¿Qué es la acción de cordal o de polígono?

En el post de hoy analizaremos qué es la acción de cordal, también llamada acción de polígono. Descubrirá que la posición en la que se engranan la cadena y los piñones fluctúa, y la cadena vibra junto con esta fluctuación. Incluso con la misma cadena, si aumenta la cantidad de dientes en las ruedas dentadas (cambie a un diámetro mayor), la vibración se reducirá. Disminuya la cantidad de dientes en los piñones y la vibración aumentará.

Esto se debe a que hay una longitud de paso en cadenas, y solo pueden doblarse en el punto de paso. En la Figura 2.13, la altura del enganche (el radio desde el centro del piñón) difiere cuando la cadena se engancha en una posición tangente y cuando se engancha en un acorde.

Figura 2.13 La altura del engranaje
Figura 2.13 La altura del engranaje

Por lo tanto, incluso cuando las ruedas dentadas giran a la misma velocidad, la velocidad de la cadena no es constante de acuerdo con la relación del radio de la rueda dentada (con la acción de la cuerda). La acción del cordal se basa en la cantidad de dientes en los piñones:

Relación de cambio de velocidad = (Vmax – Vmin) / Vmax = 1 – cos (180 ° / N)

La Figura 2.14 muestra el resultado. Además del número de dientes, si la distancia del centro del eje es un múltiplo común del paso de la cadena, la acción de la cuerda es pequeña. Por otro lado, si la distancia del centro del eje es un múltiplo del paso de la cadena + 0,5, aumenta la acción de la cuerda. Los errores de fabricación y alineación también pueden afectar la acción de cordal.

Figura 2.14 Variación de velocidad frente al número de dientes de rueda dentada
Figura 2.14 Variación de velocidad frente al número de dientes de rueda dentada

En una máquina de transmisión de potencia de banda plana, si el grosor y la elasticidad de flexión de la correa son regulares, no hay acción de cordal. Pero en los sistemas de correa dentada, la acción de cordal ocurre por círculo y cuerda, al igual que las cadenas. En general, este efecto es inferior al 0,6 por ciento, pero cuando se combina con la flexión del centro de la polea y los errores de paso de la correa o el paso de la polea, puede ascender al 2 o 3 por ciento.

Tensión de carga repetida, falla por fatiga

Explicaremos a continuación como la tensión de carga repetida puede producir una falla por fatiga. En esta sección, examinaremos las cadenas giratorias con carga, un uso típico de las cadenas.

En la Figura 2.15, el piñón izquierdo es el lado de conducción (entrada de potencia) y el piñón derecho es el lado impulsado (salida de potencia). Si aplicamos la potencia de rotación en sentido contrario a las manecillas del reloj a la rueda dentada motriz mientras agregamos resistencia a la rueda dentada accionada, entonces la cadena se carga en tensión principalmente en el tramo D ~ A, y la tensión es menor en las otras partes.

La figura 2.16 muestra esta relación.

Figura 2.15 Una transmisión de cadena típica con el lado de conducción a la izquierda
Figura 2.15 Una transmisión de cadena típica con el lado de conducción a la izquierda

 

Figura 2.16 Carga de cadena con la adición de resistencia
Figura 2.16 Carga de cadena con la adición de resistencia

 

Las cadenas en la mayoría de las aplicaciones generalmente se cargan por tensión cíclica. La fatiga de la cadena se prueba bajo tensión pulsante a través de un dispositivo. El límite de fatiga se producirá entre 106 y 107 veces. La Figura 2.17 muestra el concepto de tensión de carga repetida, donde Pa representa la amplitud.

NOTA: Si la fuerza mínima es cero, la cadena se puede mover libremente durante la prueba. Por lo tanto, JIS proporciona Pmin = Pmax × 1/11, como en la Figura 2.17.

Cuando una cadena que tiene más de cinco enlaces y de configuración lineal recibe una carga repetida, puede mostrarse como una línea continua (como en la Figura 2.17).

JIS B 1801-1990 define la carga de rotura en 5 x 106 veces:

Pmax = Pm + Pa = 2.2 Pa

Figura 2.17 Tensión de carga repetida
Figura 2.17 Tensión de carga repetida

La Figura 2.18 muestra un resultado del examen de fatiga de esta manera. En la figura, el eje vertical es Pmax y el eje horizontal es el número de repeticiones. Cuando las repeticiones son menos de 104 veces, los resultados de la prueba fluctúan enormemente. Por lo tanto, estas figuras son prácticamente inútiles y no se muestran aquí.

Figura 2.18 Resistencia a la fatiga
Figura 2.18 Resistencia a la fatiga

Debemos estar atentos a lo que la regulación JIS dice realmente: «JIS B 1801-1990 define … Pmax = 2.2 Pa como la carga máxima permisible». Esto se configura con la transmisión de envoltura como modelo (como se muestra en la Figura 2.15), y con la suposición de que la menor tensión del lado de carga es 10 por ciento de la mayor tensión del lado de carga.

En la práctica real, incluso si usamos la transmisión de envoltura, la menor tensión del lado de carga puede ser casi cero; y en el caso de colgar o levantar, el lado flojo de la cadena tampoco recibe ninguna carga. En estos casos, las condiciones se pueden mostrar como una línea de puntos (Figura 2.17); carga de cadena = 2 Pa ‘y Pmin = 0; por lo tanto 2Pa ‘<Pmax.

Si sigue la definición JIS de Pmax como carga máxima permisible y elige una cadena en los límites superiores de la escala, es posible que la cadena no resista esos requisitos de resistencia. En algunas situaciones, puede producirse un fallo de fatiga incluso si cumple con los requisitos de JIS para la carga máxima permisible.

Esta es la razón por la que algunos fabricantes, como Tsubaki, usan 2Pa como la carga máxima permisible; o algunos fabricantes calculan 2Pa bajo la situación de Pmin = 0 y lo muestran en su catálogo. En el último método, el valor 2Pa ‘es mayor que el valor del método anterior. El valor de carga máxima permisible del método JIS es 10 por ciento mayor que el método anterior de 2Pa.

Además, algunos fabricantes, incluido Tsubaki, establecen un límite de fatiga para la fuerza a los 107 ciclos. JIS establece una resistencia a la fatiga a 5 x 106 ciclos.

Incluyendo la escala JIS, hay más de tres formas de expresar la misma información en los catálogos de los fabricantes. Por lo tanto, no debe hacer una determinación final sobre las funciones de una cadena simplemente al depender de la información que se encuentra en los diferentes catálogos. Considere la fiabilidad de un fabricante comprobando si tienen su propio equipo de prueba de fatiga. Pregunte si muestran datos de límite de fatiga en sus catálogos. El sistema de garantía de calidad de la serie ISO 9000 es controlado por terceros (en lugar de usuarios) para evaluar si su sistema de garantía de calidad es adecuado o no. Sería seguro elegir fabricantes que estén certificados por la serie ISO-9000.