Correa de transmisión

Se conoce como correa de transmisión a un tipo de transmisión mecánica basado en la unión de dos o más ruedas, sujetas a un movimiento de rotación, por medio de una cinta o correa continua, la cual abraza a las ruedas ejerciendo fuerza de fricción suministrándoles energía desde la rueda motriz.

Es importante destacar que las correas de trasmisión basan su funcionamiento fundamentalmente en las fuerzas de fricción, esto las diferencia de otros medios flexibles de transmisión mecánica, como lo son las cadenas de transmisión y las correas dentadas las cuales se basan en la interferencia mecánica entre los distintos elementos de la transmisión.

Las correas de transmisión son generalmente hechas de goma, y se pueden clasificar en dos tipos: planas y trapezoidales.

Correas planas

Las correas planas se caracterizan por tener por sección transversal un rectángulo. Fueron el primer tipo de correas de transmisión utilizadas. Pero actualmente han sido sustituidas por las correas trapezoidales. Son todavía estudiadas porque su funcionamiento representa la física básica de todas las correas de trasmisión.

Correas multipista o estriada

Actualmente están sustituyendo a las trapezoidales, ya que permiten el paso por las poleas tanto de la cara estriada (de trabajo) como de la cara plana inversa, permite recorridos mucho más largos y por lo tanto arrastrar muchos más sistemas. Además permiten el montaje de un tensor automático. En las aplicaciones más conocidas, la de los automóviles o vehículos industriales, pueden arrastrar por ejemplo a la vez: alternador, servodirección, bomba de agua, compresor de aire acondicionado o ventilador (este último solo en tracción trasera e industriales).

Generalidades

Las características más importantes de las correas 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 correa. Las fuerzas que actúan sobre la correa en este paso son::

Fuerzas de fricción: ${\vec {f}}$
Fuerzas centrífugas: ${\vec {F_{c}}}$
La tensión bajo la cual se encuentra la correa: ${\vec {t}}$
La fuerza normal de contacto que ejerce la polea sobre la correa: ${\vec {N}}$

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:

t\cos \left({\frac {d\alpha }{2}}\right)-\left(t+dt\right)\cos \left({\frac {d\alpha }{2}}\right)+df=0

conociendo las propiedades la función coseno, podemos aproximar los término que contienen

d(\alpha /2)

a 1, entonces concluimos que cada incremento en la tensión es contrario al incremento de la fricción:

dt=-df

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:

d{F_{c}}+dN-\left(t+dt\right)\sin \left({\frac {d\alpha }{2}}\right)-t\sin \left({\frac {d\alpha }{2}}\right)=0

igual que anteriormente aprovechamos las propiedades de la función seno para igualar

\sin(d\alpha /2)\approx d\alpha /2

d{F_{c}}+dN=2td{\frac {\alpha }{2}}+dtd{\frac {\alpha }{2}}

Ahora consideramos que el producto de diferenciales

dt*d(\alpha /2)

es tan pequeño como para ser despreciado y lo igualemos a cero. Luego expresamos a la fuerza normal en función de la fricción (

df=\mu dN

) y sustituimos a la fuerza.

Correas trapezoidales o en "V"

A diferencia de las planas, su sección transversal es un trapecio. Esta forma es un artificio para aumentar las fuerzas de fricción entre la correa y las poleas con que interactúan. Otra versión es la trapezoidal dentada que posibilita un mejor ajuste a radios de polea menores.

Las correas en V se fabrican usualmente en tela y refuerzo de cordón, generalmente de algodón, rayón o nylon, y se impregnan de caucho (o hule).
Se usan con poleas ranuradas de sección similar y distancias entre centros más cortas.
Son ligeramente menos eficientes que las planas, pero varias pueden montarse paralelas en poleas ranuradas especiales; por tanto, constituyen así una transmisión múltiple.
Las correas trapezoidales son, entre los tipos básicos de correas, las que han adquirido mayor aplicación en la industria.
La capacidad de carga de una correa trapecial es mayor que la de una plana debido al mayor coeficiente reducido de fricción.