thumb|Correa de transmisión entre distintas poleas. En mecánica, la banda de transmisión (correa de transmisión) es un tipo de transmisión mecánica basada en la unión de dos o más poleas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una banda (correa) continua, la cual abraza a las poleas ejerciendo fuerza de fricción suministrándoles energía desde la polea conductora (polea motriz).
Es importante destacar que las bandas de trasmisión basan su funcionamiento fundamentalmente en las fuerzas de fricción, esto las diferencia de otros medios flexibles de transmisión mecánica, como la cadena de transmisión.
Historia El 15 a.C. en el texto: "Diccionario de Expresiones Locales" escrito por el filósofo, poeta y político de la dinastía Han, Yang Xiong (53 - 18 a.C.), la banda conductora mecánica se mencionó por primera vez, en una máquina de polea empleada para una máquina de filigrana que enrollaba fibras de seda en bobinas para lanzaderas de tejedores.Needham (1988), Volume 5, Part 9, 207–208. La banda conductora es un componente esencial para la invención de la máquina de hilar.Needham (1986), Volume 4, Part 2, 108.Needham (1988), Volume 5, Part 9, 160–163. La banda conductora no solo fue utilizada en tecnologías textiles, también fue aplicada a fuelles de potencia hidráulica, datados en el
Transmisión de potencia Las bandas son el utensilio más barato para la transmisión de potencia entre ejes que pueden no estar alineados axialmente. La transmisión de potencia se consigue mediante correas y poleas diseñadas a tal efecto. La variedad de necesidades de transmisión de potencia que puede satisfacer un sistema de transmisión por correa es numerosa, lo que ha dado lugar a muchas variaciones sobre el tema. Las transmisiones por correa funcionan suavemente y con poco ruido, y proporcionan amortiguación para motores, cargas y rodamientos cuando la fuerza y la potencia necesarias cambian. Un inconveniente de las transmisiones por correa es que transmiten menos potencia que los engranajes o las cadenas. Sin embargo, los avances en ingeniería de correas permiten utilizarlas en sistemas que antes sólo admitían transmisiones por cadena o engranajes.
La potencia transmitida entre una correa y una polea se expresa como el producto de la diferencia de tensión y la velocidad de la correa: +SímboloNombreUnidadFórmulaÁngulo subtendido por contacto superficial en el centro de la polearadCoeficiente de fricciónPotencia transmitida entre bandaTensión en el lado apretado de la bandaTensión en el lado flojo de la bandaVelocidad de banda
Generalidades 350px|thumb|Elemento diferencial de una correa de trasmisión en su paso sobre la polea.
Las características más importantes de las bandas de trasmisión se obtienen a partir un balance de fuerzas en su paso por la poleas, ya que en este paso son mayores las solicitación de la banda. Las fuerzas que actúan sobre la banda en este paso son:
+SímboloNombreFuerzas de fricciónFuerzas centrífugasFuerza normal de contacto que ejerce la polea sobre la correaTensión bajo la cual se encuentra la correa
Si analizamos un elemento diferencial de la correa, en su paso por una polea obtendremos las siguientes sumas de fuerzas:
Fuerzas en el eje horizontal:
conociendo las propiedades la función coseno, podemos aproximar los término que contienen a 1, entonces concluimos que cada incremento en la tensión es contrario al incremento de la fricción:
Este hecho es fundamental, porque determina que la tensión en la correa aumenta si nos desplazamos en sentido contrario a la rotación de la rueda de estudio.
Fuerzas en el eje vertical:
+DeducciónBalance de fuerzasFórmulaSimplificandoNormalGeometríaMuy pequeñoFórmulaDespejandoSustituyendoSustituyendo
Pros y contras Las transmisiones por bandas son simples, baratas y no requieren de ejes alineados axialmente. Ayudan a proteger la maquinaria de sobrecargas y atascos, y amortiguan y aíslan el ruido y las vibraciones. Amortiguan las fluctuaciones de carga. No necesitan lubricación y su mantenimiento es mínimo. Tienen alta eficiencia (90% - 98%, normalmente 95%), alta tolerancia al desalineamiento, y son de costo relativamente bajo si el eje está muy separados. La acción de embrague puede conseguirse al aflojar la tensión de la banda. Se pueden obtener diferentes velocidades mediante poleas escalonadas o cónicas.
La razón de velocidad angular puede no ser exactamente constante o igual a la de los diámetros de las poleas, debido al deslizamiento y estiramiento. Sin embargo, este problema puede resolverse en gran medida mediante el uso de correas dentadas. El rango de temperaturas de trabajo es de -35 °C a 85 °C (-31 °F a 185 °F). El ajuste de la distancia entre ejes o la adición de una polea tensora es crucial para compensar el desgaste y el estiramiento.
Bandas planas (Correas planas) vínculo=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Transmissionsriemen.jpg|derecha|miniaturadeimagen|La correa de transmisión: se utiliza para transferir potencia desde el volante de inercia del motor. Aquí se muestra accionando una trilladora. vínculo=https://en.wikipedia.org/wiki/File:Wide_flat_belt.JPG|miniaturadeimagen|Pequeña sección de una correa plana ancha hecha de capas de cuero con el cierre en un extremo, mostrada en una exposición en Suffolk Mills en Lowell, Massachusetts. Las bandas planas se caracterizan por tener por sección transversal un rectángulo. Fueron el primer tipo de bandas de transmisión utilizadas. Pero actualmente han sido sustituidas por las bandas trapezoidales. Son todavía estudiadas porque su funcionamiento representa la física básica de todas las bandas de transmisión.
Las correas planas se utilizaron ampliamente en el y principios del en los ejes de transmisión de potencia de las fábricas.By Rhys Jenkins, Newcomen Society, (1971). Links in the History of Engineering and Technology from Tudor Times, Ayer Publishing. Page 34, . También se emplearon en innumerables aplicaciones agrícolas, mineras y madereras, como motosierras, aserraderos, trilladoras, sopladores de silos, transportadores para llenar pesebres de maíz o pajares, empacadoras, bombas de agua (para pozos, minas o campos de cultivo pantanosos) y generadores eléctricos. Las correas planas se siguen utilizando hoy en día, aunque no tanto como en la época de los ejes lineales. La correa plana es un sistema sencillo de transmisión de potencia muy adecuado para su época. Puede suministrar grandes potencias a altas velocidades (373 kW a 51 m/s; 115 mph), en casos de correas anchas y poleas grandes. Pero estas transmisiones de correa ancha y polea grande son voluminosas, consumen mucho espacio y requieren una gran tensión, lo que conlleva cargas elevadas, y no son adecuadas para aplicaciones cercanas al centro, por lo que las correas trapezoidales han sustituido principalmente a las correas planas para la transmisión de potencia a corta distancia; y la transmisión de potencia a larga distancia ya no suele hacerse con correas en absoluto. Por ejemplo, las máquinas industriales suelen tener motores eléctricos individuales.
Dado que las correas planas tienden a subir hacia el lado más alto de la polea, las poleas se fabricaban con una superficie ligeramente convexa o "coronada" (en lugar de plana) para permitir que la correa se autocentrara a medida que avanzaba. Las correas planas también tienden a resbalar en la cara de la polea cuando se aplican cargas pesadas, por lo que existían muchos recubrimientos patentados que podían aplicarse a las correas para aumentar la fricción y, por tanto, la transmisión de potencia.
Tradicionalmente, las correas planas eran de cuero o tela. Los primeros molinos harineros de Ucrania tenían correas de cuero. Después de la Primera Guerra Mundial, la escasez de cuero para zapatos fue tal que se cortaron las correas y se fabricaron zapatos. Durante un tiempo, la venta de zapatos fue más rentable que la de harina. Pronto se paralizó la molienda de harina y el precio del pan subió, lo que contribuyó a la hambruna.Neufeld, Dietrich, A Russian Dance of Death: Revolution and Civil War in the Ukraine, Hyperion Press Limited, Winnipeg, Canada, 1980, page 61. Para proteger a los pasajeros de coches y autobuses de las minas terrestres, se colocaron capas de correas de cuero en el suelo de los vehículos en las zonas de peligro. Hoy en día, la mayoría de las correas son de caucho o polímeros sintéticos. El agarre de las correas de cuero suele ser mejor si se montan con el lado del pelo (lado exterior) del cuero contra la polea, aunque a algunas correas se les da una media vuelta antes de unir los extremos (formando una tira de Möbius), para que el desgaste se distribuya uniformemente a ambos lados de la correa. Los extremos de las correas se unen entre sí mediante cordones de cuero (el más antiguo de los métodos), cierres de peine de acero y/o cordones, o mediante encolado o soldadura (en el caso del poliuretano o el poliéster).
Banda conductora de cuerda A mediados del , los constructores de molinos británicos descubrieron que las poleas de varias ranuras unidas por cuerdas superaban a las poleas planas unidas por correas de cuero. Los cables de alambre se utilizaban ocasionalmente, pero las cuerdas de algodón, cáñamo, cáñamo de Manila y lino fueron las más utilizadas. Normalmente, la cuerda que conectaba dos poleas con múltiples ranuras en V se empalmaba en un único bucle que recorría una trayectoria helicoidal antes de ser devuelta a su posición inicial por una polea tensora que también servía para mantener la tensión de la cuerda. A veces, se utilizaba un solo cable para transferir la potencia de una polea motriz de múltiples ranuras a varias poleas motrices de una o múltiples ranuras.
En general, al igual que las correas planas, las transmisiones por cable se utilizaban para conectar los motores estacionarios a los árboles de transmisión y a los ejes de transmisión de los molinos, y a veces desde los ejes de transmisión a la maquinaria accionada. Sin embargo, a diferencia de las correas de cuero, las transmisiones por cable se utilizaban a veces para transmitir potencia a distancias relativamente largas. En distancias largas, se utilizaban poleas intermedias para sostener la "cuerda volante", lo que a finales del se consideraba bastante eficaz.Robert Grimshaw, Drive for Power Transmission Cassier's Magazine Vol. II, No. 9 (July 1892); pages 219–224.John J. Flather, Rope-Driving: A treatise on the transmission of power by means of fibrous ropes, Wiley, New York, 1895.A Modern Cement Plant Installation, Power and Transmission. Vol. XVIII, No. 1 (Oct. 1902); pages 17–19 and 29. Note: This journal is the house organ of the Dodge Manufacturing Company and is mostly devoted rope-power systems.
Bandas redondas Las bandas redondas son bandas de sección circular diseñadas para correr en una polea con una ranura en V a 60°. Las ranuras redondas solo son adecuadas para poleas tensoras que guían la correa, o cuando se utilizan correas (blandas) de tipo junta tórica. La ranura en V transmite el par mediante una acción de acuñamiento, aumentando así la fricción. No obstante, las correas redondas son para uso exclusivo en situaciones de par relativamente bajo y pueden adquirirse en varias longitudes o cortadas a medida y unidas, ya sea mediante una grapa, un conector metálico (en el caso del plástico hueco), pegado o soldadura (en el caso del poliuretano). Las primeras máquinas de coser utilizaban una correa de cuero, unida por una grapa metálica o pegada, con gran efecto.
Bandas resorte