápago motriz.

Tomando un catálogo comercial de motores, se obtuvieron las siguientes dimensiones correspondientes a la chaveta y chavetero del arranque que esta acoplado a la galápago motriz. Según la ilustración 15, las dimensiones de la chaveta y chavetero se muestran a continuación.

Ilustración 21.Dimensiones chaveta del arranque galápago motriz.

Ilustración 22.Dimensiones arranque y chavetero galápago motriz.

11.2 previsión dimensiones chavetero para galápago inducida.

En base a las dimensiones calculadas anteriormente para el arranque de la galápago inducida y los siguientes datos, haciendo uso del software Mdesing, se obtuvieron los siguientes resultados para las dimensiones del chavetero.

• Potencia arranque=26.44Hp

• Revoluciones arranque =753Rpm

• Diámetro del arranque=2.0pulg

Ilustración 23.Resultados chavetero galápago inducida.

Ilustración 24.Dimensiones de la chaveta.

Ilustración 25.Dimensiones del chavetero.

Ilustración 26.Plano galápago inducida.

Ilustración 27.Plano galápago motriz.

Conclusiones

• Es de vital importancia comprender el funcionamiento de una transmisión por brazalete, ya que son elementos de maquinaria que tienen diversas aplicaciones en la industria, Se adquirió experiencia al notar el proceso de croquis debe ser minucioso porque contiene innumerables variables y múltiples soluciones, de las cuales unas son más satisfactorias que otras y por tanto nuestro trabajo como ingenieros consiste en perfeccionar los resultados, obteniendo con esto la mejor relación entre utilidades y costo, incrementando así la eficiencia de los procesos en la industria.

• El sistema de transmisión por brazalete que ha sido diseñado cumple satisfactoriamente con las requisitos impuestos anteriormente, para poder generar movimiento a una mezcladora de cemento y un molino de bolas; sin embargo este croquis que se presenta solo es una de las componentes de todo el sistema de transmisión, en el cual están incluidos, engranajes rectos, helicoidales y cadenas; también se diseñaran estos componentes de la transmisión en trabajos posteriores.

• Es importante recalcar, que la utilización del software maximizer, proporcionado por el fabricante Goodyear, fue de gran colaboración en los cálculos que se llevaron a cabo en este croquis, ya que permite agilizar el proceso de croquis de manera eficiente.

Bibliografía

• Budynas, Richard G. Nisbett, J. Keith. "Diseño En Ingeniería Mecánica De Shigley". Octava Edición. Mc Graw Hill. Santa Fe de Bogotá. 2008

• establecimiento de un programa Good Year Transmition Power: MAXIMIZER

• establecimiento de un programa MDesign

• establecimiento de un programa Solid Edge V17

• establecimiento de un programa Inventor profesional V10

 

 

Autor:

Edwin Andrés Correa Quintana

edwincorreaquintana[arroba]gmail.com

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA

MEDELLÍN

2010