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ELEMENTOS DE MQUINAS
UNIDAD FORMATIVA 03: ELEMENTOS DE MQUINAS
TEMA 02: SELECCIN DE REDUCTORES
ACTIVIDAD 2. REDUCTOR CON ENTRADA DEL MOTOR MEDIANTE TRANSMISIN
POR CORREAS TRAPECIALES Y SALIDA DIRECTA A LA MQUINA.
NOMBRE: FECHA:
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ELEMENTOS DE MQUINAS. Unidad Formativa 03: Elementos de mquinas.
TEMA 02: SELECCIN DE REDUCTORES Y MOTOREDUCTORES. Actividad 2.
Reductor con entrada del motor mediante transmisin por correas
trapeciales y salida directa a la mquina.
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ENUNCIADO DE LA ACTIVIDAD. Este segundo ejemplo consiste en
seleccionar el reductor para el accionamiento de una cinta
transportadora que se describe de la siguiente forma:
- Un motor asncrono trifsico de 2,2 kW y 1420 rpm (P0 = 2,2 kW y
n0 = 1420). - Una trasmisin mediante poleas y correas trapeciales
desde el eje de salida del
motor al eje de entrada al reductor. La polea motriz, conectada
al eje del motor es de 80 mm de dimetro primitivo (dw0 = 80 mm). y
la polea conducida, conectada al eje de entrada del reductor, es de
160 mm de dimetro primitivo (dw1 = 160 mm). La distancia entre
centros de las poleas es 850 mm. El valor estimado del rendimiento
de esta transmisin es 0,9.
- El eje motriz de la cinta transportadora se acopla
coaxialmente al eje de salida del reductor.
- El par resistente medio que requiere la cinta transportadora
es de 480 Nm (Tr2 = 480 Nm) a una velocidad de 25 rpm, con una
tolerancia de +/- 3 rpm (n2 = 25 +/-3 rpm).
- La cinta transportadora ha de funcionar durante 10 horas al da
y efectuar 5 arranques por hora.
Figura 1: Sistema de transmisin representacin conceptual.
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Reductor con entrada del motor mediante transmisin por correas
trapeciales y salida directa a la mquina.
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P0, n0
Tr2, n2
T1, n1
Figura 2: Sistema de transmisin.
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Reductor con entrada del motor mediante transmisin por correas
trapeciales y salida directa a la mquina.
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ETAPA 1: CLCULO DEL FACTOR DE SERVICIO. El factor de servicio
para esta aplicacin es 1,5 determinado en la figura 2 para 5
arranques por hora, 16 horas al da de funcionamiento y cargas
moderadas (curva C2).
Figura 3: Factor de servicio para un uso previsto del reductor
de hasta 16 h/da.
Para 25 arranques por hora, 16 horas al da de funcionamiento y
cargas moderadas (curva C2) se tiene que el factor de servicio es
1,54. ETAPA 2: OBTENCIN DEL PAR DEL CLCULO DEL REDUCTOR. El par del
clculo del reductor se obtiene multiplicando el factor de servicio
(fs) por el par reducido al eje de salida del reductor (Tr2):
2rs2c TfT
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Reductor con entrada del motor mediante transmisin por correas
trapeciales y salida directa a la mquina.
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ETAPA 3: RELACIN DE TRANSMISIN DEL REDUCTOR.
n0
n2
n1
Figura 4: Relacin de reduccin total.
Es la relacin entre la velocidad de entrada al reductor y la
velocidad de salida del mismo:
2
1
n
ni
En el clculo de n1 se debe tener en cuenta que la velocidad de
entrada al reductor es la velocidad del motor dividida entre dos,
relacin en la trasmisin por poleas y correas trapeciales.
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Reductor con entrada del motor mediante transmisin por correas
trapeciales y salida directa a la mquina.
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d1, n1
d0, n0
Figura 5: Relacin de reduccin del motor al eje de entrada del
reductor.
En la transmisin por correas y poleas trapeciales se cumple:
1100 ndnd
Calcular n1 a partir de la frmula anterior y despus la relacin
de reduccin necesaria en el reductor:
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ETAPA 4: SELECCIN DEL REDUCTOR. La seleccin del reductor estar
basada en los valores de la velocidad y el par en su eje de salida
(n2 y Tc2) con una relacin de reduccin i. En este caso los dos
valores decisivos son el par y la relacin de reduccin puesto que la
velocidad a la salida suele estar calculada para motores de 1400 o
2800 rpm, pero no 710, que es lo que se necesitara en este
caso:
PARMETROS DE
SELECCIN DEL
REDUCTOR
RELACIN
DE
REDUCCIN
VELOCIDAD DE
GIRO (n2) (rpm)
PAR DEL
REDUCTOR (T2)
(Nm)
POTENCIA DEL
REDUCTOR
(Kw)
VALORES
REQUERIDOS
VALORES DEL
REDUCTOR
SELECCIONADO
Tabla 1: Caractersticas del reductor requeridas y del
seleccionado.
En la tabla siguiente se tiene una pequea muestra de un catlogo
comercial donde puede seleccionarse el reductor adecuado.
Corresponde a reductores de 4 kW de potencia nominal.
i n2 (rpm) M2 (Nm) S Rn2 (N)
40,3 35 1001 2 30000
35,6 39 884 1,7 14700
34,3 41 852 3,3 30000
32,4 43 804 1,9 14500
29,9 47 744 2,7 30000
28,3 49 727 1,0 10900
26,4 53 657 2,3 14100
25,7 55 659 0,9 7420
24,0 58 597 2,5 13900
23,8 59 591 3,3 30000
Tabla 1: Extracto de un catlogo comercial de reductores de
engranajes rectos de 4 kW. En las tablas siguientes se muestran
extractos del mismo catlogo pero en correspondencia con las
potencias de 2,2 y 3 kW, con el fin de justificar por qu siendo la
potencia del motor de 2,2 kW se ha seleccionado un reductor de 4
kW.
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Reductor con entrada del motor mediante transmisin por correas
trapeciales y salida directa a la mquina.
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Tabla 2: Extracto de un catlogo comercial de reductores
sinfn-corona de 2,2 kW. Fuente: Reductores de velocidad Bonfiglioli
Tecnotrans.
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trapeciales y salida directa a la mquina.
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Tabla 3: Extracto de un catlogo comercial de reductores
sinfn-corona de 3 kW. Fuente:
Reductores de velocidad Bonfiglioli Tecnotrans.
Tabla 4: Extracto de un catlogo comercial de reductores
sinfn-corona de 4 kW. Fuente:
Reductores de velocidad Bonfiglioli Tecnotrans.
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ETAPA 5: COMPROBACIN DE LA POTENCIA. a) Clculo de la potencia a
la salida del reductor.
P0, n0
Tr2, n2
T1, n1
Figura 9: Potencia de salida del reductor.
La potencia de salida del reductor es el producto del par de
salida por la velocidad angular de salida, que son valores
obtenidos en el catlogo:
30000
nTP 222
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b) Clculo del rendimiento del reductor.
El rendimiento del reductor se determina dividiendo la potencia
de salida del reductor (P2)
entre la potencia de entrada al mismo (P1), de acuerdo a los
valores del catlogo:
1
2
P
P
c) Potencia que necesita la cinta en el tambor.
Para calcular la potencia que necesita realmente la cinta en el
eje de entrada se utilizarn los valores del par requerido y de la
velocidad real de giro en la salida del reductor:
30000
nTP 22c2
d) Potencia que debe tener el motor. La potencia que debe tener
el motor (P0) se puede calcular dividiendo el valor de la potencia
que necesita la cinta (valor que se acaba de obtener) entre el
rendimiento de la trasmisin (reductor y poleas-correas):
total
20
PP