Friccion en Banda

7/15/2019 Friccion en Banda

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FRICCION EN BANDA

Concepto:

Se define como fuerza de rozamiento en banda o fuerza de fricción en banda, a

la fuerza entre la banda y las superficies en contacto, a aquella que se opone almovimiento entre las bandas y superficieso a la fuerza que se opone al inicio del

movimiento ( fuerza de fricción estática en bandas). Se genera debido a las

imperfecciones, mayormente microscópicas, entre la banda y las superficies en

contacto. Para estudiar su comportamiento es necesario hacer un diagrama de cuerpo

libre.

La fricción en bandas es un factor importantísimo de analizar a la hora de

determinar la capacidad de transmisión de torque de una maquina de cualquier índole

cuyo funcionamiento este basado en un sistema de banda y poleas.

Entonces para esto debemos considerar una banda plana que pasa sobre un tambor

cilíndrico fijo. Se desea determinar la relación que existe entre los valores T1 y T2 de la

tensión presente en las dos partes de la banda cuando ésta se encuentra a punto de

deslizarse hacia la derecha. Se observa que la fricción en la banda actúa en contra del

movimiento, es decir hacia la izquierda y como se supone que el movimiento es

inminente, se tiene que la fuerza de fricción es estática. Mas adelante hablaremos con

mas formalidad con respecto la friccion en banda.

EJEMPLOS DE LA VIDA DIARIA

Son utiles las bandas en V ya que son las más utilizadas en la industria;

adaptables a cualquier tipo de transmisión. Se dispone de gran variedad las

cuales brindas diferente tipo de peso de carga.

Es útil para mantener fija las embarcaciones, ya que al enrollar una cuerda en un

tambor cilíndrico éste genera fricción en banda.

Es útil para el sistema de poleas ya que por lo general usan bandas planas ocuerdas.



Bandas Planas

Las transmisiones de banda plana ofrecen flexibilidad, absorción de vibraciones,

transmisión eficiente de potencia a altas velocidades, resistencia a atmosferas abrasivasy costo comparativamente bajo. Estas pueden ser operadas en poleas relativamente

pequeñas y pueden ser empalmados o conectados para funcionamiento sinfín.

Las bandas planas de transmisión de potencia se dividen en tres clases:

Convencionales: bandas planas ordinarias sin dientes, ranura o entalladura.

Ranuradas o Entalladuras: bandas planas básicamente modificadas que proporcionan las

ventajas de otro tipo de producto de transmisión, por ejemplo, bandas en V.

De mando positivo: bandas planas básicas modificadas para eliminar la necesidad de

fuerza de fricción en la transmisión de potencia.

Las bandas en general se hacen de dos tipos: bandas reforzadas, las cuales utilizan un

miembro de tensión para obtener resistencia, y las bandas no reforzadas, las cuales

dependen de la resistencia a la tensión de su material básico.

Estas bandas planas regularmente se pueden encontrar en los siguientes materiales:

Cuero.

Tela o cuerda ahulada.

Hule o plástico no reforzado.

Cuero reforzado.

Tela.



Cuero: las bandas de cuero en su gran mayoría están hechas de capas de material unidas

entre sí. Proporcionan una buena fricción, flexibilidad, larga duración y son muy fáciles

de reparar. La desventaja es que son algo costosas.

Tela o cuerda ahulada: actualmente hay disponibles muchos tipos y granos de material

ahulado para bandas. Casi todos resisten a la humedad, ácidos y alcalinos.

Tela Ahulada: es el tipo menos caro de material para bandas. Esta hecho de capas de

algodón o lona sintética, impregnadas de hule.

Cuerda Ahulada: estas bandas consisten en una serie de capas de cuerdas impregnadasde hule. Ofrecen alta resistencia a la tensión con tamaño y masa pequeños.

Hule o plástico no reforzado: se encuentran disponibles bandas planas en varios

materiales no reforzados para trabajo liviano.

Hule: es básicamente una tira de hule, estas bandas están disponibles en varios

compuestos. Están diseñadas específicamente para una baja potencia, transmisiones de baja velocidad.

Plástico: las bandas de plástico no reforzadas transmiten carga de potencia más pesada

que las de hule.

Cuero reforzado: estas bandas están formadas por un miembro de plástico resistente a la

tensión, en general nylon reorientado y cubiertas de cuero arriba y abajo.

Tela: consisten en una sola pieza de algodón o lona plegada y cosida con hileras de

puntadas longitudinales, otras están tejidas en forma sinfín.

La ventaja principal es la capacidad de remolcar uniformemente y de funcionar a altas

velocidades. De igual forma las bandas en V.



Un pequeño elemento PP’ que abarca un ángulo de ∆θ se separa de la banda. Si

la tensión presente de P se denota con T y con T+∆T la tensión en P’ puede trazarse el

diagrama de cuerpo libre del elemento de la banda presenta la figura “b”. Además de lasdos fuerzas de tensión, las fuerzas que actúan sobre el cuerpo libre son la componente

normal ∆N de la reacción del tambor y la fuerza de fricción ∆F. Como se supone que el

movimiento es inminente, se tiene ∆F=µs ∆N. Es necesario señalar que si se hace que

∆θ se aproxime a cero, las magnitudes ∆N y ∆F y la diferencia ∆T entre la tensión en P

y la tensión en P’ , también tenderán a cero; sin embargo, el valor T de la tensión en P

continuará sin alterar. Esta observación ayuda a comprender la selección de notación

que se ha hecho.

Al seleccionar los ejes de coordenados que se muestran en la figura “b” se

escriben las ecuaciones de equilibrio para el elemento PP’:

∑Fx = 0: (T + ∆T) cos(

) – Tcos(

) – µs∆N = 0 (8.11)

∑Fy = 0: ∆N – (T + ∆T) sen(

) – Tsen(

)= 0 (8.12)

A resolver la ecuación (8.12) para ∆N y sustituir la ecuación (8.11), se obtiene

las siguientes ecuaciones depues de realizar simplicaciones



∆Tcos(

) – µs (2T+∆T)sen(

)=0

Ahora se divide ambos términos entre ∆θ. La división del segundo termino se lleva a

cabo dividiendo entre 2 los terinos que están entre paréntesis y dividiendo al seno entre

. Asi se escribe

cos(

) - µa(T+

)

=0

Si ahora se hace que ∆θ se aproxime a 0, el coseno tiende a 1 y, como se señalo

anteriormente, ∆T/2 tiende a cero. Además, de acuerdo con un lema que se deriva en

todos los libros de cálculo, el cociente de sen(

sobre

tiende a 1. Como el límite de

es por definición igual a la derivada

, se escribe

-µsT=0

=µs

Ahora se integraran ambos miembros de la ultima ecuación desde P1 hasta P2, se

tiene que =β y que T=T2. Así, integrando entre estos límites, se escribe

∫

=∫

lnT2-lnT2=µsβ

u, observando que el lado izquierdo es igual al logaritmo natural del

cociente de T2 y T1.

ln

=

Esta relación también se puede escribir de la siguiente forma

(Usamos esta expresión en caso de hallar )

T2 = T1

Las formulas que se han derivado se pueden aplicar tanto a problemas que

involucran bandas planas que pasan sobre tambores cilindrcos fijos como a problemasque involucran cuerdas enrrolladas alredero de un poste o de un cabrestante. Ademas,



dichas formulas también pueden utilizarse para resolver problemas que involucran

frenos de banda. En este tipo de problemas, el cilindro es el que esta a punto de girar

mientras que las banda permanece fija. Por otra parte, las formulas también puede

aplicarse en problemas que involucran transmiciones de banda.

BANDAS EN V

Las bandas en V son las más utilizadas en la industria; adaptables a cualquier tipo de

transmisión. Se dispone de gran variedad las cuales brindas diferente tipo de peso decarga.

Normalmente las tensiones de bandas en V funcionan mejor a velocidades de 8 a 30

m/s. para bandas estándar la velocidad ideal es de aproximadamente 23 m/s. Sin

embargo hay algunas como las bandas en V angostas que funcionan hasta a 50 m/s.

Ventajas: las transmisiones de bandas en V permiten altas relaciones de velocidad y sonde larga duración. Fáciles de instalar y remover, silenciosas y de bajo mantenimiento.

Las bandas en V también permiten la absorción de vibración entre los ejes.

Desventajas: por el hecho de estar sometidas al cierto grado de resbalamiento, las banas

en V no deben ser utilizadas en casos que se necesiten velocidades sincrónicas.

Estas bandas en V siempre se fabrican en secciones transversales estándar.



Dibujando el diagrama de cuerpo libre de un elemento de la banda figura “b” y

“c”, se puede obtener la relación que existe entre los valores T1 y T2 de la tensión en lasdos partes de la banda cuando ésta está a punto de deslizarse. De esta forma se derivan

formulas similares a las ecuaciones (8.11) y (8.12), pero ahora la magnitud de la fuerza

de fricion total que actua sobre el elemento es igual a 2 ∆F, y la suma de las

componentes y de las fuerzas normales es igual a 2 ∆Nsen(α/2). Procediendo de la

misma forma en la que se hizo antes, se obtiene

Ln(

)=

o,

=

BANDAS DENTADAS

Las bandas dentadas moldeadas son la mejor y más rentable alternativa para la

transmisión de potencia con banda en V.

El diseño de las ranuras moldeadas ofrece una disipación inmediata del calor generado

durante la operación de las transmisiones, pueden circular con facilidad sobre poleas de

diámetros pequeños, y ofrecen mayor vida útil que las bandas tradicionales de la

competencia.



BANDA DENTADA DUAL

La mayoría de los fabricantes ofrecen también bandas con dientes en la

superficie interior y en la exterior, que permiten transmitir movimientos por ambos

lados de la banda, tal y como se muestra en la figura No. 5

BANDAS REDONDAS

Las bandas redondas se utilizan en transmisiones de poca potencia, como maquinas de

oficina y enseres domésticos. Debido a la simetría de una sección redonda, es muy

sencillo trabajar con ejes múltiples u oblicuos, por lo que pueden ser útiles en aparatos

con transmisiones complicadas.

BANDAS ESLABONADAS



La banda eslabonada puede cubrir ampliamente y en forma satisfactoria la mayoría de

los requerimientos industriales de bandas en "V".

Absorben hasta el 90% de la vibración, alargando así la vida útil de los demáscomponentes de la transmisión, mejorando también la calidad del trabajo.

Las bandas eslabonadas pueden ajustarse a cualquier longitud y adaptarse en cualquier

transmisión con poleas en "V".

También pueden hacerse juegos de bandas perfectamente hermanadas con solo contar

exactamente el número de eslabones de cada banda, esto entre otras cosas ayuda areducir considerablemente el espacio y costo de inventarios.

BANDAS NERVADAS O PILI V

Estas bandas se utilizan para el transporte inclinado de material a granel de tamaño

medio y grande, permitiendo la evacuación de agua gracias a que los nervios no se

cierran. Los recubrimientos estándar son anti abrasivos, resistentes a los agentes

atmosféricos y con un rango de temperatura de trabajo desde -20º a +70ºC, aunque este

recubrimiento podría ser particularizado según necesidades. El perfil del nervio permite

un transporte con inclinación de hasta 30º, además el paso de dicho nervio ha sido

estudiado para que no dañe los tambores de retorno.



Bibliografía

https://docs.google.com/document/d/1eMya3CrPpT5FrzdaJOCPBrIFUw4mDO3Cx02q

I93lIsQ/edit?pli=1

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