FRENOS Y EMBRAGUES IV. FRICCIÓN 3

A BASE DE FRICCIÓN

3.- Frenos y embragues a base de platos.-

                2.- Neumáticos

El artículo anterior trató sobre frenos y embragues a base de fricción que emplean electricidad para su activación y/o su desactivación, y que están formados por platos y discos. En este artículo veremos frenos y embragues de platos, activados y desactivados mediante aire a presión.

2.- NEUMÁTICOS

El aire comprimido es un medio efectivo para controlar frenos y embragues; comparado con la energía eléctrica, ofrece mejor control sobre el par de frenado y una mayor vida útil para las superficies de fricción y los demás componentes del freno o del embrague; y, aunque requiere una mayor inversión inicial, por lo general resultan más económicos a lo largo de la vida útil de la máquina, sobre todo si se cuenta con el compresor de aire para otras funciones de la planta.

Si un freno o embrague es activado mediante presión de aire, normalmente será desactivado mediante resortes y viceversa. El aire comprimido puede desplazar los platos a través de cámaras, diafragmas o pistones; permite un diseño compacto, fácil de adaptar a diferentes formas de transmisión, a la integración de conjuntos  freno-embrague, al empleo de discos múltiples y a la incorporación de sistemas de enfriamiento mediante circulación de agua.

El par dinámico que transmite un freno o embrague neumático en muchos casos varía en forma lineal respecto a la presión aplicada, desde cero hasta el par máximo. Hay modelos que no siguen esta relación lineal, sin embargo la relación sigue siendo directa, es decir que a mayor presión será mayor el par  transmitido. Es evidente que, conociendo esta relación, podemos controlar el tiempo de aceleración o frenado en base a la precisión del aire. Para calcular el tiempo de frenado se puede suponer un par constante acorde a la presión del aire que se suministra.

Sin embargo, si se desea mayor precisión, también debe tenerse en cuenta que hay un periodo de transición desde el momento en que se genera la señal de paro o arranque hasta que el sistema alcanza el par definitivo. Dependiendo de la precisión requerida, se puede suponer que la presión se incrementa en forma lineal y que la relación entre el par y la presión también es lineal, lo que significa que el par incrementa en forma lineal de cero hasta la presión de trabajo y que, por lo tanto, el par promedio aplicado durante este periodo será la mitad del par de trabajo. Si la aplicación requiere mayor precisión, será necesario conocer la curva de formación y la de decaimiento de la presión para el embrague o freno en cuestión, información que si no se encuentra en la documentación técnica disponible, debe solicitarse al fabricante del componente que se está seleccionando.

En instalaciones en que el freno y el embrague están separados, es posible que al acelerar o frenar, haya un periodo  en que tanto el freno como el embrague estén activados simultáneamente. Esto puede eliminarse si se tiene un conjunto freno-embrague activado con un pistón de doble efecto, que garantiza que en cualquier momento solo pueda estar activado el freno o el embrague, pero nunca ambos simultáneamente.

APLICACIONES DE DESLIZAMIENTO CONTINUO.
En el artículo anterior se analiza la acumulación y disipación de calor en aplicaciones cíclicas. Veamos ahora el caso de aplicaciones de deslizamiento continuo. Cuando se trata de frenos en los que la velocidad de deslizamiento es igual a la velocidad de giro, el calor se genera y debe disiparse a razón de.

C: Calor generado [W]

T: Par [Nm]

w: velocidad angular [s^-1]

N: velocidad de giro [rpm]

En aplicaciones de control de tensión para productos en movimiento lineal controladas mediante freno en el desenrollado, el calor generado es:

C: Calor generado [W]

F: Fuerza o tensión [N]

V: velocidad lineal [m/s]

Por ejemplo, si queremos desenrollar alambre a una tensión de 500 N en un carrete de 300 mm de diámetro a 800 rpm (velocidad lineal: 12.567 m/s).

o

, que es el mismo resultado

Cuando se trata de embragues, se debe sustituir la velocidad de giro por la de deslizamiento, que es la diferencia entre la velocidad del lado motriz y la del lado conducido.

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Frenos y embragues de fricción a base de tambor