¿Qué es una Polea Dentada?
Las poleas dentadas son elementos mecánicos utilizados para lograr una precisa sincronización entre varios componentes, como motores de combustión interna y motores de automóviles.
Estas poleas son un tipo especial de polea que se utiliza en conjunto con correas de distribución. Su función principal es asegurar la sincronización precisa entre el árbol de levas y el cigüeñal en un motor, controlando así la apertura y cierre de las válvulas de manera sincronizada. Las poleas dentadas son componentes con forma de engranaje que transmiten la potencia a través de la correa de distribución, la cual conecta el árbol de levas y el cigüeñal y gira a un ángulo preciso.
Es esencial que las poleas dentadas se fabriquen con materiales de alta calidad y se diseñen con precisión, ya que su correcto funcionamiento tiene un impacto significativo en el rendimiento del motor y en el consumo de combustible. Por lo general, cuando se reemplaza la correa de distribución, también se recomienda reemplazar las poleas dentadas para garantizar un funcionamiento óptimo del sistema.
Usos de las Poleas Dentadas
Las poleas dentadas tienen una aplicación común en los motores de automóviles. En un motor, existen válvulas de admisión que permiten la entrada de la mezcla de aire y combustible a los cilindros, así como válvulas de escape que expulsan los gases de escape después de la combustión. Estas válvulas se abren y cierran mediante árboles de levas, y las poleas dentadas se utilizan para accionar estos árboles de levas de manera sincronizada.
Es fundamental que las válvulas de admisión y escape se abran y cierren en el momento adecuado, siguiendo la sincronización de los pistones que se mueven rápidamente hacia arriba y hacia abajo. Si la sincronización no es correcta, el motor puede presentar un mal funcionamiento o incluso fallar.
Para que el motor genere potencia de manera eficiente, es crucial que se logre una adecuada coordinación entre el movimiento de los pistones, la apertura y cierre de las válvulas, y la sincronización del encendido. Las correas de distribución y las poleas dentadas desempeñan un papel fundamental en esta tarea.
Además de su uso en motores de automóviles, las poleas dentadas también se emplean en maquinaria no relacionada con los vehículos, donde se requiere una sincronización precisa entre los componentes internos. Asimismo, se utilizan en líneas de producción de productos industriales, como imprentas y maquinaria textil, para asegurar la sincronización adecuada en sus procesos de fabricación.
Principio de las Poleas Dentadas
Las poleas dentadas son transmisiones entrelazadas. Al igual que un engranaje, tiene un número determinado de dientes, y la sincronización puede ajustarse ajustando el número de dientes. Si el número de dientes de la poleas dentadas motriz es 20 y el número de dientes del lado de la transmisión es 40, dos revoluciones en el lado motriz darán como resultado una revolución en el lado de la transmisión.
Si el número de dientes se ajusta incorrectamente, la sincronización se desviará cada vez que gire, causando daños a la máquina o al equipo. En caso contrario, el perfil de los dientes y el paso de la polea se utilizan conjuntamente con la correa dentada.
Las poleas dentadas están disponibles en una gama muy amplia de tipos y pueden montarse en una gran variedad de ejes. Las hay con chavetero, con agujero en el eje, con agujeros roscados y sin chavetero (con elementos de fijación integrados), que pueden montarse en cualquier lugar.
Tipos de Poleas Dentadas
Existen varios tipos de poleas dentadas, clasificadas según la forma de los dientes y las normas dimensionales.
1. Tipo en Pulgadas
En la serie en pulgadas, están disponibles las de forma trapezoidal MXL, XL, L y H. Se utilizan para la transmisión general y el transporte de cargas ligeras.
2. Sistema Milimétrico
En el sistema milimétrico, hay tipos trapezoidales T y AT, tipos S y R para transmisión de alto par y tipos H para posicionamiento de alta precisión. El tipo H se utiliza en situaciones en las que se requiere una precisión especialmente alta. El tipo AT tiene una tensión admisible de 1,3 veces la del tipo T y puede utilizarse para el transporte de cargas pesadas.
¿Cómo Elegir una Polea Dentada?
Las poleas dentadas deben seleccionarse en función de las condiciones de uso, el cálculo de la carga, el factor de seguridad, etc.
1. Comprobar las Condiciones de Uso
En primer lugar, aclarar las condiciones de uso. Determinar la potencia de transmisión a partir de la potencia nominal de la máquina motriz y determinar el factor de corrección a partir de las condiciones de uso. El método para determinar el factor de corrección se describe en la documentación del fabricante.
Por ejemplo, puede determinarse a partir de la presencia de cargas repetitivas, vibraciones y horas de uso al día. La potencia de transmisión multiplicada por el factor de corrección se denomina potencia de diseño, que es la potencia de transmisión utilizada en el proceso de selección.
2. Determinación del Perfil del Diente y la Anchura de la Correa
A continuación, se utiliza una tabla de selección simplificada para seleccionar el tipo de correa (perfil del diente) en función de la velocidad de rotación de la polea y la potencia de diseño. La tabla de selección simplificada puede encontrarse en los documentos de selección de cada fabricante.
Una vez determinado el perfil del diente, se determina la capacidad de transmisión estándar a partir de la velocidad de rotación de la polea utilizando la tabla de capacidad de transmisión estándar. La anchura necesaria de la correa se determina a partir de la potencia nominal, la capacidad de transmisión normalizada, la anchura normalizada de la correa y el coeficiente de engrane.
3. Método de Montaje y Longitud de la Correa
Seleccione las condiciones de montaje, por ejemplo, si debe fijarse una brida y cuántas distancias entre ejes deben establecerse. También se diseña el mecanismo tensor de la correa y se determinan las dimensiones de montaje y la longitud de la correa.
4. Material
Los materiales de las poleas son el aluminio y el hierro, que deben seleccionarse en función de la aplicación. El hierro o el acero inoxidable se utilizan cuando se requiere resistencia. El aluminio se suele utilizar para posicionamientos de precisión en los que se requiere un bajo momento de inercia.