acoplamientos
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ContenidoIntroducción.................................................................................................................... 3
Definición.........................................................................................................................5
Acoplamientos Rígidos.................................................................................................9
Acoplamientos rígidos de manguito con prisionero..............................................10
Acoplamientos rígidos de platillos.........................................................................11
Acoplamientos por sujeción cónica.......................................................................11
Acoplamientos Flexibles............................................................................................12
Acoplamientos de manguitos de goma..................................................................13
Acoplamientos flexibles de Disco Flexible..............................................................14
Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales......................................................14
Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk...............................................15
Acoplamientos flexibles de Cadenas......................................................................15
Acoplamientos flexibles de Engrane......................................................................16
Acoplamientos flexibles de fuelle metálico............................................................16
Junta eslabonada de desplazamiento lateral.............................................................17
Juntas universales..................................................................................................17
Materiales y procesos de manufactura.........................................................................18
Acoplamientos rígidos...............................................................................................18
Acoplamiento Helicoidal............................................................................................21
Acoplamientos de fuelle............................................................................................23
Acoplamientos Oldham.............................................................................................24
Acoplamientos de disco.............................................................................................25
Materiales en general................................................................................................26
Collarines y Acoplamientos Rígidos:......................................................................26
Acoplamientos de Mordaza:..................................................................................26
Acoplamientos Helicoidal:.....................................................................................26
Acoplamientos Oldham:........................................................................................26
Acoplamientos de Fuelle:.......................................................................................26
Acoplamientos de Disco:........................................................................................26
Acabados de la Superficie de los Productos...............................................................27
Collarines y Acoplamientos Rígidos.......................................................................27
Acoplamientos Helicoidal......................................................................................27
Acoplamientos de Fuelle........................................................................................27
Acoplamientos de Mordaza...................................................................................27
Acoplamientos Oldham.........................................................................................27
Acoplamientos de Disco.........................................................................................27
Características técnicas..................................................................................................28
Acoplamientos flexibles ranurados de aluminio....................................................28
Acoplamientos flexibles ranurados de acetal........................................................29
Acoplamientos flexibles de muelle........................................................................29
Acoplamientos de desplazamiento lateral.............................................................30
Acoplamiento rígido...............................................................................................30
Selección........................................................................................................................31
Absorción de las desalineaciones y carga sobre los ejes............................................31
Par a transmitir..........................................................................................................32
Velocidad de rotación................................................................................................32
Bibliografía.....................................................................................................................33
Introducción
Los acoplamientos mecánicos son una parte fundamental del diseño de máquinas, y
los más simples acoplamientos no fueron ni inventados ni siquiera entendidos hasta el
siglo XIX. La Revolución industrial fue la época de oro de los acoplamientos mecánicos.
Los avances en matemáticas, ingeniería, y manufactura proveyeron tanto la necesidad
como la habilidad de crear nuevos mecanismos. Muchos mecanismos simples que
parecen obvios hoy, requirieron algunas de las más brillantes mentes de esa era para
crearlos. Leonhard Euler fue uno de los primeros matemáticos en estudiar la síntesis
de los acoplamientos, y James Watt trabajó arduamente para inventar el movimiento
en paralelo que soporta el pistón de su máquina de vapor. Pafnuti Lvóvich Chebyshov
trabajó en los diseños de los acoplamientos mecánicos por más de treinta años, los
cuales lo guío a crear sus polinomios.
Nuevas invenciones de acoplamientos mecánicos, diseñados por la necesidad, fueron
un instrumento en la maquinaría de hilados, dando poder de conversión y regulando la
velocidad. Inclusive la habilidad de un mecanismo para producir un movimiento lineal
preciso, sin una guía de referencia, tomó años en solucionarse.
Científicos, mayormente alemanes, rusos e ingleses, han investigado este dominio
sobre los últimos 200 años, así que el análisis tradicional o los problemas de síntesis
(como los de movimiento planar) han sido resueltos.
La tecnología electrónica de hoy en día ha dado cómo algo obvio muchas aplicaciones
de acoplamiento mecánico, tales como la computación mecánica, el teclear y la
maquinaria. De todos modos, los diseños modernos de acoplamiento mecánico
continúan avanzando, y los diseños que ocupaban a un ingeniero por días, hoy pueden
ser optimizados por una computadora en segundos.
Inclusive los servomotores con un control digital son comunes, y a primera vista fáciles
de usar, sin embargo algunos problemas de movimiento (especialmente para
movimientos rápidos y precisos) aún son solamente resueltos por medio de
acoplamientos mecánicos.
Actualmente, los acoplamientos mecánicos han retomado gran importancia en la
construcción de robots, donde en Japón existe también una historia de desarrollo e
investigación muy avanzada sobre acoplamiento mecánico, pudiendo desarrollar
nuevos avances en robótica con excelsa precisión.
Cada uno de los acoplamientos poseen características importantes que los hacen más
aptos para una tarea que para otra. Por otro lado, los acoplamientos son dispositivos
cuya selección para un servicio determinado, es fuertemente dependiente del
ofrecimiento en plaza de las empresas que los fabrican. En estas circunstancias no es
posible delinear una teoría general o modelo matemático general de comportamiento
ni de selección de acoplamientos y es recomendable utilizar la información que
ofrecen los fabricantes en sus prospectos comerciales.
Definición
Los acoplamientos o acoples mecánicos son elementos de una máquina que sirven
para prolongar líneas de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes, en
planos diferentes o con dirección paralela, para transmitir energía.
En modelos de acoplamientos más avanzados y modernos también cumplen con la
función de proteger su sistema y el mismo mecanismo de sujeción contra cargas y
fuerzas excesivas.
Los acoplamientos pueden tener muchas funciones, pero su propósito principal es el
de conectar los ejes de las unidades que fueron manufacturadas por separado.
Estos, sin embargo, sí permiten un cierto movimiento final o desalineación para la
flexibilidad y también proporcionan una fácil desconexión de los dos dispositivos
independientes para las reparaciones o modificaciones. Además, reducen el choque
que se transmite de un eje a otro, protegen contra las sobrecargas y pueden alterar la
cantidad de vibraciones que experimenta una unidad giratoria.
Si dos ejes se pudieran alinear perfectamente, podrían ser conectados con dos cubos
con bridas o pernos. Una vez realizado se tiene la seguridad que ninguna de las dos
máquinas se moverá sobre la cimentación y que ésta no se asentará. Es un hecho real
que siempre habrá alguna desalineación entre un eje impulsor y un eje impulsado, por
lo cual deben ocuparse “acoplamientos flexibles”. Es decir el propósito fundamental de
los acoplamientos flexibles es transmitir el par de torsión requerido desde el eje
impulsor al impulsado y compensar el desalineamiento angular, paralelo o una
combinación de ambos, con numerosas funciones complementarias como
proporcionar desplazamiento axial y así mismo restringirlo.
Tal vez los acoplamientos flexibles son las partes peor tratadas de cualquier
maquinaria, tanto por lo que respecta al tiempo de selección como al de instalación. A
través de una apropiada selección del acoplamiento y de un buen procedimiento de
alineación pueden evitarse altos costos de mantenimiento y pérdida de tiempo en la
producción.
Diferentes tipos de coples pueden absorber diversas faltas de alineación, la selección
de aquel que absorba la desalineación mayor no siempre es la mejor elección; ya que a
veces se produce una desalineación mayor por una reducción en la potencia
transmitida o una reducción en la vida útil de los acoplamientos. Los catálogos de los
fabricantes enumeran información de diseño del cual se podrá elegir el acoplamiento
más apropiado y por lo común desalineación máxima para cada uno, la desalineación
puede cambiar por varias razones: el asentamiento de la de la cimentación, el desgaste
de los cojinetes y las distorsiones provocadas por vibración y cambios en la
temperatura, etc.
Clasificación
Los acoplamientos tienen por función prolongar líneas de transmisión de ejes o
conectar tramos de diferentes ejes, estén o no alineados entre sí. Para llevar a cabo
tales funciones se disponen de diferentes tipos de acoplamientos mecánicos.
Los acoplamientos se clasifican en los siguientes tipos:
I. Acoplamientos rígidos
a. acoplamientos rígidos de manguitos (Figura a)
b. acoplamientos rígidos de platillos (Figura b)
c. acoplamientos rígidos por sujeción cónica (Figura c)
II. Acoplamientos flexibles
a. acoplamiento flexible de manguitos de goma (Figura d)
b. acoplamiento flexible de disco flexible (Figura e)
c. acoplamiento flexible de fuelle helicoidal (Figura f)
d. acoplamiento flexible de quijada de goma (Figura g)
e. acoplamiento flexible direccional de tipo Falk (Figura h)
f. acoplamiento flexible de cadenas (Figura i)
g. acoplamiento flexible de engrane (Figura j)
h. acoplamiento flexible de muelle metálico (Figura k)
III. Acoplamientos especiales o articulados
a. junta eslabonada de desplazamiento lateral (Figura l)
b. junta universal (Figura m)
Características de varios acoplamientos
Acoplamientos Rígidos
Los acoplamientos rígidos se fijan a los ejes de manera que no existe el desplazamiento
relativo entre ambos, sin embargo se puede permitir cierto desajuste o juego axial en
el montaje. Estos acoplamientos se utilizan cuando la precisión del par de torsión es de
suma importancia, es decir, cuando la precisión y la fidelidad de la transmisión del
torque es de primordial importancia como, por ejemplo, cuando la relación de fase
entre el dispositivo impulsor y el dispositivo impulsado se debe mantener con
precisión.
Por consiguiente, la maquinaria de producción impulsada por grandes ejes en línea usa
con frecuencia acoplamientos rígidos entre las secciones del eje. Los servomecanismos
que no deben presentar juego angular, también emplean acoplamientos rígidos. En
contraparte, la alineación de los ejes de los ejes acoplados se ajusta con precisión para
eliminar la introducción de grandes fuerzas y momentos laterales, cuando el
acoplamiento se sujeta en su lugar. La figura muestra algunos ejemplos de
acoplamientos rígidos comerciales.
Acoplamientos rígidos de manguito con prisionero
Estos acoplamientos cierran o ajustan por interferencia, mediante tornillos. Algunos
suelen poseer una chaveta o un prisionero común a ambos ejes, sin embargo es usual
que estos casos se empleen en transmisiones de baja potencia o bajo torque. Los que
tienen un ajuste preponderante por interferencia suelen tener los prisioneros con
extremos en forma de tazas para que se incrusten mejor en el eje.
En caso de no contar con datos de fabricante, para detalles de cálculo de interferencia
se sugiere emplear coeficientes de rozamiento de entre 0.15 y 0.20, correspondientes
a la fricción de hierro fundido.
Acoplamientos rígidos de platillos
Los platillos se ajustan fuertemente por medio de pernos y chavetas de material muy
resistente. Estos dispositivos pueden calcularse aunque no se cuente con datos del
fabricante, empleando hipótesis de esfuerzos cortante en los pernos de unión e
hipótesis de fricción en toda la superficie de contacto, sin embargo se supone como
condición de trabajo más segura emplear la hipótesis de corte puro. En estas
circunstancias se debe garantizar un maquinado muy preciso en los alojamientos de
los pernos y deben coincidir perfectamente.
Acoplamientos por sujeción cónica
Se fabrican en varios diseños, siendo el más común el acoplamiento de dos o más
piezas divididas, que se fijan alrededor de los ejes y que transmiten el torque por
fricción e interferencia. El efecto de bloqueo se logra cuando el collarín dividido de
superficie cónica es presionado entre el eje y la carcasa del acoplamiento, también de
superficie cónica.
Acoplamientos Flexibles
Estas condiciones de desalineación pueden ser axial, angular, paralela y torsional, tal
como se aprecian en la Figura.
Un eje, como un cuerpo rígido, tiene seis grados potenciales de libertad (GDL) con
respecto a un segundo eje. Sin embargo, debido a la simetría sólo cuatro de estos GDL
son de interés. Se trata de las desalineaciones axial, angular, paralela y torsional, como
se ilustra en la figura.
Pueden ocurrir individualmente o combinados, y se presentan en los ensambles
debido a las tolerancias de fabricación, o quizás ocurran durante la operación como
resultado de los movimientos relativos de los dos ejes. La transmisión final de un
automóvil tiene movimiento relativo entre los extremos del eje de transmisión. El
extremo del eje impulsor está fijo a la estructura y el extremo impulsado está sobre el
camino. La estructura y el camino están separados por la suspensión del carro, de
modo que los acoplamientos del eje de transmisión absorben las desalineaciones
angulares y axiales, conforme el auto pasa los baches. A menos que se tomen
precauciones para alinear los dos ejes adyacentes, en las máquinas puede haber
desalineación axial, angular y paralela. Las desalineaciones angulares ocurren
dinámicamente, cuando la carga impulsada intenta guiar o demorar al impulsor. Si el
acoplamiento permite cualquier tolerancia torsional, se presenta un juego cuando el
torque cambia de signo. Esto es indeseable si lo que se necesita es una fase precisa,
como en los servomecanismos. En un acoplamiento flexible sería deseable la tolerancia
a la torsión, si el impulsor se debe aislar de cargas de choque o vibraciones de torsión
grandes. Se fabrican numerosos diseños de acoplamientos con tolerancia y cada uno
ofrece una combinación de características diferentes. El diseñador generalmente
encuentra el acoplamiento comercial adecuado para cualquier aplicación. Los
acoplamientos flexibles se dividen en varias subcategorías, junto con algunas de sus
características. Las razones de torque no se muestran porque varían mucho con el
tamaño y los materiales. Se pueden manejar niveles de potencia de fracciones de
caballo a miles de caballos con acoplamientos de varios tamaños.
Acoplamientos de manguitos de goma
Estos acoplamientos poseen discos de goma embutidos entre los pernos y los
alojamientos permitiendo absorber vibraciones de diversa índole, principalmente las
torsionales. Su cálculo está fuertemente asociado a los datos que aporta el fabricante.
Acoplamientos flexibles de Disco Flexible
Las dos masas quedan conectadas por un miembro elástico de material elastómero o
bien por un resorte mecánico, permiten cierta desalineación axial, angular y paralela
pero ninguna desalineación torsional y permiten poco juego.
Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales
Aceptan la desalineación axial, angular y paralela con poco o ningún juego. Se fabrican
de un cilindro sólido con una ranura helicoidal para aumentar su flexibilidad. Son muy
versátiles aunque tienen riesgos de rotura por fatiga. Acoplamientos flexibles de
Quijadas de Goma Tienen dos masas con quijadas protuberantes, las cuales se
superponen y se conectan por medio de un inserto elastómero o algún metal blando.
El tipo de holguras con que se fabrican, permiten la desalineación axial, angular y
paralela, pero suelen conducir a juegos no deseables entre las partes.
Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk
Constan de dos platillos similares con dentado o ranurado idéntico y el enlace de los
mismos se lleva a cabo con una lámina elástica.
Acoplamientos flexibles de Cadenas
Similares a los anteriores, el acoplamiento se lleva a cabo con una cadena doble o
cuádruple de rodillos.
Acoplamientos flexibles de Engrane
Estos acoplamientos combinan dientes de engranes rectos externos y curvos con
dientes internos. Suelen permitir un deslizamiento axial sustancial y dependiendo de
las formas de los dientes, también puede tolerar cierto desplazamiento angular.
Debido a la cantidad de dientes actuando en forma conjunta pueden transmitir torque
muy elevados. Estos acoplamientos son muy empleados en hornos rotativos de
calcinación para cal y cementos, como también en las construcciones navales ya que
permite absorber las dilataciones de los ejes soportando las variaciones de
temperatura.
Acoplamientos flexibles de fuelle metálico
Estos acoplamientos se fabrican con una delgada lámina de metal soldando juntas una
serie de arandelas metálicas cóncavas formando así un tubo de fuelle. Estos
acoplamientos ofrecen una gran rigidez a la torsión pero comparativamente con otros
diseños tienen un par limitado, sin embargo garantizan un juego nulo o muy pequeño.
Junta eslabonada de desplazamiento lateral
Este tipo de acoplamiento conecta dos ejes con desalineación paralela muy grande sin
que por ello se pierda capacidad de transmisión de par torsor. Existen diversos
modelos como la junta Schmidt o la denominada junta Oldham.
Juntas universales
Este tipo de juntas permite una desalineación angular sustancial. Existen varios tipos,
la denominada junta Cardan o Hooke y que no posee velocidad constante y la junta
Rzeppa que si tiene velocidad constante. Los primeros se montan de a pares para
poder garantizar transmisión de velocidad constante cancelando el efecto de error de
velocidad.
Son de dos tipos comunes, el acoplamiento de Hooke el cual no tiene velocidad
constante (CV), y el acoplamiento de Rzeppa, que sí la tiene. Los acoplamientos de
Hooke se usan generalmente en pareja para eliminar su error en la velocidad. Ambos
tipos pueden manejar desalineaciones angulares muy grandes y, en pareja, también
proporcionan grandes desplazamientos paralelos. Éstos se emplean en ejes de
transmisión en automóviles, los acoplamientos Hooke por pares en el eje de
transmisión trasero y los Rzeppas (llamados juntas de CV) en el impulsor delantero del
automóvil. La variedad de acoplamientos disponibles exige que el diseñador busque
información más detallada sobre sus capacidades con los fabricantes, quienes siempre
están dispuestos a ayudar en la selección del tipo de acoplamiento adecuado para una
aplicación. Los fabricantes a menudo ofrecen datos de prueba sobre las capacidades
de carga y alineación de sus acoplamientos específicos.
Materiales y procesos de manufactura
Acoplamientos rígidos
Los acoplamientos rígidos se ofrecen en diseños de una y de dos piezas elaborados de
acero al carbono, acero inoxidable o aluminio y con opción de chaveteras. Una gran
cantidad de tamaños estándar están disponibles con agujero uniforme o distinto de los
dos lados desde 1/8" a 2" en la serie imperial o de 3 mm a 50 mm en la serie métrica.
Combinaciones de agujeros de medida métrica e imperial están disponibles sobre
pedido especial.
El acoplamiento rígido de una pieza tipo abrazadera aprieta el eje alrededor del
diámetro exterior completo lo cual garantiza una fuerza de fijación más alta y que no
se daña el eje. Comparado con acoplamientos rígidos con tornillo prisionero eso es una
ventaja importante cual les da la capacidad a transmitir un par de torsión más alto. La
versión de dos piezas tiene los tornillos en direcciones opuestas para un diseño
balanceado y permita todavía el montaje o desmontaje fácil y sin necesidad a retirar
otros componentes del eje.
En la fabricación de los acoplamientos rígidos se utilizan procesos adicionales para
proporcionar ventajas importantes en su desempeño. Un proceso básico es el bruñido
de alta precisión de los agujeros de todos los acoplamientos rígidos con agujero
uniforme (igual a los dos lados). El bruñido corrige imperfecciones en el diámetro
interior del acoplamiento cuales resultan del proceso de la manufactura y garantiza
que el agujero esté perfectamente cilíndrico para un mejor desempeño. Aplicaciones
cuales requieren un estricto control de la alineación de los ejes benefician
enormemente debido al hecho que el bruñido hace que ambos agujeros del
acoplamiento sean a 100 por-cientos colineales. La propia geometría del agujero
asegura el mayor contacto superficial entre acoplamiento y eje para una capacidad de
transmisión de par superior.
Los acoplamientos rígidos se suministran generalmente con tornillos de cabeza
cilíndrica. En el proceso, sobre una parte de la rosca de cada tornillo se aplica un
recubrimiento de nylon. Este recubrimiento está diseñado para reducir la vibración del
tornillo durante el tiempo de uso y prevenir que los tornillos se aflojen disminuyendo
la capacidad de transmisión de par. El nylon ayuda adicionalmente a evitar excoriación
y daños de la rosca asegurando el funcionamiento a largo plazo.
Collarines de doble ancho son una excelente alternativa para acoplamientos rígidos en
aplicaciones donde el espacio es limitado. El collarín de doble ancho tiene una
capacidad de transmisión de par más baja comparado con el acoplamiento rígido
debido al tamaño reducido y el uso de un único tornillo de cabeza cilíndrica por eje. Sin
embargo el tamaño compacto reduce la inercia lo que los hace ideales para
aplicaciones de control de movimiento.
Los mayores beneficios del uso de acoplamientos rígidos son su alta capacidad de
transmisión de par con cero juego y su precio económico. Los acoplamientos rígidos
son adecuados para aplicaciones donde los ejes no presentan desalineamiento o se
quiere evitar el mismo, como por ejemplo la conexión de varios ejes en línea o
conectar un motor a una caja de engranajes.
Algunos ejemplos:
Acoplamiento Helicoidal
Este producto está disponible con díametros interiores que van desde 10 a 38mm en la
serie métrica y de 3/8" a 1 ½" en la serie imperial. Se fabrican los acoplamientos
helicoidales de una sola pieza de aluminio o acero inoxidable. Estos acoplamientos
tienen dos segmentos de ranuras en forma espiral. El diseño de los cortes múltiples
facilita una mayor capacidad de transmitir par y aumenta a la vez la rígidez torsional en
comparación con los acoplamientos espirales convencionales.
Este diseño especial permita una mayor capacidad de compensar desalineamiento de
los ejes, sobre todo en comparación con los acoplamientos helicoidal con un corte
único y prolongado. El acoplamiento helicoidal equilibra fácilmente el desalineamiento
angular, el movimiento axial, el desalineamiento lateral y cualquier combinación de
estos tres tipos de desalineamiento.
El acoplamiento helicoidal se suele utilizar en aplicaciones en las que existe
desalineamiento entre los dos ejes para unir. Los acoplamientos flexibles de la serie F
son ideales para aplicaciones con poca potencia de transmisión, como por ejemplo
acoplar un motor servo a un husillo trapezoidal en un sistema de control de
movimiento. Las ventajas de los acoplamientos espirales, como la rígidez torsional y el
cero juego, son importantes especialmente en aplicaciones servo, donde el
posicionamiento exacto y repetible es muy importante.
Los tornillos de los acoplamientos helicoidales incluyen un recubrimiento el cual se
aplica en la rosca de los tornillos. Este recubrimiento evita que los tornillos se aflojen
debido a las vibraciones y asegura que el acoplamiento no pierde capacidad de
transmisión durante de la operación.
La configuración de los cortes confiere al acoplamiento menos rigidez torsional y
ofrece más flexibilidad para satisfacer las necesidades en aplicaciones de cargas
menores en las que se utilizan componentes delicados como codificadores y
tacómetros.
Algunos productos de acoplamientos helicoidales:
Acoplamientos de fuelle
Los acoplamientos de fuelle consisten de una combinación de cubos de aluminio
anodizado y fuelle de acero inoxidable para ofrecer un desempeño superior en
aplicaciones de control de movimiento. Los fuelles de acero inoxidable los hace ideales
para la transmisión de par. Debido a la lámina delgada del fuelle y su flexibilidad, el
acoplamiento es capaz de flexionar fácilmente y compensar desalineamiento lateral,
angular o movimiento axial sin perder su rigidez torsional.
La combinación de aluminio con lámina de acero inoxidable es extremadamente ligera
y proporciona al acoplamiento la gran ventaja de inercia baja. Una transmisión de par
con juego cero y el funcionamiento sin necesidad de mantenimiento se garantizan
debido a la falta de partes móviles. Una característica importante del acoplamiento de
fuelle es su diseño balanceado para reducir las vibraciones en aplicaciones de alta
velocidad con hasta 10.000 revoluciones por minuto. Acoplamientos de fuelle se
recomiendan especialmente en aplicaciones de alta precisión de posicionamiento y
aplicaciones con motores servo, paso a paso o codificadores rotatorios.
Acoplamientos Oldham
Los acoplamientos Oldham son un ensamblaje de tres piezas compuesto de dos cubos
de aluminio anodizado montados en un disco central de plástico. Los dientes de los
cubos entran con poca presión en las ranuras del disco y garantizan la transmisión de
par con cero juego. Durante la operación del acoplamiento los cubos de deslizan en
dirección perpendicular uno al otro en las ranuras del disco para compensar
desalineamiento sin afectar la transmisión de par. Mientras la capacidad a compensar
desalineamiento angular y movimiento axial es relativamente pequeña el
acoplamiento Oldham es muy recomendable para aplicaciones con desalineamiento
lateral.
Los cubos son intercambiables y se pueden combinar entre cubos tipo abrazadera o
con tornillo prisionero, con o sin chavetera e igual en medida métrica e imperial en un
solo acoplamiento, siempre y cuando tengan el mismo diámetro exterior. Los cubos
del acoplamiento Oldham son regularmente de aluminio para inercia baja y con
acabado de anodizado negro para prevenir corrosión y disminuir la fricción entre cubo
y disco. Cubos de acero inoxidable para mayor resistencia a corrosión están
disponibles sobre pedido especial.
El disco central es reemplazable y está disponible de poliacetal para alta rigidez
torsional y cero juego o de nylon para la absorción de cargas de impacto y reducción
de ruido. Los discos cuales se montan a poca presión sobre los dientes de los cubos
para asegurar la falta de juego, se pueden reemplazar fácilmente en caso de desgaste
o falla.
Ideal para muchas aplicaciones de control de movimiento de potencia baja el
acoplamientos Oldham también actúa como un limitador de par y protege el resto de
los componentes en el equipo. En caso de sobrecarga el disco central del acoplamiento
se rompe y para la transmisión de par evitando daños mayores.
Acoplamientos de disco
Los acoplamientos de disco son un ensamblaje simple con pocas piezas móviles para
evitar el riesgo de juego en la transmisión o fallas. Se utilizan discos de lamina de acero
inoxidable delgadas cuales permitan la compensación de desalineamiento de los ejes
mientras permanecen rígidos a torsión. Acoplamientos de disco cuentan con un diseño
balanceado disminuyendo la vibración para garantizar el funcionamiento propio a
velocidades hasta 10.000 revoluciones por minuto.
Los acoplamientos de un solo disco se componen de dos cubos de aluminio anodizado
atornillados a un disco de láminas múltiples de acero inoxidable. Ellos no son capases a
compensar desalineamiento lateral debido a que el diseño permita únicamente la
flexión angular. El acoplamiento de un disco es el más adecuado para aplicaciones con
restricciones de espacio que requieren un posicionamiento preciso.
Los acoplamientos de doble disco tienen dos discos de láminas múltiples de acero
inoxidable, uno por cada cubo de aluminio anodizado y una pieza central. Este diseño
permita la compensación de todos tipos de desalineamiento incluyendo el lateral
debido a la doble flexión angular de cada disco. La pieza central está disponible en
aluminio anodizado o en poliacetal para ofrecer un aislamiento eléctrico.
Materiales en general
Collarines y Acoplamientos Rígidos:
Acero al Carbono: AISI 1215 (9SMn36)
Aluminio: AISI 2024-T351 corresponde (AlCuMg2)
Acero Inoxidable: (AISI 303) (X10CrNiS189); AISI 316L (X2CrNiMo17-12-2)
Plástico: Poliacetal
Acoplamientos de Mordaza:
Cubos de Aluminio: AISI 2024 T351 (AlCuMg2) o AISI 7075 T651 (AlZn5.5MgCu)
Estrellas: Poliuretano
Acoplamientos Helicoidal:
Aluminio: AISI 7075 T651 (AlZn5.5MgCu)
Acero Inoxidable: 18-8 (AISI 303) (X10CrNiS189)
Acoplamientos Oldham:
Cubos de Aluminio: AISI 2024 T351 (AlCuMg2) o AISI 7075 T651 (AlZn5.5MgCu)
Discos de Transmisión: Poliacetal, Nylon 11, PEEK
Acoplamientos de Fuelle:
Cubos de Aluminio: AISI 2024 T351 (AlCuMg2) o AISI 7075 T651 corresponde
(AlZn5.5MgCu)
Fuelle: acero inoxidable AISI 321
Acoplamientos de Disco:
Cubos y pieza central de Aluminio: AISI 2024 T351 (AlCuMg2) Discos: acero inoxidable
AISI 302
Pieza central de Aislamiento: Acetal
Acabados de la Superficie de los Productos
Collarines y Acoplamientos Rígidos
Acero al carbono: Óxido negro, tratado con aceite.
Acero cincado: Tipo II, SC2 Zinc Plating with a Yellow "Trivalent" Chromate Conversion
Coating, cumple o supera la norma ASTM B633-98
Aluminio: Brillante
Acero Inoxidable: Brillante
Plástico: Acabado liso
Acoplamientos Helicoidal
Aluminio: Brillante
Acero Inoxidable: Brillante
Acoplamientos de Fuelle
Cubos de Aluminio: Anodizado Sulfúrico MIL-A-8625 Tipo II, clase 2
Acoplamientos de Mordaza
Cubos de Aluminio: Brillante
Acoplamientos Oldham
Cubos de Aluminio: Anodizado Sulfúrico MIL-A-8625 Tipo II, clase 2
Acoplamientos de Disco
Cubos de Aluminio & Center Disc: Anodizado Sulfúrico MIL-A-8625 Tipo II, clase 2
Características técnicas
Acoplamientos flexibles ranurados de aluminio
Acoplamientos flexibles ranurados de acetal
Acoplamientos flexibles de muelle
Acoplamientos de desplazamiento lateral
Acoplamiento rígido
Selección
La selección de un acoplamiento debe ser un compromiso entre factores como el
coste, el espacio de montaje, la duración prevista y las prestaciones de transmisión,
que deben satisfacer los requerimientos tales como:
Absorción de las desalineaciones y carga sobre los ejes
Debido a los errores dimensionales inherentes a todo montaje mecánico, los ejes
correspondientes a los árboles a unir mantendrán entre sí unas diferencias
posicionales o "desalineaciones" que dificultan la transmisión del movimiento. Estas
desalineaciones pueden ser axiales, radiales o angulares. En todos los casos el sistema
de acoplamiento utilizado para la transmisión deberá ser capaz de absorberlas,
evitando los efectos nocivos de cargas sobre los ejes, rodamientos, apoyos y
bastidores. Las desalineaciones también provocan fatiga o desgaste en el
acoplamiento, por tanto, al escogerlo deberá tenerse en cuenta la velocidad de
rotación, minorando los desalineamientos máximos admisibles que se adjuntan en las
tablas para cada modelo.
Par a transmitir
No tiene importancia en acoplamientos para sistemas de medida. Para accionamientos
de potencia se deberá comprobar que el par a transmitir sea menor que el par nominal
adjuntado en las tablas de prestaciones, en un margen más grande cuanto mayor sea
la desalineación previsible. Precisión cinemática En sistemas de medida y
accionamientos de gran precisión es importante que el acoplamiento no provoque
desfases posicionales entre los árboles. Si el par resistente o la inercia en el eje
conducido son importantes, se pueden producir desfases debidos a la elasticidad
torsional del acoplamiento.
Velocidad de rotación
Para el resto de acoplamientos debe tenerse en cuenta que la vida útil de los mismos
está en función de la fatiga y, por tanto, de la velocidad a la que operan. Fijación a los
ejes Los acoplamientos pueden suministrarse con fijación por prisioneros (2 a 90°) o
con brida-abrazadera integral. La fijación por abrazadera tiene la ventaja que no
produce marcas en los ejes, resistiendo mejor la inversiones bruscas y las vibraciones.
La fijación por prisioneros resulta más económica y permite utilizar diámetros de eje
mayores para un mismo acoplamiento. El inconveniente de los prisioneros es que
estos pueden producir mellas sobre los ejes. Además pueden aflojarse debido a
vibraciones, lo cual puede evitarse fijándolos con un adhesivo semi-permanente.
Bibliografía
Diseño de elementos de teoría y practica
Autor Deutchsman
https://ianemartinez.files.wordpress.com/2011/03/disec3a3c2b1o-de-
maquinas-teoria-y-practica-deutchsman.pdf
Diseño de elementos de máquinas --Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán
Autor: M. en I. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez.
http://olimpia.cuautitlan2.unam.mx/pagina_ingenieria/mecanica/mat/
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Diseño de elementos de maquinas
Autor: Robert L. Mott P.E.
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Ruland Enterprises
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Catálogos y documentos de acoplamientos TIMKEN
Interempresas
https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/
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Acoplamientos Flexibles
Dysai Automatic Systems
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PROYECTO DE ELEMENTOS DE ACOPLAMIENTo Elementos de Máquinas
Autor: Dr. Ing. Marcelo Tulio Piovan
http://www.frbb.utn.edu.ar/frbb/images/carreras/elementosdemaquinas/
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Metal mecánica---Montaje y Aplicación de Acoplamientos
Autores: Carlos Nieto, Rafael López, Oscar Galvis.
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¿Qué es un Acoplamiento? Tipos de acoplamientos mecánicos y Aplicaciones
LBA Industrial Mining y Cía S. de R.L. de C.V.
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Acoplamientos Mecánicos
Autor: Virgilio Quilodrán Jopia
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Acoplamientos Mecánicos
ECU-red----Información para todos
http://www.ecured.cu/Acoplamiento_(Mec%C3%A1nica)
Mecánica de Maquinas
Portal ESO
http://www.portaleso.com/portaleso/trabajos/tecnologia/mecanica/
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Acoplamientos Ranurados
Mecánicos Shurjoint
http://www.shurjoint.com/spa/files/support/B-
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Acoplamientos de ejes flexibles
SFK
http://www.skf.com/mx/products/coupling-systems/flexible-shaft-couplings/
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