Las poleas representan máquinas simples que se utilizan para muchas operaciones. Los sistemas de poleas están hechos de dos ruedas de polea en un eje con una correa que las une. Una polea es la polea impulsora y la otra es la polea impulsada. Las poleas pueden cambiar la velocidad, proporcionar torque y alterar la dirección de rotación. Cambiar la velocidad con poleas implica cambiar el diámetro de una rueda de polea.
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Los sistemas de poleas implican dos ruedas de polea en un eje unidas por una correa. Estas ruedas son poleas motrices y motrices. Al cambiar el diámetro de las poleas, se puede cambiar la velocidad. Una polea más pequeña girando una polea más grande da como resultado que la más grande se mueva más lentamente pero con más potencia del eje.
Relación de velocidad, velocidad de salida y par
En un sistema de dos poleas con ruedas de diferentes tamaños, se puede calcular la diferencia de velocidad entre las dos ruedas de polea. La relación de velocidad se calcula utilizando el diámetro de la polea conducida dividido por el diámetro de la polea impulsora. Por ejemplo, con una polea conducida de 150 mm y una polea impulsora de 50 mm, la relación de velocidad es 3. Encontrar la velocidad de salida implica tomar la velocidad de entrada y dividirla por la relación de velocidades. Básicamente, la velocidad de la polea de salida se convierte en la velocidad de entrada para la siguiente etapa, y puede encontrar la transmisión de múltiples poleas. Si la velocidad de entrada es de 75 rpm, la velocidad de salida es igual a 75 rpm dividida entre 3 o 25 rpm. A su vez, se puede encontrar el par de salida de la polea motriz a la polea conducida multiplicando el par de entrada por la relación de velocidad.
Poleas y velocidad
Dos poleas conectadas por una correa del mismo tamaño girarán a la misma velocidad bajo la misma potencia del eje. Una polea más pequeña girando una polea más grande da como resultado que la más grande se mueva más lentamente pero con más potencia del eje. Un ejemplo sería un camión en marcha baja, con su motor girando rápidamente pero sus ruedas girando lentamente, pero tiene una potencia significativa a velocidad reducida. Alternativamente, una polea más grande girando una polea más pequeña da como resultado que la más pequeña gire más rápido pero con menos potencia del eje. Por ejemplo, un camión en marcha alta tendría un motor que gira más lentamente pero ruedas que giran más rápido, lo que da como resultado una mayor velocidad del camión. Los embragues proporcionan control sobre la carga y la velocidad.
Ejemplos de poleas del mundo real
Las poleas se utilizan en las correas de transmisión de varias máquinas. Los cinturones en sí pueden estar hechos de material sintético. Las poleas y correas no requieren lubricación, aunque la correa puede desgastarse o deslizarse. En una máquina de nieve, un embrague se compone de dos poleas conectadas por una correa ancha que es muy fuerte y flexible. Cuando la máquina de nieve encuentra una carga o resistencia, el motor se ralentiza y la polea motriz desacelera y se separa. Luego, los resortes del embrague impulsado se juntan. Esto da como resultado una velocidad de pista reducida pero más potencia para la máquina de nieve.
Para ajustar la velocidad del ventilador, se puede utilizar una polea ajustable. Las poleas ajustables tienen dos secciones cónicas conectadas con una mitad girada sobre la otra. Cuando se giran entre sí, su correa se fuerza fuera de la polea y aumenta la velocidad del ventilador. Por el contrario, disminuir la velocidad del ventilador implicaría girar las mitades de la polea y acortar la distancia para que la correa se desplace a su alrededor. Esencialmente, el diámetro de la polea se cambia para reducir la velocidad del ventilador y, por lo tanto, el flujo de aire.
Los automóviles a menudo emplean una correa síncrona para el sistema de conducción de sincronización del motor. A medida que aumenta la velocidad de la polea motriz, también lo hace la frecuencia de vibración de la correa. Asimismo, al reducir la velocidad de la polea motriz, la vibración de la correa disminuye. La reducción de la vibración mejora la estabilidad de la transmisión.
Las cintas transportadoras utilizadas en el transporte de materiales, como la minería, dependen de un sistema de poleas. Para que los transportadores funcionen de manera segura y eficiente, se debe controlar su velocidad. Para hacer esto, se debe mantener la tensión de la correa, de modo que la correa no se combe y cree fricción. Las fuerzas motrices ejercidas sobre las poleas motrices deben controlarse para evitar que la correa se deslice. El transportador puede desacelerar después de un pico de fuerza motriz en la polea motriz. Este control evita el derrame de material del transportador.
Hacer una polea simple
La demostración de una polea simple se puede hacer en el hogar con una banda de goma y carretes de hilo. La banda de goma representa la correa de transmisión y los carretes representan las poleas. Al utilizar diferentes tamaños de carretes, se puede demostrar el número de vueltas que necesita el carrete impulsado para girar el carrete impulsor. Los carretes demuestran la diferencia de velocidad de las poleas.