español
Seleccionar una correa de distribución para unmódulo linealNo se trata de elegir el cinturón más ancho que se ajuste al perfil. La correa debe coincidir con la forma de los dientes de la polea, transmitir la fuerza requerida sin que los dientes salten, proporcionar suficiente rigidez a la tracción para el posicionamiento, sobrevivir a flexiones repetidas alrededor de las poleas y permanecer estable bajo la temperatura, velocidad y ciclo de trabajo reales.
Un correctoSelección de correa de distribución para un módulo lineal.por lo tanto, comienza con el requisito de movimiento y avanza hacia atrás a través del perfil de los dientes, el paso, el ancho de la correa, el elemento de tracción, el tamaño de la polea y la pretensión.
Esta guía explica cómo tomar esas decisiones y por qué dos correas con el mismo ancho pueden comportarse de manera muy diferente en el mismo eje lineal.
Comience con el requisito de movimiento
Antes de elegir el perfil o ancho de la correa, defina qué debe hacer el módulo lineal.
Los insumos útiles incluyen:
- Masa en movimiento
- Trazo requerido
- Velocidad lineal máxima
- Aceleración y desaceleración
- Montaje horizontal o vertical
- Fuerza del proceso externo
- Tasa de ciclo y horas de funcionamiento
- Repetibilidad requerida
- Temperatura y contaminación
- Diámetro de polea disponible y ancho de módulo
Regla de selección:No elija el cinturón únicamente según la carga útil. La aceleración, el tamaño de la polea, el engranaje de los dientes y el ciclo de trabajo pueden ser tan importantes como la carga estática.
Paso 1: elija el perfil dental correcto
El perfil de los dientes define cómo engrana la correa con la polea. Las familias de correas síncronas industriales comunes incluyen perfiles trapezoidales y perfiles curvilíneos, con varias variantes métricas y específicas del fabricante disponibles.
La regla más importante es simple:
El perfil de los dientes de la correa y el perfil de los dientes de la polea deben coincidir exactamente.
El mismo paso nominal no significa que dos familias de dientes diferentes sean intercambiables.
Perfiles trapezoidales
Los perfiles de correa de distribución trapezoidales tienen una geometría de dientes de lados rectos y se utilizan ampliamente en sistemas de posicionamiento y automatización general.
Pueden ser una opción práctica cuando:
- El sistema ya utiliza poleas compatibles.
- Se requiere fuerza y velocidad moderadas.
- La disponibilidad de reemplazo es importante
- El diseño del módulo existente se basa en esa geometría de diente.
Perfiles curvilíneos
Las formas de dientes curvadas o curvilíneas modificadas se utilizan comúnmente cuando se desea una mayor capacidad de carga de los dientes, un acoplamiento más suave o una mejor distribución de la carga.
Dependiendo de la familia de correas, pueden ofrecer ventajas en ejes de alta aceleración o mayor carga, pero la fuerza real permitida debe tomarse de los datos nominales del fabricante de la correa.
No mezclar perfiles por similitud visual
Puede parecer que una correa se ajusta a una polea incluso cuando la geometría de los dientes no es correcta. Un acoplamiento incorrecto puede concentrar la tensión, aumentar el ruido y acelerar el desgaste de los dientes.
Paso 2: seleccione el paso de la correa
Paso del cinturónes la distancia entre puntos correspondientes en dientes de correa adyacentes.
El tono afecta:
- Tamaño del diente
- Fuerza transmitida permitida
- Tamaño mínimo práctico de polea
- Distancia lineal recorrida por revolución de polea
- Compacidad de la unidad
- Posible resolución de posicionamiento de la transmisión mecánica.
Paso más pequeño
Un paso más pequeño puede soportar una polea más compacta y un incremento mecánico más fino por diente de la polea. Suele resultar atractivo para sistemas de posicionamiento compactos y de carga moderada.
Paso más grande
Un paso mayor generalmente proporciona dientes más grandes y puede soportar una fuerza mayor cuando se usa con el ancho de correa y la geometría de polea adecuados. Puede ser más adecuado para movimientos más pesados o más agresivos.
Sin embargo, un paso mayor también tiende a requerir poleas más grandes y más espacio de instalación.
El tono no es una clasificación de carga independiente
Dos correas con el mismo paso pueden tener capacidades muy diferentes porque el ancho de la correa, el elemento de tracción, el material de los dientes, el número de dientes de la polea y la velocidad de operación también afectan la clasificación.
Por lo tanto, no utilices una regla como “este tono soporta tantos kilogramos”.
El proceso correcto es:
- Calcule la fuerza requerida de la correa.
- Seleccione un perfil de diente y un paso adecuados.
- Verifique la fuerza permitida por el fabricante de la correa para conocer el ancho y la polea reales.
- Confirme el encaje de los dientes y los límites de la polea.
- Aplique el servicio del fabricante o los factores de corrección cuando sea necesario.
Paso 3: determine el ancho de la correa
Ancho del cinturónInfluye directamente en la cantidad de carga de tracción y dentada que puede soportar la correa y también afecta la rigidez axial.
Un cinturón más ancho generalmente puede proporcionar:
- Mayor fuerza transmitida permitida
- Mayor rigidez a la tracción
- Menor alargamiento elástico bajo la misma fuerza.
- Más área de contacto con los dientes
Pero un cinturón más ancho también requiere:
- Poleas más anchas
- Más espacio para módulos
- Costo potencialmente mayor
- Alineación cuidadosa a lo largo de la cara más ancha del diente.
No sobremedir el ancho sin comprobar el resto del sistema.
Si la verdadera limitación es la carga del cojinete de la polea, la rigidez del perfil del módulo o el par del motor, simplemente aumentar el ancho de la correa no resolverá todo el problema de diseño.
Paso 4: Calcule la fuerza de la correa requerida
Para un eje horizontal simplificado, la fuerza que debe transmitir la correa se puede estimar a partir de:
Fmover= m × a + Fresistencia+Fproceso
dónde:
- metro= masa total en movimiento
- a= aceleración lineal
- Fresistencia= guía, junta y resistencia del cable
- Fproceso= fuerza del proceso externo
Para movimiento vertical
Se debe incluir la gravedad:
Farriba= m(g + a) + Fresistencia+Fproceso
Luego, la correa y la transmisión deben compararse con el segmento más exigente del ciclo de movimiento.
La fuerza dinámica suele ser más importante que la carga útil estática
Considere dos ejes que transportan la misma masa en movimiento de 15 kg. Se acelera suavemente; el otro alcanza la velocidad máxima en una fracción de segundo.
El segundo eje genera una fuerza de correa mucho mayor, aunque la carga útil es idéntica.
Esta es la razón por la que los sistemas de recogida y colocación de alta velocidad suelen necesitar una correa más ancha o más rígida que los sistemas de transferencia más lentos con la misma carga útil.
Paso 5: Verifique el compromiso de los dientes
La correa transmite fuerza a través de los dientes que están acoplados a la polea. La cantidad de dientes en contacto afecta la forma en que se comparte la carga.
Los factores importantes incluyen:
- Recuento de dientes de polea
- ángulo de envoltura
- Tensión de la correa
- Diseño de unidad
- Fuerza máxima transmitida
Muy pocos dientes encajados pueden crear una sobrecarga local
Si sólo un pequeño número de dientes soportan la carga, la tensión en los dientes aumenta y puede aumentar el riesgo de que los dientes salten o se desgasten aceleradamente.
Utilice las recomendaciones de polea y compromiso mínimo del fabricante de la correa para el perfil seleccionado.
Paso 6: Verifique el tamaño mínimo de la polea
Una polea más pequeña hace que el módulo sea más compacto, pero dobla más bruscamente la correa de distribución.
Las poleas excesivamente pequeñas pueden aumentar:
- Tensión de flexión de la correa
- Fatiga de elementos de tracción
- deformación del diente
- Velocidad del rodamiento
Cada familia de correas tiene tamaños mínimos de polea o número de dientes recomendados. Estos límites deben tratarse como parte de la selección de la correa, no como una ocurrencia tardía.
El diámetro de la polea también cambia el par del motor
Para un eje accionado por correa, el radio de paso de la polea vincula la fuerza lineal con el par del motor:
T = F × r ÷ h
Una polea más grande mueve más correa por revolución y puede reducir la velocidad requerida del motor para una velocidad lineal determinada, pero también requiere más torque para la misma fuerza lineal.
Una polea más pequeña hace lo contrario, dentro de los límites permitidos de flexión y engrane de los dientes de la correa.
Paso 7: elija el material del cinturón
El material del cuerpo de la correa influye en el desgaste, el comportamiento térmico, la resistencia química, el ruido y la idoneidad medioambiental.
Dos familias de materiales comunes son las correas a base de poliuretano y las correas síncronas a base de caucho/elastómero.
Correas de distribución de poliuretano
Las correas de poliuretano son comunes en la automatización de precisión y en los sistemas de posicionamiento lineal porque pueden proporcionar buena resistencia al desgaste y estabilidad dimensional.
Dependiendo de la construcción, se pueden seleccionar para:
- Automatización limpia
- Posicionamiento de ciclo alto
- Aplicaciones que necesitan una buena resistencia a la abrasión
- Recubrimientos especiales o perfiles de soporte
Correas de distribución de caucho o elastómero
Las correas a base de caucho se utilizan ampliamente en la transmisión de potencia industrial y pueden proporcionar buena flexibilidad y amortiguación.
La elección correcta depende de la temperatura, el ambiente, el diámetro de la polea, la rigidez requerida y las calificaciones del fabricante.
La selección de materiales debe seguir el entorno real.El aceite, el refrigerante, los productos químicos de limpieza, la humedad y la temperatura pueden cambiar significativamente la vida útil de la correa.
Paso 8: elija el miembro de tracción
El miembro de tracción interno soporta la mayor parte de la tensión de la correa y tiene un efecto importante sobre la rigidez axial.
Los materiales comunes para elementos de tracción pueden incluir:
- Cordón de acero
- fibra de aramida
- Fibra de vidrio u otros sistemas de refuerzo.
Cinturones de cordón de acero
El refuerzo de acero puede proporcionar una alta rigidez a la tracción y un bajo alargamiento elástico, lo que resulta atractivo para el posicionamiento de carrera larga.
Las compensaciones pueden incluir el diámetro mínimo de la polea, la masa y la sensibilidad a la fatiga si la correa se dobla más de lo previsto.
Cinturones reforzados con fibra
El refuerzo de aramida o fibra de vidrio puede ofrecer diferentes combinaciones de flexibilidad, peso, rigidez y comportamiento ambiental.
El miembro de tracción correcto debe elegirse a partir de los datos del fabricante de la correa y no únicamente del nombre del material.
La rigidez de la correa afecta el rendimiento del posicionamiento
La misma fuerza transmitida produce un desplazamiento más elástico en una correa menos rígida.
Conceptualmente:
Desplazamiento elástico ≈ fuerza de la correa ÷ rigidez a la tracción efectiva
Esto se vuelve cada vez más importante cuando:
- el trazo es largo
- La masa en movimiento es alta.
- La aceleración es alta
- La precisión absoluta del posicionamiento es importante
- La carga cambia significativamente durante el ciclo.
Por lo tanto, en el caso de ejes de posicionamiento exigentes, se deben considerar conjuntamente el ancho de la correa y la rigidez de los elementos de tracción.
Paso 9: establezca la pretensión correcta
Las correas de distribución requieren una tensión de instalación adecuada para mantener el engranaje de los dientes y la estabilidad de posicionamiento.
Muy poca pretensión
Los posibles problemas incluyen:
- Vibración de la correa
- Salto de dientes
- Mayor error de reversión
- Mala coherencia en el posicionamiento
demasiada pretension
Los posibles problemas incluyen:
- Mayor carga sobre las poleas
- Mayor demanda de par motor
- Fatiga acelerada del cinturón
- Carga estructural adicional
La pretensión correcta es el valor especificado para la correa y la geometría de transmisión reales, no "lo más apretado posible".
¿Cómo se ajusta la tensión de la correa?
Dependiendo del fabricante de la correa y del diseño del módulo, la tensión se puede verificar mediante:
- Deflexión especificada de la correa bajo una fuerza conocida
- Medición de frecuencia
- Medidores de tensión mecánicos
- Dimensiones de ajuste definidas en fábrica
Se debe utilizar el mismo método aprobado cuando se reemplaza o vuelve a tensar la correa.
Paso 10: Verifique la velocidad y la frecuencia de flexión
La alta velocidad lineal aumenta la frecuencia de ciclo de la correa alrededor de las poleas. Incluso si la fuerza transmitida es moderada, la flexión repetida puede convertirse en un factor de vida.
Controlar:
- Velocidad máxima de la cinta
- Velocidad de rotación de la polea
- Diámetro mínimo de la polea
- Frecuencia del ciclo
- Horas de funcionamiento por día
Una correa adecuada para transferencias ocasionales puede no ser la mejor opción para un eje de ciclo alto que retrocede cada pocos segundos.
Los ejes de carrera larga necesitan atención adicional a la longitud de la correa
Una ventaja de las correas de distribución es que se adaptan bien a recorridos largos. Pero una mayor longitud libre de la correa aumenta la cantidad de material elástico en la trayectoria de la fuerza.
Esto puede afectar:
- Cumplimiento del posicionamiento
- Vibración
- Cambio de longitud térmica
- Estabilidad de pretensión
Para un movimiento de precisión de carrera larga, la alta rigidez de la correa, la tensión correcta y la retroalimentación adecuada se vuelven más importantes.
Los módulos abiertos y cerrados pueden utilizar diferentes requisitos de correa
Módulos abiertos
La correa es más fácil de inspeccionar pero está más expuesta al polvo, la neblina de aceite y los desechos del proceso. La compatibilidad de los materiales y el control de la contaminación se vuelven importantes.
Módulos cerrados
El cinturón recibe más protección ambiental, pero la temperatura interna y el acceso al servicio pueden volverse más importantes. El diseño de la cubierta no debe interferir con el seguimiento o el mantenimiento de la correa.
Cuándo son útiles respaldos o revestimientos especiales para correas
Algunas bandas de automatización están disponibles con superficies de respaldo especiales, revestimientos o perfiles personalizados.
Estos pueden resultar útiles cuando la propia correa transporta, indexa o hace contacto con el producto, por ejemplo:
- Transporte de producto
- Manipulación al vacío
- Transporte de contacto suave
- Transferencia de alta fricción
Para un módulo lineal convencional donde la correa solo transmite fuerza internamente, estos respaldos especiales pueden no ser necesarios.
Errores comunes en la selección de la correa de distribución
Elegir solo por ancho
El ancho es sólo una parte de la capacidad. También son importantes el perfil de los dientes, el paso, el tamaño de la polea y el elemento de tracción.
Suponiendo que las correas con el mismo paso sean intercambiables
Diferentes perfiles de dientes pueden compartir el mismo paso nominal pero requieren poleas diferentes.
Ignorando la aceleración
Una alta aceleración puede producir una fuerza en la correa mucho mayor de lo que sugiere la carga útil estática.
Usando la polea más pequeña que se ajuste físicamente
No vale la pena reducir la vida útil de la correa o violar las recomendaciones mínimas de la polea por ser compacta.
Usar demasiada pretensión para mejorar la precisión.
Demasiada tensión aumenta la carga del rodamiento y de la correa y no garantiza un mejor posicionamiento.
Ignorando el medio ambiente
El aceite, el polvo, los productos químicos y la temperatura pueden acortar la vida útil incluso cuando la correa es mecánicamente lo suficientemente grande.
Reemplazo de la correa sin revisar las poleas.
Las poleas desgastadas, contaminadas o desalineadas pueden dañar rápidamente una correa nueva.
Un flujo de trabajo práctico para la selección de la correa de distribución
- Definir el perfil de movimiento.Carrera, velocidad, aceleración, tiempo de ciclo y dirección de montaje.
- Calcule la fuerza lineal requerida.
- Seleccione una familia de perfil de diente compatible con el diseño del módulo.
- Seleccione un discurso práctico.
- Elija preliminarmente el número y el diámetro de los dientes de la polea.
- Verifique los requisitos mínimos de polea y encaje de dientes.
- Seleccione el ancho de la correa según la fuerza transmitida permitida.
- Verifique la rigidez a la tracción para conocer los requisitos de posicionamiento.
- Seleccione el material del cuerpo de la correa y del elemento de tracción según el medio ambiente.
- Establezca la pretensión utilizando el método especificado.
- Verifique el par y la velocidad del motor con el tamaño final de la polea.
- Verifique el ciclo de trabajo, la velocidad de la correa y la vida útil esperada.
Qué necesita QRXQ para seleccionar una correa para un módulo lineal
- Modelo de módulo o tamaño de perfil.
- Trazo requerido
- Masa en movimiento
- Velocidad máxima
- Aceleración
- Instalación horizontal o vertical
- Fuerza del proceso externo
- Repetibilidad requerida
- Ancho de módulo disponible y espacio para poleas
- Temperatura de funcionamiento
- Exposición al polvo, aceite o productos químicos
- Recuento de ciclos diarios
La correa de distribución correcta es una elección del sistema.El perfil del diente, el paso, el ancho, el elemento de tracción, el tamaño de la polea y la pretensión deben trabajar juntos. Cambiar un parámetro puede alterar el par del motor, la rigidez, el posicionamiento y la vida útil de la correa.
QRXQ evalúa la selección de la correa de distribución a partir del requisito completo de movimiento lineal en lugar de elegir el tamaño de la correa únicamente a partir de la carga útil.
