Características y generalidades de transmisiones por cadena
Dentro de las transmisiones mecánicas con enlace flexible entre el elemento motriz y la máquina movida se encuentra la transmisión por cadena como una de las más utilizadas para trasmitir potencia mecánica de forma eficiente, con sincronismo de velocidad angular entre los elementos vinculados y cuando existe demanda de grandes cargas en los accionamientos.
La transmisión por cadena está compuesta de una rueda dentada motriz, una o varias ruedas dentadas conducidas y un tramo de cadena unido por ambos extremos que engrana sobre las ruedas dentadas. La flexibilidad de la transmisión es garantizada con la cadena, la cual consta de eslabones unidos por pasadores, que permiten asegurar la necesaria flexibilidad de la cadena durante el engrane con las ruedas dentadas. En el caso más simple, la transmisión por cadena consta de una cadena y dos ruedas dentadas, denominadas ruedas de estrella, ruedas dentadas o sprockets, una de las cuales es conductora y la otra conducida.
Dichas transmisiones se emplean cuando las distancias entre los ejes son considerables (hasta 4 m). Este diseño de transmisión proporciona flexibilidad mientras permite que la cadena transmita fuerzas de tracción considerables.
Adicionalmente a las transmisiones por cadenas se le incorporan cubiertas protectoras (guarderas). En casos de transmisiones que trabajan muy cargadas y a elevadas velocidades se emplean carcasas donde la cadena es lubricada por inmersión o con surtidores de aceite a presión aplicados en las zonas de inicio del engrane entre la cadena y las ruedas dentadas.
En el caso de guarderas o carcasas, la envoltura no debe dificultar la regulación del tensado de la cadena para compensar el estirado de ella, producto del desgaste de sus eslabones y articulaciones. Generalmente, en las transmisiones por cadenas una de las ruedas es desplazable para garantizar el tensado adecuado de la cadena, de no ser así, se introducen dispositivos reguladores de la requerida tensión de la cadena. Habitualmente, con auxilio de dispositivos reguladores se puede compensar el alargamiento de la cadena hasta la longitud de dos eslabones, después de esto es conveniente quitar dos eslabones de la cadena y situar el dispositivo regulador en posición inicial.
Las transmisiones por cadenas tienen gran utilidad en las máquinas de transporte (bicicletas, motocicletas y automóviles), en máquinas agrícolas, transportadoras y equipos industriales en general. Algunas de las ventajas que presentan las transmisiones por cadenas al ser comparadas con otras transmisiones de enlace flexible, como las transmisiones por correas y poleas, son:
- Dimensiones exteriores son menores.
- Ausencia de deslizamiento.
- Alto rendimiento.
- Pequeña magnitud de carga sobre los árboles.
- Posibilidad de cambiar con facilidad su elemento flexible (cadena)
En cambio, a las transmisiones por cadenas se les reconoce como inconvenientes que:
- Pueden ser un poco ruidosas.
- Requieren de una lubricación adecuada.
- Presentan cierta irregularidad del movimiento durante el funcionamiento de la transmisión.
- Requiere de una precisa alineación durante el montaje y un mantenimiento minucioso.
Según su aplicación, las cadenas pueden ser divididas para su estudio en tres grupos:
1. Cadenas de carga: Son empleadas para suspender, elevar y bajar cargas. Ellas son empleadas predominantemente en las máquinas elevadoras de carga. Estas trabajan con bajas velocidades (hasta 0,25 m/s) y grandes cargas. Son construidas de eslabones simples, generalmente redondos o de bridas sencillas.
2. Cadenas de tracción: Son empleadas para mover cargas en las maquinas transportadoras, trabajan con velocidades medias (hasta 2-4 m/s). En su fabricación se emplean eslabones de pasos largos, usualmente entre los 50 y 1000 mm.
3. Cadenas de transmisión de potencia: En estos accionamientos, la cadena y la rueda son usadas como engranaje flexible para trasmitir torque desde un eje de rotación a otro. Generalmente son empleados eslabones pequeños y de gran precisión en sus dimensiones, con pasos entre 4 y 63.5 mm, con el objetivo de reducir las cargas dinámicas, y con pasadores resistentes al desgaste para asegurar una conveniente duración.
El tipo de cadena más utilizado es la cadena de rodamientos, en la que el rodamiento de cada perno proporciona una baja fricción entre la cadena y las ruedas dentadas.
Fig. #1 Impulsor de cadena
Hay diferentes tipos de cadenas de rodamientos, estos son algunos:
- Cadena de rodamientos estándar, con tramo único.
- Cadena con rodamientos estándar, dos tramos (de este tipo también encontramos con tres y cuatro tramos).
- Cadena con rodamientos de la serie para trabajos pesados.
- Cadena impulsora de doble paso.
- Cadena transportadora de doble paso.
Otro tipo de cadena muy utilizado son las cadenas transportadoras, estos son algunos tipos características:
- Cadenas de serie estrecha (para aserraderos): es una cadena de compensación de eslabones fundidos que se usa sobre todo en la industria maderera para transportadores.
- Cadenas de combinación para molinos: poseen eslabones de bloque fundido y construidos con barra lateral de acero para utilizarse en transportadores de arrastre.
- Cadenas de arrastre para trabajo pesado: eslabones de compensación en bloque fundidos. Se utilizan en transportadores de ceniza y escoria.
- Cadena macho o de clavija: cadena construida con una serie de eslabones de compensación fundidos acoplados mediante pernos o remaches. Adecuado para servir a impulsores de velocidad moderada a alta, transportadores y elevadores.
- Transferencia mediante rodamientos en la parte superior: eslabones fundidos con rodamientos en la parte superior que se utilizan en varios tramos para transportar material en sentido transversal.
- Para techos: eslabones fundidos en forma de raíz se utilizan en varios tramos en transportadores de transferencia.
- Desmontable: consiste de eslabones unitiarios , cada uno provisto de un gancho abierto que se flexiona sobre la barra del extremo del eslabon adyacente. Se emplea para impulsores de velocidad baja a moderada y transportadores.
- Forjado por goteo: eslabones internos y externos acoplados mediante pernos con cabeza. Se usa en transportadores de catenaria, de pala de arrastre o rastrillo, volados y similares.
