Reemplazar una polea de hierro fundido rara vez es solo una cuestión de hacer coincidir el diámetro exterior. Una planta de embalaje encargó recientemente una polea de hierro fundido de dos ranuras de 250 mm para una transmisión antigua, la instaló durante una parada de fin de semana y todavía la correa chirriaba en el segundo turno. El taladro era correcto. El ángulo de la ranura no lo era, por lo que la correa quedó demasiado profunda, perdió agarre y generó calor en lugar de torsión. Las poleas de hierro fundido parecen simples sobre el papel, pero los detalles que deciden si una transmisión funciona silenciosamente durante años o falla prematuramente son los que una cinta métrica no puede verificar.
Para la mayoría de los accionamientos industriales que funcionan por debajo de aproximadamente 35 m/s de velocidad de llanta, la fundición gris sigue siendo la primera opción práctica para una polea. Las razones son más mecánicas que tradicionales: amortiguación de vibraciones, resistencia al desgaste de las ranuras, disipación del calor y fácil mecanizado. El acero y el aluminio tienen sus lugares, pero esos lugares son más estrechos de lo que sugieren la mayoría de los catálogos.
Por qué el hierro fundido sigue siendo el valor predeterminado en la práctica
El hierro gris, el material de grafito en escamas utilizado para la mayoría de las poleas industriales, aporta tres propiedades que son importantes directamente para una transmisión por correa.
El primero es la amortiguación. Las escamas de grafito interrumpen la matriz metálica y convierten la vibración en una pequeña cantidad de fricción interna. En una transmisión por correa, esto se traduce en menos ruido, menos aleteo de la correa y una fatiga más lenta de las cuerdas de tracción de la correa. Las poleas de acero suenan y transmiten la vibración. El hierro fundido lo absorbe.
El segundo es la resistencia al desgaste de las ranuras. El grafito también actúa como lubricante seco en la superficie de contacto, por lo que las ranuras de hierro fundido mantienen su perfil por más tiempo que las ranuras de aluminio en el mismo trabajo. Una polea de correa trapezoidal que pierde algunos grados de ángulo de ranura comienza a deslizarse, el deslizamiento produce calor y el calor acorta la vida útil de la correa.
El tercero es el comportamiento térmico. El hierro fundido aleja bien el calor del área de contacto de la correa y mantiene su forma a las temperaturas que crea una correa deslizante. El aluminio conduce el calor más rápido, pero sus ranuras se deforman y desgastan mucho antes bajo la misma carga.
La compensación es la fragilidad. El hierro gris tiene muy poco alargamiento, por lo que no tolera cargas de choque ni desalineaciones severas. Si un atasco detiene instantáneamente la máquina accionada, una polea de hierro gris de borde fino puede romperse. Cuando la carga de impacto es normal, el hierro dúctil es la mejora correcta y se mecaniza casi con la misma facilidad.
Comparación de hierro gris, hierro dúctil, acero y aluminio
Rangos de propiedades indicativos para materiales de poleas comunes. Confirme el grado exacto y el tratamiento térmico con la fundición o el proveedor de poleas antes de finalizar un diseño. | Materiales | Resistencia a la tracción típica | Elongación | Más adecuado para | Limitación principal |
| hierro gris | 200 a 300 MPa | Menos del 1 por ciento | Transmisiones generales por correa trapezoidal, correa plana y sincronización ligera donde la amortiguación importa | Frágil, baja resistencia a los golpes |
| Hierro dúctil | 400 a 450 MPa | 12 a 18 por ciento | Accionamientos cargados por impacto, velocidades de llanta más altas, trituradoras y mezcladoras | Mayor coste, amortiguación ligeramente menor |
| Acero fundido o fabricado | 400 a 550 MPa | 15 a 25 por ciento | Revoluciones de llanta muy elevadas, trabajos de reparación soldados, transmisiones para cargas pesadas | Más ruidoso, menos amortiguador, se corroe sin recubrimiento |
| Aluminio | 300 a 350 MPa | 8 a 12 por ciento | Equipos portátiles, de baja inercia y de uso liviano. | Ranuras suaves, desgaste más rápido, límite de velocidad más bajo |
La tabla es un punto de partida, no una especificación. La velocidad de la llanta suele ser el factor decisivo, porque la resistencia a la tracción del material determina la velocidad a la que una polea puede funcionar con seguridad. El alargamiento decide cuánto impacto puede absorber la misma polea sin agrietarse.
Perfiles de ranura: adaptación de la polea a la correa
Una polea es sólo la mitad de un par. Cualquiera que sea el material, la ranura tiene que coincidir con la correa que pasa por ella.
Correa trapezoidal y poleas de gran ángulo
Las poleas de correas trapezoidales utilizan ángulos de ranura de 34, 36 o 38 grados, y el ángulo correcto depende del diámetro de referencia de la polea y no solo de la correa. Las poleas más pequeñas necesitan un ángulo más estrecho porque la correa se dobla más pronunciadamente y su sección transversal cambia de forma a medida que se enrolla. Las correas de gran ángulo vuelven a ser una familia diferente: corren en ranuras más anchas y menos profundas y son comunes en transmisiones de alta relación en maquinaria industrial. Cuando se solicita una polea de reemplazo solo por el diámetro exterior, el ángulo de la ranura se convierte en una estimación, y una estimación incorrecta se desliza bajo carga o mastica las paredes laterales de la correa.
Poleas de correa de distribución
Cuando la transmisión es síncrona, la polea es una rueda dentada en lugar de una polea ranurada. El perfil de los dientes, el paso y el ancho de los dientes deben coincidir exactamente con la correa. Una polea trapezoidal no funcionará correctamente con una correa curvilínea y el juego cambia tan pronto como el perfil es incorrecto. Debido a que los flancos de los dientes soportan la carga, una polea síncrona normalmente se mecaniza después de la fundición y luego se inspecciona su perfil y descentramiento. La relación entre la geometría de los dientes de la correa y la geometría de los dientes de la polea se trata en esta guía para hacer coincidir los perfiles de dientes de las correas con las poleas .
Polea síncrona para sistemas de transmisión por correa dentada Polea síncrona para sistemas de accionamiento dentado, personalizable en acero, aleación de aluminio, acero inoxidable, hierro fundido o nailon para adaptarse a los perfiles de los dientes de las correas. Ver producto → Poleas para correas planas
Poleas para correas planas rely on a slight crown, typically around 0.5 to 1 percent of face width, to keep the belt centred. A worn flat pulley that has lost its crown or developed a shoulder will track badly no matter how carefully the drive is aligned.
Tolerancias, equilibrio y velocidad de llanta que realmente importan
Tres mediciones causan la mayoría de los problemas cuando se instala una polea nueva de hierro fundido.
- Ajuste de orificio y chavetero. Un orificio terminado se mecaniza para lograr un ajuste perfecto. Un orificio demasiado flojo permite que la polea trabaje sobre el eje y, en cuestión de semanas, se producen daños por fricción.
- Descentramiento radial y axial en la ranura. El descentramiento en el borde es lo que el cinturón siente como un tirón periódico. Compruébelo con un indicador de cuadrante después del montaje, no en el banco.
- Balance. Las poleas de ranura simple a velocidad moderada suelen ser satisfactorias con el equilibrio estático. Las poleas de ranuras múltiples, las caras anchas y cualquier valor por encima de aproximadamente 1000 rpm deben equilibrarse dinámicamente, especialmente si la polea va montada en una máquina con cojinetes sensibles.
La velocidad del aro fija entonces el techo. El hierro gris suele limitarse a unos 35 m/s, mientras que el hierro dúctil y el acero permiten más porque su resistencia a la tracción es mayor. La fuerza centrífuga crece con el cuadrado de la velocidad, por lo que acelerar demasiado una polea fundida no produce una advertencia gradual. Produce una falla repentina, por lo que el cálculo de la velocidad pertenece al proceso de selección, no a la lista de verificación de puesta en servicio.
Opciones de orificio, chavetero y montaje
Las poleas de hierro fundido se suministran en varios formatos de montaje y la elección afecta el mantenimiento más que el rendimiento.
- Orificio piloto. Se suministra con un orificio pequeño para que el cliente pueda mecanizar según el tamaño del eje. Esto se adapta a las construcciones OEM donde la tolerancia del eje se conoce con precisión.
- Orificio acabado con chavetero. Listo para montar, siempre que se confirmen el diámetro del eje, el tamaño de la llave y la longitud de la llave antes de realizar el pedido.
- Bloqueo cónico y casquillos QD. La polea se monta sobre un casquillo dividido sujeto al eje. La extracción es rápida y el eje no sufre daños, lo que es importante en equipos con cambios frecuentes.
- Poleas divididas. Se utiliza cuando es necesario montar la polea sin desmontar el eje ni quitar los rodamientos.
Sea cual sea el formato elegido, inspeccionar el eje antes de montarlo. Un eje desgastado con desgaste visible o un descentramiento medido por encima de la tolerancia destruirá una polea nueva tan rápido como lo haría un orificio desgastado. Volver a perforar una polea de hierro fundido existente suele ser económico cuando el eje se ha girado hacia abajo, siempre que quede suficiente espesor de pared alrededor del orificio.
Una lista de verificación de selección práctica
- Identifique primero la correa: sección transversal de la correa trapezoidal, perfil de gran ángulo o perfil y paso de los dientes de la correa de distribución.
- Confirme el número de ranuras o el número de dientes y el diámetro de referencia o de paso en lugar del diámetro exterior.
- Calcule la velocidad de la llanta a partir del diámetro y las rpm, luego confirme el límite de material para esa velocidad.
- Especifique el diámetro interior, el chavetero y el método de montaje, y mida el desgaste y el descentramiento del eje.
- Indique el requisito de equilibrio, además de los factores ambientales como el lavado, la humedad, el polvo y la temperatura ambiente.
- Solicitar el registro de inspección de variadores críticos: informe de tolerancia de perfil, descentramiento y balance.
La mayoría de los errores de pedido se remontan al paso uno o dos. Primero la correa, segundo la polea, tercero el control de velocidad.
Desgaste, reranurado y cuándo reemplazar
Las correas dejan un registro legible del estado de la polea. Un cinturón desgastado en una pared lateral indica una desalineación. Un cinturón pulido a lo largo de la base, con los cordones comenzando a verse, indica una ranura que se ha desgastado más de lo que permite su diámetro de referencia. El acristalamiento de las paredes laterales suele significar deslizamiento, y el deslizamiento suele significar que el ángulo de la ranura se ha abierto.
El hierro fundido a menudo se puede volver a mecanizar. Si el espesor de la pared lo permite, las ranuras se pueden volver a cortar al ángulo original y la polea vuelve a funcionar con un diámetro ligeramente reducido. Se aplican dos límites: el diámetro mínimo resultante aún debe permitir que la correa se doble sin agrietarse, y la polea debe reequilibrarse después del mecanizado. Más allá de esos límites, el reemplazo es más barato que otra falla de la correa.
Cuando se reemplaza una polea, reemplace la correa al mismo tiempo y vuelva a verificar la alineación y la tensión después de algunas horas de funcionamiento. Reutilizar una correa que ya ha llevado un juego a una ranura desgastada simplemente transfiere el patrón de desgaste antiguo al nuevo componente.
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Una gran parte de las fallas prematuras de la transmisión provienen de comprar la correa y la polea de fuentes separadas y esperar que ambas coincidan. El ángulo de la ranura, el perfil de los dientes, el diámetro de referencia y la longitud de la correa interactúan, y una pequeña discrepancia en cualquiera de ellos se manifiesta como ruido, calor o una vida útil corta de la correa a los pocos días de la puesta en servicio.
Jiangxi Kangqi Industrial fabrica correas síncronas de caucho y correas especiales bajo las marcas SABLES y KML, y suministra componentes de polea coincidentes, por lo que la correa y la polea se pueden especificar juntas en el mismo dibujo. La empresa también trabaja como distribuidor de correas Bando, lo que ayuda cuando una máquina existente está vinculada a una marca de correa específica y la polea debe fabricarse para adaptarse a ella. puedes revisar nuestra gama de correas y poleas por aplicación, desde unidades de impresión y embalaje de alta velocidad hasta máquinas lijadoras y equipos de procesamiento de alimentos.
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El hierro fundido sigue siendo el valor predeterminado sensato para la mayoría de las poleas industriales, pero el material es sólo una parte de la decisión. Haga coincidir la ranura o el perfil del diente con la correa, mantenga el orificio y el chavetero ajustados, verifique el descentramiento en la máquina en lugar de en el banco y respete el límite de velocidad de la llanta de la pendiente que haya elegido. Esas cuatro revisiones cuestan una hora en la etapa de planificación y ahorran mucho más que eso en paradas no planificadas.
