5.2 CATARINAS Y CADENAS
Catarinas:
Se refiere a un engrane de dientes en V es utilizado en maquinaria como: máquinas
de tortillerías, cortadoras, troqueladoras, etcétera. También es usado en mecánica
de motocicletas para la transferencia de poder.
Fabricadas con acero 1045, acero inoxidable, acero comercial y acetal. Así mismo
hay medidas que van de paso 25 hasta 240 en modelo sencillo, doble, triple, y con
mamelón tipo A, B, C.
El número nominal de una Catarina es el mismo número nominal que el de la cadena
correspondiente. Los rollos de cadena se colocan deslizando la misma sobre la
Catarina, por lo tanto, deben estar suficientemente apretadas para su resistencia en
un uso constante.
Proceso para la selección de una Catarina:
• Determinar el tipo de carga a transmitir.
• Seleccionar el factor de servicio.
• Calcular el diseño de HP.
• Seleccionar el paso de cadena.
• Determinar el número de dientes de la catarina más pequeña.
• Determinar el número de dientes del sprocket más grande.
• Determinar la distancia de centros y Calcular el largo de la cadena.
Tipos de catarinas:
Tipo A: Catarina plana sin extensión de mamelón en ambos lados, sus puntas no
están endurecidas, utilizan el acero de carbón, son usadas para propósitos
generales
Tipo B: Catarina con extensión de mamelón en uno de los lados, hechas de acero
carbonizado, son usadas generalmente para estructuras de maquinaria.
Tipo C: Catarina con extensión de mamelón en ambos lados, Sus características
son iguales al de tipo B
.
Beneficios:
Durabilidad y Resistencia: Fabricadas con materiales de alta calidad como acero
inoxidable y aleaciones especiales, las catarinas industriales están diseñadas para
soportar altos niveles de estrés y desgaste, asegurando una larga vida útil.
Eficiencia Operativa: Al optimizar la transmisión de fuerza, estas ruedas dentadas
mejoran la eficiencia de los equipos, reduciendo el consumo de energía y
minimizando el desgaste de otros componentes.
Versatilidad: Disponibles en una amplia gama de tamaños y configuraciones, las
catarinas industriales se pueden adaptar a una variedad de aplicaciones, desde
líneas de producción automatizadas hasta maquinaria de construcción.
Aplicaciones:
Las catarinas industriales son utilizadas en diferentes sectores industriales como:
Automotriz: En la fabricación de vehículos, donde la precisión y la durabilidad son
cruciales.
Agrícola: En maquinaria agrícola que requiere componentes resistentes y fiables
para operaciones en condiciones difíciles.
Minería: Equipos de minería que operan en entornos exigentes, donde la fiabilidad
de los componentes es esencial para la seguridad y la eficiencia.
La tecnología en el diseño y fabricación de catarinas industriales ha avanzado
significativamente en los últimos años. Innovaciones como el tratamiento térmico, el
recubrimiento especial y el uso de materiales compuestos han mejorado aún más
la durabilidad y el rendimiento de estas piezas. Además, la personalización y la
ingeniería de precisión permiten a los fabricantes ofrecer soluciones específicas
adaptadas a las necesidades de cada cliente.
Cadenas:
Órgano de transmisión constituido por elementos rígidos unidos en serie, de manera
que formen mallas o eslabones que tengan la posibilidad de girar en torno a un eje
común. Se emplea para transmitir el movimiento entre dos ejes paralelos que giran
en el mismo sentido.
Piezas:
Placa interior y exterior:
La placa es un componente que soporta la tensión que se ejerce en la cadena. Están
sometidas a cargas de fatiga y acompañado a veces por fuerzas de choque, la placa
debe soportar condiciones ambientales, las que podrían provocar, por ejemplo,
corrosión, abrasión, etc.
Pasador:
El pasador está conforme a las fuerzas que se ejercen sobre ella y de flexiones
transmitidas por la placa. Este a su vez actúa junto al casquillo como arco de
contacto de los dientes del piñón, cuando las flexiones de la cadena se ejercen
durante el contacto con el piñón, deben soportar toda la fuerza de transmisión,
resistencia a la flexión, y también deben tener suficiente resistencia contra fuerzas
de choque.
Casquillo:
El casquillo es de estructura sólida y se rectifican si son curvados, con el resultado
que dan una base cilíndrica perfecta para el rodillo. Esta característica maximiza la
duración del rodillo en condiciones de alta velocidad y da una seguridad más
consistente de la placa interior sobre el casquillo.
Rodillo:
El rodillo está sometido a la carga de impacto cuando está en contacto con los
dientes del piñón con la cadena. La superficie interna del rodillo constituye una pieza
del cojinete junto con la superficie externa del buje cuando el rodillo rota en el carril.
Debe ser resistente al desgaste y todavía tener fuerza contra choque, fatiga, y la
compresión.
Ventajas y desventajas
Ventajas:

El sistema de transmisión por cadena, tiene la capacidad de trasmitir potencia
a una considerable distancia entre ejes, esta condición se logra dado que las
cadenas pueden tener longitudes variables, es decir su longitud puede varias
mediante la adición o eliminación de eslabones.

Con los sistemas de trasmisión por cadenas se pueden obtener rendimientos
elevados del orden del 98%, dado que se excluyen problemas de
deslizamiento entre los componentes del sistema.

Con el sistema de trasmisión por cadenas se puede trasmitir rotación a varios
árboles o ejes con una misma cadena. Cuando se requieren trasmitir
potencia elevadas simplemente bastará con emplear múltiples hileras.
Desventajas:

Un elevado costo de sus componentes más cuando se requieren materiales
o tratamientos especiales.

Se requieren montajes precisos con el objetivo de evitar que alguna de las
caras de la cadena se someta a cargas superiores y falle por fatiga
anticipadamente, es decir se afecte la vida útil de los componentes.

Se requieren prácticas de mantenimiento minuciosos y procesos de
lubricación.
Materiales:
Para los ambientes corrosivos y de altas humedades, se suelen construir en
materiales con aleaciones de níquel y zinc para evitar la corrosión de los
componentes de la cadena:

Para los casos donde la cadena está en contacto permanente con agua se
emplean cadenas en acero inoxidable.

Cuando la aplicación especifica excluye el uso de lubricantes, se emplean
eslabones sintéticos o rodillos construidos en polímeros, los cuales evitan el
desgaste de las piezas y se evita el uso de lubricantes que podrían
contaminar un determinado proceso.
Instalación:

Montar sólidamente las catarinas sobre los ejes, emplear chavetas y
prisioneros para tal fin.

Ubicar las catarinas lo más cerca posible de los cojinetes o rodamientos.

Alinear con sumo cuidado las catarinas.

Prever, la variación de la distancia entre centros, para facilitar las prácticas
de mantenimiento y ajuste de la tensión.

No colocar una cadena nueva sobre catarinas usadas o viceversa, esta
práctica deteriora e incrementa el desgaste prematuro en los elementos
nuevos.
Mantenimiento:

Con frecuencia se debe retirar la cadena, se debe lavar con un disolvente
para retirar todos los rastros de lubricante y luego se debe sumergir en un
lubricante de alta viscosidad o grasa caliente para que penetre en todos los
pines, bujes y rodillas.

Observar periódicamente el estado de los componentes, identificar
desgastes prematuros, despicados en los dientes o cualquier otra alteración
de los componentes.
Lubricación:

Por goteo: ideal para velocidades muy bajas de operación y cadenas de
ancho reducido.

Por baño: esta modalidad de lubricación es ideal para velocidades
intermedias.

Por nebulización o aspersión de lubricante por bomba: esta técnica es
ideal para altas velocidades
Clasificación:
Cadenas de rodillo:
Están formadas por eslabones de chapa de acero unidos mediante ejes que llevan
un rodillo giratorio. Esta característica constructiva hace que tengan la capacidad
de articular perfectamente durante el engranaje con las ruedas dentadas o
catarinas.
Cadenas para ingeniería:
Son empleadas en aplicaciones técnicas e incluyen aditamentos especiales para
que cumplan eficientemente con su propósito. Estas cadenas son ideales para
trabajo pesado, pueden manejar velocidades de hasta 1000 pies/min y potencias de
hasta 500 HP. Estas cadenas son empleadas en sistemas elevadores y
trasportadores.
Cadenas silenciosas:
Son empleadas para trasmisión y están construidas de perfiles, pasadores y bujes,
y se excluyen los rodillos, por lo que son también conocidas como cadenas de
mallas. Las cadenas silenciosas incluyen dientes invertidos, diseñados para
enganchar con los dientes de las ruedas tal como si fueran engranajes. Las cadenas
silenciosas se emplean en aplicaciones de alta velocidad y altas cargas, y
operaciones suaves y silenciosas. Estas cadenas se suelen emplear en plantas de
generación, bancos de pruebas de automóviles, máquinas herramientas y sistemas
de ventilación, dado que proporcionan un funcionamiento uniforme y silencioso.
Calcular la longuitud:
L=2C+(S/2)+(K/S)
DONDE:
C: Distancia dividida entre los centros de los ejes en pulgadas, multiplicado por el
paso de la cadena
S: La suma de los dientes del piñon conductor con los dientes del piñon conducido
D: El número de dientes del piñon conducido menos el número de dientes del piñon
conductor
K: Cantidad expresada en la tabla con respecto de “d”