UNIVERSIDAD DE LA COSTA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICASÁREA DE LABORATORIO DE FÍSICA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ENSAYO DE FRICCIÓN EN CORREAS

Diego José Plata Solano*, Brahiner*, Daniel**Estudiantes IV-Ingeniería Civil-Cuc

Profesor: Ing. Cristian PedrazaLaboratorio de Resistencia de Materiales Grupo: CD

Resumen

En este laboratorio, damos a conocer la experiencia realizada en el laboratorio para el ensayo de fricción en correas, donde mostramos como un mecanismo de una o más ruedas sujetas a un movimiento de rotación por medio de un correa y en virtud de la fuerza de fricción suministra una energía, la cual se ve afectada en diferentes variables dependiendo de las características del material, que produce la fuerza de fricción en este caso, las correas y del ángulo tomado para dicho ensayo. Realizamos varios ensayos con diferentes estilos de correas, con dos ángulos de inclinación distintos. Finalmente tomamos apuntes de cada una de sus tensiones para proceder a realizar la evaluación de cálculos. Palabras clavesFricción, correas, coeficiente de fricción.

Abstract

In this lab, we report the experience carried out in the laboratory for testing friction belts, where we show a mechanism for one or more wheels subject to a rotary motion by means of a leash and under the force of friction supplying a power, which is affected in different variables depending on the characteristics of the material, which causes frictional force in this case, the belts and the angle made for this test. We conducted several tests with different styles of belts, with two different tilt angles. Finally we take notes of each of their tensions to proceed with the evaluation of calculations.

KeywordsFriction, belts, friction coefficient.

1. Introducción

Dentro de este informe se encontrara información acerca de la teoría respectiva a la fricción de bandas, al desarrollo experimental de la misma y a cómo calcular las tensiones relacionadas con los dinamómetros. Cabe resaltar también que se trabajará con diferentes tipos de correas por lo que se obtendrán diferentes resultados, con el objetivo de comparar los comportamientos de los distintos

materiales sometidos a diferentes variables (ángulo y tensión).

2. Fundamentos Teóricos

2.1 Fricción.Siempre que un objeto se mueve sobre una superficie, hay una resistencia al movimiento debido a la interacción del objeto con sus alrededores. Dicha resistencia recibe el nombre de fuerza de fricción (rozamiento).

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Entonces, fricción se define como la fuerza que se opone al movimiento entre dos superficies en contacto, o la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento. [1]2.2 Clases de rozamiento.

La diferencia entre ellas radica en las condiciones del movimiento o de reposo que presentan los cuerpos en contacto

Fricción de deslizamiento: Se generan cuando los cuerpos presentan diferente velocidad en la superficie de contacto. El impulso o transmisión de movimiento se debe a la rugosidad del material.

Rozamiento de rodadura: Se presenta cuando uno de los elementos están en movimiento y el otro se encuentra en reposo, el cuerpo en reposos genera una fuerza de fricción a la rugosidad de la superficie que hace que el cuerpo en movimiento se detenga o desacelere.

Rozamiento de adherencia: La fuerza impartida es insuficiente para producir el movimiento.

2.3 Tipos de bandas.

Existen muchas tipos de bandas disponibles. En el que su eficiencia depende de la capacidad de transmitir potencia.

Bandas planas: Es el tipo más sencillo, generalmente se fabrican en cuero o lona se instalan sobre superficies planas y lisas. La fuerza impulsadora se da netamente entre la banda la superficie de la polea.

Bandas Trapezoidales: Son fabricadas en caucho, se colocan sobre poleas ancladas, lo que permite mayor fricción y por ende una

mayor trasmisión de potencia que en las bandas planas. [2]

2.4 Coeficiente de fricción.

Para bandas planas:

Para bandas trapezoidales:

2.5 Instrumentos utilizados en el laboratorio.Los materiales utilizados en este laboratorio fueron: Máquina de fricción en correas.

Correa de cuero.

Correa compuesta.

Correa de Nylon.

Correa trapezoidal

Correa trapezoidal.

2 Dinamómetro.

3. Desarrollo experimental

Para el desarrollo de la experiencia de laboratorio de "Fricción en correas", en primer lugar se realizó el reconocimiento de los materiales con los cuales se iba a realizar la experiencia: cuero, nylon, "compuesto" y una correa de polímero (banda en v).

Luego del reconocimiento de los materiales se pasó a la explicación por parte del encargado del

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laboratorio en esta experiencia: se utilizaría la Máquina De Fricción En Correas, con ella, en una polea se ubicaron las correas de diferentes materiales, sujetos a los extremos de la máquina con unas bandas especiales cada una de ellas con un dinamómetro. La máquina permitía ajustar la "altura" a la que se encontraba la polea (lo que ayudaba tensar las correas de materiales), así como el ángulo con el cual se iba a trabajar.

Los dinamómetros se ajustaban dependiendo con el valor en KG a utilizar. Se ubicaban las correas con el ángulo a trabajar, se tensaban, se regulaban los dinamómetros y con un rodillo se hacía girar la polea por unos segundos de forma constante para imprimirle tensión a la correa y tomar los datos que arrojaban los dinamómetros.

Se realizó la experiencia con ángulos de 120° y 135°, y valores de 4KG para cada material, siendo β = 19° (este valor fue encontrado por compañeros de clases pasadas, por lo cual no fue necesario una demostración para hallar su valor). El procedimiento fue el mismo para todas las correas. Luego de tomados los datos, se finalizó la experiencia.

Figura No. 1 Maquina de fricción en correas.

Figura No. 2 Experimento en ejecución.

4. Cálculos y análisis de resultados

4.1 Calculo de los coeficientes de las correas.

Procedimiento (Nylon):Para una inclinación de 120º-4KG

Para una inclinación de 135º-4KG

Procedimiento (Compuesta):Para una inclinación de 120º-4KG

Para una inclinación de 135º-4KG

Procedimiento (Cuero):Para una inclinación de 120º-4KG

Para una inclinación de 135º-4KG

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Procedimiento (Polímero):Para una inclinación de 120º-4KG

Para una inclinación de 135º-4KG

Procedimiento (Trapezoidal):Para una inclinación de 120º-4KG

Para una inclinación de 135º-4KG

Tabla No. 1 Datos de la correa de Nylon.

Tabla No. 2 Datos de la correa compuesta.

Tabla No. 3 Datos de la correa de cuero.

Tabla No. 4 Datos de la correa de polímero.

Tabla No. 4 Datos de la correa de trapezoidal.

Analizando el comportamiento de coeficiente de fricción para cada correa estudiada, podemos observar los siguientes comportamientos:

Correas Análisis de resultados

NylonEn el caso de la correa de Nylon, se encuentra que el coeficiente de fricción aumenta al aumentar el ángulo.

CompuestaPara la correa compuesta, se observa que el coeficiente de fricción disminuye al aumentar el ángulo.

CueroEl cuero, presenta una disminución en su coeficiente de fricción cuando se eleva el ángulo.

PolímeroLa banda de polímero presenta una disminución en su coeficiente de fricción cuando se

NYLON120° 135°4KG 4KG

T1 T2 T1 T2

3,2 4,8 3,0 5,00,194 0,217

COMPUESTA120° 135°4KG 4KG

T1 T2 T1 T2

2,6 5,2 2,8 5,40,331 0,279

CUERO120° 135°4KG 4KG

T1 T2 T1 T2

2,4 5,8 2,6 5,20,421 0,294

POLIMERO120° 135°4KG 4KG

T1 T2 T1 T2

2,0 6,2 1,8 6,40,540 0,538

TRAPEZOIDAL120° 135°4KG 4KG

T1 T2 T1 T2

0,6 7,4 0,4 8,20,391 0,417

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aumenta el ángulo, pero esta variación es apenas notable.

TrapezoidalLa banda de polímero presenta un aumento en su coeficiente de fricción cuando se aumenta el ángulo, siendo los cálculos realizados con una formula distinta debido a su naturaleza.

5. Conclusiones

Realizar una conclusión general, podría no ser adecuada para esta experiencia y esto se debe al comportamiento característico para cada banda estudiada. Pero se puede decir de manera general y en base a los datos promedios, qué el coeficiente de fricción disminuye cuando aumenta el ángulo. Exceptuando la banda trapezoidal y el nylon, qué presenta un comportamiento diferente al resto.

Bibliografía

[1] Concepto de Fricción. [en línea] Disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n.

[2] Ensayo de fricción en correas. ASTM D378. Disponible en: Caracterización de materiales de uso en ingeniería. Ahumada, José Luis. Capítulo 5, Página 55.