viernes, 19 de noviembre de 2010

LA RUEDA

RUEDA
Descripción
La rueda es un disco con un orificio central por el que penetra un eje que le guía en el movimiento y le sirve de sustento.
La parte operativa de la rueda es la periferia del disco, que se recubre con materiales o terminaciones de diversos tipos con el fin de adaptarla a la utilidad correspondiente. Algunas de las ruedas más empleadas son:
§ Rueda dentada, empleada principalmente para la transmisión del movimiento giratorio entre ejes.
§ Rueda de transporte, empleada para reducir el rozamiento con el suelo. Unas muy empleadas con las de cámara de aire.
§ Polea, muy empleada tanto para la transmisión de movimientos como para la reducción del esfuerzo al elevar o mover pesos.
§ Turbinas (rueda de palas), empleadas para la obtención de un movimiento giratorio a partir del movimiento de un fluido (agua, aire, aceite...)

Composición de la rueda
Desde el punto de vista tecnológico, la rueda es un operador dependiente. Nunca puede usarse sola y siempre ha de ir acompañada de, al menos, un eje (que le guía y sirve de sustento) y de un soporte o armadura (que es el operador que controla la posición del eje y sirve de sotén a todo el conjunto).
§ El eje es una barra, normalmente cilíndrica, que guía el movimiento giratorio de la rueda. Dependiendo del diseño adoptado, se pueden presentar dos tipos de ejes:
o Ejes que giran solidarios con la rueda (p.e. las carretillas), en cuyo caso el soporte es el que guía el movimiento. Si el eje se emplea para la transmisión del movimiento giratorio entre la rueda y otro operador (o viceversa), entonces recibe el nombre de árbol.
o Ejes que estan unidos directamente al soporte (caso de las bicicletas, patinetes...), en cuyo caso la rueda gira libremente sobre el eje, que es el que le guía en el movimiento.
§ El soporte es un operador cuya misión es mantener al eje solidario con la máquina. En muchas aplicaciones suele tener forma de horquilla (patinetes, bicicletas, carros...).
Además, para reducir el rozamiento entre el eje y el soporte (o entre la rueda y el eje si este permanece fijo), se suele recurrir al empleo de casquillos o de rodamientos (de bolas, rodillos o agujas).

Un poco de historia
§ Es importante apuntar que aunque el conocimiento y uso de la rueda como operador aplicado al transporte suele ser un indicador de clasificación cultural, existieron culturas que llegaron a un alto nivel técnico y artístico desconociendo el uso práctico de la rueda (caso de las culturas preeconlombinas).
§ Desde el punto de vista técnico se supone que la rueda evolucionó a partir de un rodillo al que se le había colocado un eje a través de un agujero central, y aunque no existen pruebas concluyentes, se supone que rodillos de madera fabricados a partir de troncos de árbol ya fueron empleados por los egipciós hacia el 3500 a.C para el transporte de cargas pesadas.
§ No obstante, parece ser que la primera aplicación de la rueda como tal correspode a los tornos de alfarería (hacia el 3300 a. de C. en el oriente medio), en forma de sencillo disco de madera montado sobre un cono giratorio impulsado a mano.
§ Hacia el 3200 a. de C. empieza a aplicarse como elemento de transporte (en forma de rueda maciza de piedra que formaba cuerpo con ejes de amdera y se sujetaba a la carreta por medio de tiras de cuero) formando parte de carros de tracción animal.
§ Hacia el 2900 a. de C. se aplicó en Sumeria para la molienda de trigo (molino de ruedas).
§ Hacia el 1500 a. de C. empezó a emplearse como elemento motor accionado por la fuerza muscular del hombre (rueda de varios metros de diámetro por la que se mueven varios hombres haciéndola girar).
§ Es posible ha hacia el 1500 a. de C. ya se empleara la polea (en forma de polea simple) en Mesopotamia y Egipto.
§ Hacia el 260 a. de C. ya se empleaban las ruedas hidráulicas (norias) como elemento que aprovecha el movimiento lineal dela gua de los ríos para producir un movimiento firatorio que sirve como fuerza motriz.
§ Hacia el 250 a. de C. ya se usaban las ruedas dentadas (engranajes) para la trasmisión de movimientos rotativos entre ejes separados (reloj hidráulico de Ctebiso).
Hacia el 900 empiezan las ruedas eólicas (aprovechan la fuerza del viento para producir un movimiento giratorio) para el accionamiento de molinos de piedra en Pekín y Persia.
Utilidad
Las ruedas se emplean en multitud de aplicaciones, algunas muy usuales son:

§ Facilitar el desplazamiento de objetos reduciendo el rozamiento entre superficies (tren de rodadura, rodillo, rodamiento); como en carretillas, coches, bicicletas, patinetes, pasillos rodantes...

§ Obtener un movimiento rotativo en un eje a partir del movimiento del agua (rueda de palas, noria, turbina o rodete); como en contadores de agua, molinos de agua, norias de regadío, centrales hidroeléctricas, turbinas...



§ Transmitir un movimiento giratorio entre ejes (polea, piñón, ruedas de fricción...); como en lavadoras, neveras, bicicletas, motos, motores de automóvil, taladros, tocadiscos...

§ Reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (polea de cable, polea móvil, polipasto...); como en pozos de agua, grúas, ascensores...


§ Transformar en giratorio otros movimientos o viceversa (excéntrica, leva, torno); como en piedras de afilar, máquinas de coser, ruedas de timón, programadores de lavadora, cabrestantes...



RUEDA DENTADA (engranaje)
Descripción
La rueda dentada (engranaje, piñón) es, básicamente, una rueda con el perímetro totalmente cubierto de dientes. El tipo más común de rueda dentada lleva los dientes rectos (longitudinales) aunque también las hay con los dientes curvos, oblicuos...
Para conseguir un funcionamiento correcto, este operador suele girar solidario con su eje, por lo que ambos se ligan mediante una unión desmontable que emplea otro operador denominado chaveta.

Casos particulares de las ruedas dentadas son el tornillo sinfín y la cremallera.
Utilidad
Este operador se puede emplear para dos funciones básicas:
§ Transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes con la idea de modificar su sentido de giro, velocidad o dirección, bien acoplándose directamente varias ruedas dentadas entre sí (rueda dentada-linterna, tren de engranajes, sinfín-piñon) o empleando una cadena articulada (mecanismo cadena-piñón).
Durante la edad media se empleaban mecanismos de rueda dentada-linterna que eran de uso común en todos los ingenios hidráulicos de la época (molinos, mazos...).
Permite acoplar ejes paralelos o cruzados a 90º
El sistema de engranajes se emplea mucho en automóviles (cambio de marchas), máquinas herramientas (taladros, tornos, fresadoras...), relojería... como reductor de velocidad, pues permite acoplar ejes paralelos o que se crucen con cualquier ángulo

El sinfín-piñón se emplea en los reductores de velocidad para motores eléctricos; también se emplea en elementos de gran precisión (tornillos micrométricos).
Este sistema no es reversible (el árbol conductor siempre tiene que estar unido al sinfín) y presenta la ventaja de proporcionar una gran reducción de velociad en el mínimo espacio. Solamente permite acoplar ejes a 90º.

El sistema cadena-piñón podemos verlo en bicicletas, motos, puertas de apertura automática (ascensores, supermercados, aeropuertos...), mecanismos internos de motores...; pero solamente permite acoplar ejes paralelos entre si.

§ Transformar movimientos giratorios en alternativos (o viceversa), empleando mecanismos que combinan la rueda dentada con la cremallera (sistema cremallera-piñón) Este montaje se emplea en cerraduras, juegos infantiles, microscopios, taladros sensitivos, sacacorchos, motores fueraborda...



RODILLO

Descripción
El rodillo es simplemente un cilindro (o un tubo) mucho más largo de grueso.
En la actualidad también se le da el nombre de rodillo a ruedas cuya longitud es muy grande respecto a su diámetro y que manteniéndose fijas en el espacio (gracias a que también disponen de un eje de giro) permiten el desplazamiento de objetos sobre ellas.

Un poco de historia
Se supone que rodillos fabricados en madera (troncos macizos de árbol) ya fueron empleados hace más de 5000 años por los egipcios para el desplazamiento de cargas pesadas. A partir de ese momento el rodillo no evolucionó como tal, excepto su transformación en rueda permitiendo el desplazamiento con la carga.

Utilidad
Permite suprimir (más bien minimizar) la fricción que existe entre un objeto y la superficie sobre la que se mueve, al convertir el desplazamiento por deslizamiento en desplazamiento por rodadura.
La principal diferencia entre el rodillo y la rueda es que esta se desplaza con el objeto que se mueve (va unida a él gracias al eje y el soporte), mientras que el rodillo no (permanece fijo en el espacio o se traslada a diferente velocidad que el objeto)
Aunque hay muchos tipos de rodillos y con muchas aplicaciones (máquinas de escribir, apisonadoras, proyectores de cine...), se puede decir que las principales utilidades del rodillo se centran en:
§ Cojinetes. Sustituyendo a las bolas en caso de que la fuerza ejercida entre las pistas exterior e interior fuese muy elevada. Estos mecanismos son de gran utilidad para reducir la fricción que aparece entre la rueda y el eje (o entre el eje y la armadura en el caso de que aquel gire solidario con la rueda), pues convierte un giro con deslizamiento en uno con rodadura. Prácticamente todos los mecanismos dotados de movimiento giratorio incluyen un cojinete.

§ Movimiento de cargas. Aunque tiene la ventaja de facilitar el movimiento de grandes cargas al introducir un elemento que produce rodadura entre la carga y el suelo; tiene el inconveniente de que, a medida que la carga se desplaza, los rodillos se van quedando atrás, por lo que se hace necesario introducirlos de nuevo por el frente.

§ Pasillo rodante. Es una superficie formada por rodillos sobre los que se desliza la carga sin apenas fricción. Es empleado en grandes almacenes, centros de distribución de cargas, cajas de los centros comerciales, cintas transportadoras...

§ Conformado de materiales (laminación). Empleado tanto en repostería (rodillo de amasar) como en las grandes acerías (tren de laminación), permite reducir el espesor de un material dándole la forma adecuada con una combinación de presión y giro.



TREN DE RODADURA
Utilidad
La utilidad del tren de rodadura aparece cuando queremos arrastrar o empujar objetos reduciendo su rozamiento con el suelo (u otra superficie sobre la que se mueva). Su utilidad se centra en mantener la rueda solidaria con el objeto a la vez que reduce la fricción entre este y el suelo.

Se emplea en todos los medios de locomoción terrestre: bicicletas, carros, automóviles, patinetes...

Conversión de movimiento lineal en giratorio
También podría dársele la utilidad de convertir un movimiento lineal en uno giratorio. De hecho, cuando un automóvil no arranca y lo empujamos por una rampa se produce la secuencia siguiente: el coche se mueve linealmente, las ruedas giran y transmiten al eje un movimiento giratorio que pasa al motor a través del cambio de marchas, permitiendo que este arranque. Esta conversión también la podemos observar en los coches de juguete dotados de volante de inercia: para que se muevan solos es necesario hacer que gire el volante de inercia moviéndolos previamente sobre el suelo.
Descripción
La rueda empleada en el transporte necesita, al menos, dos elementos más para poder funcionar: una armadura y un eje.
A esto suele añadirse, al menos: un cojinete para reducir el rozamiento de la rueda con el eje (o el del eje con la armadura, como en el caso de la carretilla). En los automóviles y otros medios de locomoción más desarrollados lo normal es que también incluya un sistema de suspensión (colocado entre la armadura y el soporte y cuya misión es evitar que las imperfecciones del suelo se transmitan a la carga), uno de frenada y otro de dirección.
Todo esto junto es lo que constituye el denominado tren de rodadura, que cada día se completa con nuevos elementos más perfeccionados (suspensión hidráulica inteligente, frenos de disco autoventilados, ruedas de perfil bajo, dirección asistida de dureza variable, regulación de altura...)

Un poco de historia
§ Se supone que la primera aplicación de la rueda al transporte se llevó a cabo hacia el 3200 a. de C. en Sumeria y sur de Mesopotamia por transición de la narria (cajón o escalera que se arrastraba sobre rodillos en las zonas planas transportando pesos) a la carreta; al afianzarse bajo aquella los rodillos de tal manera que pudieran girar sin deslizarse. En un principio es probable que el eje estuviera solidario con la rueda y se mantuviera en su lugar mediante tirantes de cuero. Después se aumentó el diámetro del rodillo, se seccionó y redujo su longitud apareciendo la rueda.
§ También se supone que las primeras ruedas se construyeron de piedra (hacia el 3200 a. de C.), pasando después a emplear la madera con travesaño central y rodeadas en su perímetro de una banda de cuero que después pasó a ser de cobre (288 a. de C.).
§ Hacia el 2350 los Arcadios introdujeron las ruedas de 8 radios, lo que permitió aumentar la ligereza y velocidad de los carros.
§ Hacia el 2000 a. de C. empezaron a emplearse ruedas de 6 u 8 radios de bronce encerrados en una llanta de madera.
§ Sobre el 1600 a. de C. el eje dejó de estar solidario con la rueda y pasó a asumir su función de eje robusto.
§ A continuación el sistema de la rueda permaneció invariable: se mantuvierón los radios (aunque pasaron a construirse de madera) y la rueda se rodeó de un aro de hierro -después se empleó el acero- lo que permitió aumentar su duración.
§ En 1846 Robert W. Thomson inventó la rueda de cámara de aire (tubo de goma hinchado de aire y protegido con una lona, la superficie de rodadura se protegía con una banda de cuero) que amortiguaba las imperfecciones del terreno.
§ En 1865 empezaron a emplearse ruedas de goma macizas en las bicicletas (M. Thévenon).
§ En 1888 el irlandes John Boyd Dunlop inventó el neumático (rueda provista de cámara de aire y válvula).
§ Con la aparición de los coches y otros medios de transporte de personas, el tren de rodadura se perfecciona añadiendo otros elementos como suspensiones, cojinetes, sistemas de frenos, dirección...
Características
A diferencia del rodillo, la rueda se desplaza con la carga y no suprime totalmente el rozamiento. Para evitarlo se hace imprescindible emplear cojinetes de bolas o de rodillos.

El cojinete reduce el rozamiento al convertir un movimiento por deslizamiento (como el que aparecería entre el eje y la armadura cuando aquel se mueve con la rueda) en uno por rodadura (que es el que aparece entre los dos anillos del cojinete).
En la actualidad la mayoría de las ruedas son de cámara de aire para la locomoción y macizas (de materiales plásticos y metálicas) para el transporte de grandes cargas.





POLEA
Descripción
Las poleas son ruedas que tienen el perímetro exterior diseñado especialmente para facilitar el contacto con cuerdas o correas.
En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo, cubo y garganta.
El cuerpo es el elemento que une el cubo con la garganta. En algunos tipos de poleas está formado por radios o aspas para reducir peso y facilitar la ventilación de las máquinas en las que se instalan.
El cubo es la parte central que comprende el agujero, permite aumentar el grosor de la polea para aumentar su estabilidad sobre el eje. Suele incluir un chavetero que facilita la unión de la polea con el eje o árbol (para que ambos giren solidarios).
La garganta (o canal ) es la parte que entra en contacto con la cuerda o la correa y está especialmente diseñada para conseguir el mayor agarre posible. La parte más profunda recibe el nombre de llanta. Puede adoptar distintas formas (plana, semicircular, triangular...) pero la más empleada hoy día es la trapezoidal.
Las poleas empleadas para tracción y elevación de cargas tienen el perímetro acanalado en forma de semicírculo (para alojar cuerdas), mientras que las empleadas para la transmisión de movimientos entre ejes suelen tenerlo trapezoidal o plano (en automoción también se emplean correas estriadas y dentadas)

Básicamente la polea se utiliza para dos fines: cambiar la dirección de una fuerza mediante cuerdas o transmitir un movimiento giratorio de un eje a otro mediante correas.
Utilidad
En el primer caso tenemos una polea de cable que puede emplearse bajo la forma de polea fija, polea móvil o polipasto. Su utilidad se centra en la elevación de cargas (pastecas, grúas, ascensores...), cierre de cortinas, movimiento de puertas automáticas, etc.


En el segundo caso tenemos una polea de correa que es de mucha utilidad para acoplar motores eléctricos a otras máquinas (compresores, taladros, ventiladores, generadores eléctricos, sierras...) pues permite trasladar un movimiento giratorio de un eje a otro. Con este tipo de poleas se construyen mecanismos como el multiplicador de velocidad, la caja de velocidad y el tren de poleas.






POLEA FIJA DE CABLE

Utilidad
Esta polea se emplea para tres utilidades básicas: Transformar un movimiento lineal continuo en otro de igual tipo, pero de diferente dirección o sentido; reducir el rozamiento de las cuerdas en los cambios de dirección y obtener un movimiento giratorio a partir de uno lineal continuo. Las dos primeras son consecuencia una de la otra y la tercera es muy poco empleada.
Modificar la dirección de un movimiento lineal y reducir el rozamiento de la cuerda en los cambios de dirección
Si queremos que el movimiento de la resistencia (el objeto que queremos mover; "efecto") se realice en dirección o sentido diferente al de la potencia (fuerza que nosotros realizamos para mover el objeto; "causa") es necesario que la cuerda que une ambas fuerzas (potencia y resistencia) presente cambios de dirección en su recorrido.
Esos cambios de dirección solamente pueden conseguirse haciendo que el cable roce contra algún objeto que lo sujete; pero en esos puntos de roce se pueden producir fricciones muy elevadas que pueden llegar a deteriorar la cuerda y producir su rotura.
Una forma de reducir este rozamiento consiste en colocar poleas fijas de cable en esos puntos.
Por tanto, la polea fija de cable se emplea para reducir el rozamiento de la cuerda en los cambios de dirección y la encontramos bajo la forma de polea simple de cable en mecanismos para el accionamiento de puertas automáticas, sistemas de elevación de cristales de automóviles, ascensores, tendales, poleas de elevación de cargas... y bajo la forma de polea de gancho en los sistemas de elevación de cargas, bien aisladas o en combinación con poleas móviles formando polipastos.

Convertir movimiento lineal en giratorio
Al halar de la cuerda del aparejo se produce el giro de la polea, lo que puede aprovecharse para conseguir que también gire el propio eje sin más que conectar polea y eje entre sí. Esta utilidad es muy poco empleada en la actualidad, pero podemos encontrar una variación de ella en los sistemas de arranque de los motores fueraborda.
Descripción
La polea fija de cable es una polea simple, o una de gancho, cuyo eje no se desplaza cuando tiramos de la cuerda que la rodea.
Para su construcción necesitamos, como mínimo, un soporte, un eje, una polea de cable y una cuerda. La polea de cable puede ser fija o de gancho.

Características
En estas poleas se distinguen los siguientes elementos tecnológicos básicos:
§ Resistencia (R). Es el peso de la carga que queremos elevar o la fuerza que queremos vencer.
§ Tensión (T). Es la fuerza de reacción que aparece en el eje de la polea para evitar que la cuerda lo arranque. Tiene el mismo valor que la suma vectorial de la potencia y la resistencia.
§ Potencia (P). Es la fuerza que tenemos que realizar para vencer la resistencia. Esta fuerza coincide la que queremos vencer.
Las poleas de cable soportan una fuerza de reacción (Tensión, T) que se compensa con la suma vectorial de las fuerzas de la Potencia (P) y la Resistencia (R).
El funcionamiento de este sistema técnico se caracteriza por:
§ Potencia y resistencia tienen la misma intensidad (valor numérico), por lo que el mecanismo no tiene ganancia mecánica.
§ La cuerda soporta un esfuerzo de tracción igual al de la carga (por lo que este mecanismo necesita emplear cuerdas el doble de resistentes que las empleadas para elevar la misma carga con una polea móvil).
§ La potencia se desplaza la misma distancia que la carga (pues está unida directamente a ella a través de la cuerda), pero en diferente dirección o sentido.
De lo anterior deducimos que la ventaja de emplear este mecanismo para elevar pesos solo viene de la posibilidad de que podemos ayudarnos de nuestro propio peso corporal ejerciendo la fuerza en dirección vertical hacia abajo, en vez de hacia arriba.


POLEA MÓVIL
Utilidad
Debido a que es un mecanismo que tiene ganancia mecánica (empleando pequeñas potencias se pueden vencer resistencias mayores), se emplea para reducir el esfuerzo necesario para la elevación o el movimiento de cargas. Se suele encontrar en máquinas como gruas, montacargas, ascensores...
Normalmente se encuentra formando parte de mecanismos más complejos denominados polipastos.
La polea movil no es otra cosa que una polea de gancho conectada a una cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo y el otro (extremo movil) conectado a un mecanismo de tracción.
Estas poleas disponen de un sistema armadura-eje que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su movimiento (al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga).
Descripción
Para su construcción en el aula taller se necesitan, como mínimo, los operadores siguientes: polea, eje, armadura, gancho y cuerda. Su constitución es similar a la polea fija de gancho, diferenciándose solamente en su forma de funcionamiento.
La presentación comercial de estas poleas varía según la utilidad a la que vaya destinada. En algunas versiones se montan varias poleas sobre una misma armadura con la finalidad de aumentar el número de cuerdas y por tanto la ganancia mecánica del sistema. En otras se sustituye la armadura por una carcasa metálica que recoge a la polea en su interior, mejorando así la presentación estética y la seguridad en su manipulación.


Características
En ellas se distinguen los siguientes elementos tecnológicos básicos:
§ Resistencia (R). Es el peso de la carga que queremos elevar o la fuerza que queremos vencer.
§ Tensión (T). Es la fuerza de reacción que aparece en el punto fijo para evitar que la cuerda lo arranque. Tiene el mismo valor que la potencia.
§ Potencia (P). Es la fuerza que tenemos que realizar para vencer la resistencia. Esta fuerza es la única que nosotros tenemos que aplicar, pues la tensión es soportada por el punto de anclaje de la cuerda.
Podemos ver que la polea móvil está colgando de dos tramos de cuerda; además también vemos que la resistencia (R) tira hacia abajo, mientras que la potencia (P) y la tensión (T) lo hacen hacia arriba, por tanto, en este mecanismo la resistencia queda anulada o compensada con las fuerzas de la potencia y la tensión, cumpliéndose que su suma vectorial es nula.
El funcionamiento de este sistema técnico se caracteriza por:
§ Podemos elevar un objeto pesado (resistencia, R) ejerciendo una fuerza (potencia, P) igual a la mitad del peso de la carga (P=R/2). La otra mitad del peso (tensión) la soporta el otro extremo de la cuerda, que permanece unido a un punto fijo (T=R/2).
§ La cuerda solamente soporta un esfuerzo de tracción equivalente a la mitad de la carga (T=R/2). Por eso con este mecanismo se pueden emplear cuerdas la mitad de resistentes que en el caso de emplear una polea fija
§ La carga y la polea solamente se desplazan la mitad del recorrido (L/2 metros) que realiza el extremo libre de la cuerda (L metros).

El inconveniente de este montaje es que para elevar la carga tenemos que hacer fuerza en sentido ascendente, lo que resulta especialmente incómodo y poco efectivo. Para solucionarlo se recurre a su empleo bajo la forma de polipasto (combinación de poleas fijas con móviles).
POLIPASTO
Utilidad
Se emplea en la elevación o movimiento de cargas siempre que queramos realizar un esfuerzo menor que el que tendríamos que hacer levantando a pulso el objeto.

Descripción
Es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus extremos anclado a un punto fijo.
Los elementos técnicos del sistema son los siguientes:
La polea fija tiene por misión modificar la dirección de la fuerza (potencia) que ejercemos sobre la cuerda. El hecho de ejercer la potencia en sentido descendente facilita la elevación de cargas, pues podemos ayudarnos de nuestro propio peso.
La polea móvil tiene por misión proporcionar ganancia mecánica al sistema. Por regla general, cada polea móvil nos proporciona una ganancia igual a 2.
La cuerda (cable) transmite las fuerzas entre los diferentes elementos. Su resistencia a la tracción ha de estar en función del valor de la resistencia y de la ganancia mecánica del sistema, que a su vez depende del número de poleas móviles y de su combinación con las fijas.

En este mecanismo la ganancia mecánica y el desplazamiento de la carga van en función inversa: cuanto mayor sea la ganancia conseguida menor será el desplazamiento.
Características
La ganancia de cada sistema depende de la combinación realizada con las poleas fijas y móviles, por ejemplo, podremos obtener ganancias 2, 3 ó 4 según empleemos una polea fija y una móvil, dos fijas y una móvil o una fija y dos móviles respectivamente.


Este sistema tiene el inconveniente de que la distancia a la que puede elevarse un objeto depende de la distancia entre poleas (normalmente entre entre las dos primeras poleas, la fija y la primera móvil). Para solucionarlo se recurre a mecanismos en los que varias poleas fijas y móviles acoplados respectivamente en ejes comunes, son recorridos por la misma cuerda.



















SISTEMA POLEA -CORREA
Transmite un movimiento giratorio de un eje a otro, pudiendo modificar sus características de velocidad y sentido. Normalmente los ejes tienen que ser paralelos, pero el sistema también puede emplearse con ejes que se cruzan a 90º

Descripción
El sistema se compone, básicamente, de dos ejes (conductor y conducido), dos poleas (conductora y conducida) y una correa; a los que se les puede añadir otros operadores como poleas locas o tensores cuya finalidad es mejorar el comportamiento del sistema.
La finalidad de cada operador es la siguiente:
§ El Eje conductor es el eje motriz, el que dispone del movimiento que tenemos que transmitir al otro eje.
§ El Eje conducido es el eje que tenemos que mover.
§ Polea conductora es la que está unida al eje conductor.
§ Polea conducida es la que está unida al eje conducido.
§ La Correa es un aro flexible que abraza ambas poleas y transmite el movimiento de una a otra.
Puede resultar interesante observar que los dos tramos de la correa no se encuentran soportando el mismo esfuerzo de tensión: uno de ellos se encuentra bombeado (flojo) mientras que el otro está totalmente tenso dependiendo del sentido de giro de la polea conductora (en la figura anterior el tramo superior estaría flojo mientras el inferior estaría tenso).

Características
Este sistema de transmisión de movimientos tiene muchas ventajas: mucha fiabilidad, bajo coste, funcionamiento silencioso, no precisa lubricación, tiene una cierta elasticidad... Por estas razones es tan usado en aparatos electrodomésticos (neveras, lavadoras, lavavajillas...), electrónicos (aparatos de vídeo y audio, disqueteras...) y en algunos mecanismos de los motores térmicos (ventilador, distribución, alternador, bomba de agua...).
Su principal desventaja consiste en que cuando la tensión es muy alta la correa puede llegar a salirse de la polea, lo que en algunos casos puede llegar a provocar alguna avería más seria.

Relación De Velocidades
D1 x N1 = D2 x N2La transmisión de movimientos entre los dos ejes está en función de los diámetros de las dos poleas, cumpliéndose en todo momento:



Definiendo la relación de velocidades como:









Donde:
D1 Diámetro Polea conductora
D2 Diámetro Polea conducida.
N1 Velocidad de giro Polea conductora
N2 Velocidad de giro Polea conducida

Aumento de la velocidad de giro.
Si la Polea conductora tiene mayor diámetro que la conducida, la velocidad de giro aumenta.


Disminución de la velocidad de giro
Si la Polea conductora es menor que la conducida, la velocidad de giro del eje conducido será mayor que la del eje conductor.


Mantenimiento de la velocidad de giro
Si ambas poleas tienen igual diámetro, la velocidad de giro de los dos ejes es idéntica.


Inversión del sentido de giro
Empleando poleas y correas también es posible invertir el sentido de giro de los dos ejes sin más que cruzar las correas.
Con una adecuada relación de diámetros se podrá también aumentar (D1 > D2), disminuir (D1 < D2) o mantener (D1 = D2) la velocidad de giro del eje conducido.

Multiplicadores De Velocidad
La mejor forma de conseguir que una máquina disponga de cierta variedad de velocidades empleando el sistema polea-correa consiste en el empleo de poleas múltiples colocadas según se muestra en la figura. Para un correcto funcionamiento del sistema es necesario disponer de un sistema que permita modificar la tensión de la correa para facilitar el emparejamiento de las poleas.
Este sistema es muy empleado en taladros sensitivos.

Tren De Poleas
Para conseguir una gran reducción o aumento de la velocidad de giro sin tener que recurrir a diámetros excesivamente grandes o pequeños, se puede hacer uso de poleas dobles con diámetros diferentes (Da y Db) montadas sobre un mismo eje.
Una de las poleas hace de conducida de la anterior mientras que la otra hace de conductora de la siguiente. Según cual se elija como conductora o como conducida tendremos un reductor o un amplificador de velocidad.
En este caso se cumple que el eje conductor gira a la velocidad V1, y por cada grupo que montemos se producirá una reducción de velocidad que estará en la misma proporción que los diámetros de las poleas (Db/Da), cumpliéndose que:
V2 = V1 x (Db/Da)
V3 = V2 x (Db/Da)
V4 = V3 x (Db/Da)
V4 = V1 x (Db/Da) x (Db/Da) x (Db/Da)

Por tanto, en este caso tendremos que:
V4 = V1 x (Db/Da)3Luego:

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