Polea

Una polea es una rueda montada sobre un eje o árbol que permite que un cable o correa tensa que pasa por encima de la rueda se mueva y cambie de dirección, o transfiera potencia entre sí misma y un eje.

Una polea puede tener una o varias ranuras entre las bridas que rodean su circunferencia para alojar el cable o la correa. El elemento de accionamiento de un sistema de poleas puede ser una cuerda , un cable , una correa o una cadena .

La evidencia más antigua de poleas se remonta al Antiguo Egipto en la Duodécima Dinastía (1991–1802 a. C.) ^{[ 1 ]} y a Mesopotamia a principios del segundo milenio a. C., ^{[ 2 ]} y luego apareció en el Antiguo Egipto y la Antigua Grecia, donde fue descrita por el matemático griego Arquitas de Tarento .

En el Egipto romano , Herón de Alejandría (c. 10-70 d. C.) identificó la polea como una de las seis máquinas simples utilizadas para levantar pesos. ^{[ 3 ]} Las poleas se ensamblan para formar un sistema de poleas y aparejos con el fin de proporcionar ventaja mecánica para aplicar grandes fuerzas. Las poleas también se ensamblan como parte de transmisiones por correa y cadena para transmitir potencia de un eje giratorio a otro. ^{[ 4 ] [ 5 ]} Las Vidas paralelas de Plutarco narran una escena en la que Arquímedes demostró la eficacia de las poleas compuestas y del sistema de poleas y aparejos al usar una para tirar de un barco completamente cargado hacia él como si se deslizara por el agua. ^{[ 6 ]}

Un bloque es un conjunto de poleas (ruedas) ensambladas de manera que cada polea gira independientemente de las demás. Dos bloques con una cuerda unida a uno de ellos y pasada a través de los dos conjuntos de poleas forman un aparejo de poleas. ^{[ 8 ] [ 9 ]}

Un sistema de poleas se ensambla de manera que un bloque se fija al punto de montaje fijo y el otro a la carga móvil. La ventaja mecánica ideal del sistema es igual al número de secciones de la cuerda que soportan el bloque móvil.

En el diagrama de la derecha, la ventaja mecánica ideal de cada uno de los conjuntos de poleas ^{[ 7 ]} mostrados es la siguiente:

• Equipo de ataque con pistola: 2
• Ataque de grátil: 3
• Doble placaje: 4
• Equipo de ginecología: 5
• Compra triple: 6

Un sistema de poleas y cuerdas —es decir, un aparejo— se caracteriza por el uso de una sola cuerda continua para transmitir una fuerza de tensión alrededor de una o más poleas para levantar o mover una carga; la cuerda puede ser un cable ligero o uno resistente. Este sistema se incluye en la lista de máquinas simples identificadas por los científicos del Renacimiento. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

Si el sistema de cuerda y polea no disipa ni almacena energía, entonces su ventaja mecánica es el número de partes de la cuerda que actúan sobre la carga. Esto se puede demostrar de la siguiente manera.

Consideremos el conjunto de poleas que forman el bloque móvil y las partes de la cuerda que lo sostienen. Si hay p partes de la cuerda que soportan la carga W, entonces un equilibrio de fuerzas sobre el bloque móvil muestra que la tensión en cada una de las partes de la cuerda debe ser W/p. Esto significa que la fuerza de entrada aplicada a la cuerda es T = W/p. Por lo tanto, el sistema de poleas reduce la fuerza de entrada en el factor p. ^{[ 12 ]}

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  Un aparejo de cañón tiene una sola polea tanto en los bloques fijos como en los móviles con dos partes de cuerda que soportan la carga W.
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  La separación de las poleas en el aparejo del cañón muestra el equilibrio de fuerzas que resulta en una tensión de cuerda de W/2 .

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  Un aparejo doble tiene poleas dobles tanto en los bloques fijos como en los móviles con cuatro partes de cuerda que soportan la carga W.
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  La separación de las poleas en el aparejo doble muestra el equilibrio de fuerzas que resulta en una tensión de cuerda de W/4 .

Un sistema de correa y poleas se caracteriza por tener dos o más poleas conectadas a una correa . Esto permite transmitir potencia mecánica , par motor y velocidad entre ejes. Si las poleas tienen diámetros diferentes, se obtiene una ventaja mecánica.

Una transmisión por correa es análoga a una transmisión por cadena ; sin embargo, una polea puede ser lisa (carece de elementos de enclavamiento discretos como los que se encuentran en una rueda dentada, un engranaje recto o una correa de distribución), de modo que la ventaja mecánica viene dada aproximadamente solo por la relación del diámetro primitivo de las poleas, y no está fijada exactamente por la relación de los dientes como en los engranajes y las ruedas dentadas.

En el caso de una polea de tambor, sin ranura ni bridas, la polea suele ser ligeramente convexa para mantener la correa plana centrada. Se la conoce como polea abombada . Antiguamente muy utilizada en ejes de transmisión de fábricas , este tipo de polea todavía se encuentra accionando el cepillo giratorio en aspiradoras verticales , lijadoras de banda y sierras de cinta . ^{[ 15 ]} Los tractores agrícolas construidos hasta principios de la década de 1950 generalmente tenían una polea de correa para una correa plana (que es de donde proviene el nombre de la revista Belt Pulley ). Ha sido reemplazada por otros mecanismos con mayor flexibilidad en los métodos de uso, como la toma de fuerza y ​​la hidráulica .

Así como los diámetros de los engranajes (y, por consiguiente, su número de dientes) determinan la relación de transmisión y, por lo tanto, los aumentos o reducciones de velocidad y la ventaja mecánica que pueden proporcionar, los diámetros de las poleas determinan esos mismos factores. Las poleas cónicas y las poleas escalonadas (que funcionan según el mismo principio, aunque los nombres suelen aplicarse a las versiones de correa plana y de correa trapezoidal , respectivamente) son una forma de proporcionar múltiples relaciones de transmisión en un sistema de correa y polea que se pueden cambiar según sea necesario, al igual que una transmisión proporciona esta función con un tren de engranajes que se puede cambiar. Las poleas escalonadas de correa trapezoidal son la forma más común en que las taladradoras proporcionan un rango de velocidades de husillo.

En las correas y poleas, la fricción es uno de los factores más importantes. Algunos usos de correas y poleas implican ángulos particulares (lo que provoca un mal seguimiento de la correa y posiblemente su deslizamiento fuera de la polea) o entornos de baja tensión de la correa, causando un deslizamiento innecesario y, por lo tanto, un mayor desgaste de la misma. Para solucionar esto, a veces se aplica un revestimiento a las poleas. El revestimiento es el término utilizado para describir un recubrimiento, cubierta o superficie de desgaste con diversos patrones texturizados aplicado a las carcasas de las poleas, o su aplicación. El revestimiento se utiliza a menudo para prolongar la vida útil de la carcasa al proporcionar una capa exterior reemplazable o para mejorar la fricción entre la correa y la polea. Cabe destacar que las poleas motrices a menudo se recubren con caucho (con una capa de fricción de caucho) precisamente por esta razón. ^{[ 16 ]} La aplicación de colofonia en polvo a la correa puede aumentar la fricción temporalmente, pero puede acortar la vida útil de la correa. ^{[ 17 ]}

• Bloque (navegación) – Término náutico; polea simple o múltiple 
• Polea transportadora
• Tirador de precisión : Elemento utilizado en el aparejo de los veleros. 
• Polea diferencial – Polipasto mecánico autoequilibrado 
• Polipasto – Dispositivo utilizado para levantar o bajar una carga. 

• Contenido multimedia relacionado con poleas en Wikimedia Commons
• Definición de gavilla en el diccionario Wikcionario