Entendiendo las Transmisiones por Cadena: Tipos, Funcionamiento y Aplicaciones

En este artículo, aprenderá los diferentes tipos de transmisiones por cadena, su funcionamiento, ventajas, desventajas, aplicación, y puede descargar un archivo PDF de esta publicación al final.

Transmisión por Cadena y Tipos:

Las transmisiones por cadena son adecuadas para distancias entre centros pequeñas y pueden usarse generalmente hasta 3 metros, pero en casos especiales incluso hasta 8 metros. Las transmisiones por cadena transmiten potencia hasta 100 kW y velocidad periférica de operación hasta 15 m/s. La relación de velocidad puede ser tan alta como 8:1.

La principal desventaja de las transmisiones por correa y cuerda es que la relación de velocidad no permanece constante, sino que varía debido al deslizamiento. Dado que las transmisiones por cadena son transmisiones positivas, no hay deslizamiento, por lo que la relación de velocidad permanecerá constante.

Las transmisiones por cadena se emplean para una amplia gama de aplicaciones de transmisión de potencia, como en bicicletas, motocicletas, laminadores, maquinaria agrícola, herramientas de máquina, transportadores, cortadoras de carbón, etc. Una transmisión por cadena consiste en una cadena y dos ruedas, llamadas piñones. Los piñones son ruedas dentadas sobre las cuales se ajusta una cadena sin fin.

Tipos de Cadenas Usadas en Transmisión de Potencia

1. Cadena de rodillos
2. Cadena silenciosa
3. Cadena de placas (Leaf Chain)
4. Cadena de tapa plana (Flat-top Chain)
5. Cadena de acero de ingeniería

Independientemente de los tipos de cadenas, sus estilos se clasifican de la siguiente manera.

1. Cadenas de eslabones rectos, que tienen 'eslabones exteriores' e 'interiores' alternados.
2. Cadenas de eslabones compensados, que tienen todos los eslabones iguales. Estos incluyen cadenas de eslabones integrales, como cadenas de barra, de tapa plana y cadenas de acero soldado.

Las cadenas de rodillos son las que comúnmente se usan en bicicletas, motocicletas, herramientas de máquina, etc. Una cadena silenciosa es una cadena de dientes invertidos que se usa extensivamente para operaciones suaves y sin ruido a bajas velocidades.

Tipos de Cadenas

Desde el punto de vista industrial, los principales tipos de cadenas son los siguientes:

1. Cadena de Rodillos (Cadena de Rodillos de Casquillo)

Este tipo de cadenas es el más comúnmente usado para la transmisión de potencia mecánica en muchos tipos de maquinaria doméstica, industrial y agrícola, incluyendo transportadores, máquinas de estirado de alambre y tubos, prensas de impresión, coches, motocicletas y bicicletas.

La cadena de rodillos consiste en una serie de rodillos cilíndricos cortos unidos por eslabones laterales. Es impulsada por una rueda dentada llamada piñón. Es simple, confiable y eficiente para la transmisión de potencia.

Estas cadenas son generalmente más pequeñas en diámetro que la altura de las placas de eslabón de la cadena. Las placas de eslabón sirven como guías cuando la cadena engrana con los piñones.

Las cadenas también sirven como guía para soportar material transportado sobre ellas en rieles o vías, como es característico de transportadores y algunos elevadores de cangilones. Las cadenas de rodillos se usan tanto para aplicaciones de tracción como de transporte.

• La cadena más comúnmente usada para tracción es la cadena de rodillos de simple hebra serie estándar. Las capacidades de potencia de estas cadenas cubren una amplia gama de requisitos de carga de tracción.
• Las cadenas de rodillos de múltiples hebras se usan para proporcionar mayor capacidad de potencia sin necesidad de aumentar el paso de la cadena o su velocidad lineal.

2. Cadena Silenciosa

La cadena silenciosa, también llamada cadena de dientes invertidos, consiste en una serie de placas de eslabón dentadas ensambladas en componentes de articulación de una manera que permite flexión libre entre cada paso.

Las cadenas silenciosas están compuestas por filas apiladas de placas de eslabón planas con contornos tipo engranaje diseñados para engranar con los dientes del piñón de manera similar a como un cremallera engrana con un engranaje como se muestra en la figura. Los eslabones se mantienen unidos en cada articulación de la cadena por uno o más pasadores, que también permiten que la cadena se flexione.

Las cadenas silenciosas de diferentes fabricantes generalmente no pueden conectarse entre sí. Las cadenas silenciosas estándar se usan en una amplia variedad de transmisiones industriales donde se requiere una transmisión compacta, de alta velocidad, suave y de bajo ruido.

Cadenas silenciosas de alto rendimiento están disponibles en una amplia gama de tamaños con pasos y anchos y se usan en transmisiones de muy alta velocidad donde se requiere suavidad y silencio excepcionales. Estas cadenas se usan comúnmente en equipos industriales donde se requiere la máxima suavidad.

3. Cadena de Placas (Leaf Chain)

Las cadenas de placas están diseñadas para elevar en lugar de transmitir potencia. Las tensiones son muy altas, pero las velocidades son lentas. Normalmente las cadenas trabajan intermitentemente. Las principales consideraciones en el diseño de las cadenas de placas son cargas de tracción, desgaste de articulaciones y desgaste de placas de eslabón y poleas.

La cadena de placas no engrana con piñones, porque están destinadas a correr sobre poleas, por lo que no hay disposición para que engranen un piñón. Las cadenas de placas a menudo deben levantar cargas muy grandes, y por eso necesitan alta resistencia a la fluencia y no se estiran permanentemente cuando levantan grandes cargas. El uso más común para la cadena de placas es probablemente en montacargas.

4. Cadena de Tapa Plana (Flat-top Chain)

Las cadenas de tapa plana se usan ampliamente en transportadores, más básicamente en el tipo especial de transportador de lamas.

La cadena de tapa plana consiste en:

• Una serie de placas superiores de acero con barriles tipo bisagra enrollados en cada lado.
• Pasadores insertados a través de los barriles para hacer una articulación. Estos actúan como vigas y rodamientos.
• Los pasadores se retienen por ajuste a presión o remachado en los barriles de una placa superior y son libres de articular en los barriles del siguiente eslabón.
• El pasador de conexión suele ser estriado o agrandado en un extremo para retener el pasador en un barril de la placa superior.
• Así se forma una longitud continua de cadena de tapa plana.
• La cadena de tapa plana está destinada solo para transporte.

5. Cadena de Acero de Ingeniería

Las cadenas de acero de ingeniería se desarrollaron por primera vez en la década de 1880 para aplicaciones de transporte difíciles. La mayoría de las cadenas de acero de ingeniería se usan en transportadores, elevadores de cangilones y enlaces de tensión.

Solo unas pocas se usan en transmisiones. Las principales consideraciones de diseño para estas cadenas son cargas de tracción, varios tipos de desgaste, lubricación y el entorno.

El desgaste es el parámetro más importante al diseñar una cadena de acero de ingeniería. Desgaste de articulación, desgaste de rodillo y casquillo, y desgaste de barra lateral y riel son de gran preocupación para cadenas de transporte.

La Cadena Usada en Bicicleta

La mayoría de las cadenas de bicicleta están hechas de acero al carbono simple o aleado, pero algunas son niqueladas para prevenir el óxido o simplemente por estilo.

La transmisión por cadena fue la característica principal que modificó la bicicleta de seguridad introducida en 1885, con sus dos ruedas de igual tamaño, del tipo "rueda alta". La popularidad de la seguridad accionada por cadena sigue siendo una característica básica del diseño de bicicletas hoy en día.

Una cadena de bicicleta tiene una eficiencia muy alta porque mueve el punto de presión más lejos del eje, poniendo menos tensión en los rodamientos, reduciendo así la fricción en la rueda interior. Se encontró que una mayor tensión de cadena era más eficiente.

Transmisiones por Cadena en Vehículos Automóviles

Un sistema de transmisión por cadena transmite potencia desde un diferencial al eje trasero en un vehículo.

En los primeros días del automóvil, las transmisiones por cadena eran el sistema de transmisión de potencia muy popular. Ganaron prominencia como alternativa al Système Panhard con su rígido Hotchkiss, árbol de transmisión y juntas universales.

Las transmisiones por cadena son más simples de diseñar que árbol de transmisión y juntas universales.

Debido a menos peso no suspendido en las ruedas traseras, permite que la suspensión reaccione a los baches más efectivamente. Por este medio, el vehículo tendría una marcha más suave.

Ventajas y Desventajas de las Transmisiones por Cadena

Ventajas

1. Son transmisiones positivas sin deslizamiento.
2. La eficiencia es muy alta (hasta 99%).
3. Pueden emplearse para ejes a distancias entre centros pequeñas y también grandes hasta 3m.
4. Permiten alta relación de velocidad hasta 8:1 en un solo paso.
5. Pueden transmitir mayor potencia que las transmisiones por correa.
6. Como los piñones son más ligeros que las poleas, producen menos tensión en los ejes comparado con transmisiones por correa.
7. A diferencia de las transmisiones por correa, pueden operar bajo condiciones adversas de temperatura y atmosféricas.
8. Ocupan menos espacio y son más compactas que las transmisiones por correa.
9. El mantenimiento es bajo.

Desventajas

1. Los ejes impulsor e impulsado deben alinearse con precisión para que sus ejes sean exactamente paralelos.
2. Requieren más lubricación.
3. Alto coste inicial.
4. El estiramiento de la cadena hace imposible que la operación tenga reversiones periódicas.
5. Las fluctuaciones de velocidad son mayores.

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Eso es todo, gracias por leer. Hemos discutido todos los tipos de cadena que conozco, este artículo no ha terminado aún, pero aún así si tiene alguna pregunta sobre este tema puede preguntar en los comentarios. Si le gusta este artículo, por favor compártalo con sus amigos.

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