Elementos de maquinas IITema: Acoplamientos mecánicos

Expositores: Jorge Guimet M.

Paul Peña QuispeBriones Bolivar,christian

• Los ejes se unen mediante una pieza cilíndrica hueca. No admiten desalineaciones. Se suelen usar para ejes muy largos que no se pueden hacer de una pieza.

• Parecidos a los anteriores, pero el acoplamiento está hecho en 2 piezas, que aseguran la transmisión con la presión de los tornillos. Permiten la sustitución sin tener que desmontar los ejes. 

• Consta de dos platos forjados con el eje o encajados en ambos árboles y asegurados por pernos embutidos. Los de este último tipo tienen una pieza cónica para que la presión de los tornillos apriete las bridas contra los ejes, asegurando así que no haya rozamiento.

• Los acoplamientos flexibles son diseñados de tal manera que sean capaces de transmitir torque con suavidad, en tanto permiten cierta desalineación axial, radial o angular.

Pueden dividirse en:

1.- Acoplamientos de elementos deslizantes. 2.- Acoplamientos de elementos flexionantes. 3.- Combinación de acoplamientos deslizantes y

flexionantes

• Estos tipos de acoplamientos absorben la desalineación o por deslizamiento entre dos o más de sus componentes.

• • Este deslizamiento y las fuerzas generadas por el momento

de torsión transmitido generan desgaste. Para dar lugar a una vida adecuada, estos acoplamientos se lubrican o se emplean elementos hechos de plástico de baja fricción.

• Estos acoplamientos se subdividen en:

1) Acoplamiento de cadena.2) Acoplamiento de engranaje.3) Acoplamiento de rejilla de acero.

• Estos acoplamientos pueden utilizarse en máquinas con árboles acoplados cerrados o para grandes separaciones entre los árboles conectados.

• Por otra parte requieren lubricación periódica (cada seis meses) debido a que el lubricante es sometido a grandes fuerzas centrífugas, son rígidos respecto a la tracción y son más caros que otros tipos de acoplamientos.

• Necesita son dos ruedas dentadas y un trozo de cadena doble.

• Por lo general se utiliza a baja velocidades, excepto cuando se les agrega una cubierta especial, metálica o de plástico, para contener el lubricante de lo contrario sería expulsado por la acción de las fuerzas centrífugas.

• Este tipo de acoplamiento es semejante, en muchos aspectos al de engranaje. Tiene dos cubos con dientes externos, pero con un perfil especial.

• En vez de manguitos con dientes internos tiene una rejilla de acero que pasa por todos los dientes. Debido a que la rejilla se flexiona un poco bajo la acción del momento de torsión, este tipo es menos rígido respecto a la torsión que el de engranaje.

2.-ACOPLAMIENTOS DE ELEMENTOS FLEXIONANTES

• Estos acoplamientos absorben la desalineación por la flexión de uno o más de sus componentes. Con el tiempo esta flexión puede hacer que falle el elemento el cual deberá remplazarse.

• Dependiendo del material utilizado del elemento flexionante, los acoplamientos se puede dividir en dos tipos: 

Con elemento metálico. Con elemento elastómero.

ACOPLAMIENTOS CON ELEMENTOS METÁLICOS

• El elemento flexible no es de una sola pieza, se trata más bien de un paquete de muchos discos estampados, normalmente hechos con acero inoxidable.

• ACOPLAMIENTOS ELÁSTICOS. Absorben vibraciones a torsión. La transmisión del par no es instantánea:

ACOPLAMIENTO CON ELEMENTO ELASTÓMERO.

• Existen muy pocos diseños que utilizan elementos elastómeros, en algunos se tiene caucho, con o sin pliegues, y en otros se tienen plásticos. Cada modelo posee sus ventajas y desventajas propias, muchas veces la disponibilidad en algunas zonas es particular (determina cual se utilizará).

• Permiten elevados desalineamientos, tanto angulares como radiales. De hecho, se suelen usar para transmitir movimiento entre ejes paralelos. El problema que presentan es que hay oscilación en la velocidad de salida

JUNTAS HOMOCINÉTICAS• Poseen una pieza intermedia con bolas, lo

cual permite elevadas desalineaciones.

• Como en el caso anterior, presenta una pieza intermedia. En este caso se trata de una pieza cilíndrica con dos salientes prismáticos perpendiculares. Admite desalineaciones radiales.

3.- ACOPLAMIENTO HIDRÁULICO• El acoplamiento hidráulico se distingue por la presencia de un cárter

que se llena con aceite especial, dentro del cual hay un rotor solidario del árbol que es móvil y rige la rotación del mecanismo. La fuerza centrífuga generada por la rotación impulsa al aceite al exterior accionando un segundo rotor que, a su vez, pone en marcha el árbol de transmisión.

• En el acoplamiento magnético, la unión se consigue de modo suave y de fácil regulación a través de la acción magnética,

1. Absorción de las desalineaciones y carga sobre los ejes.

1. Par a transmitir.- 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.

2. Precisión cinemática.- Es importante que el acoplamiento no provoque desfases posicionales entre los árboles.

3. Velocidad de rotación.- 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. 

4. Fijación a los ejes.- Los acoplamientos pueden suministrarse con fijación por prisioneros (2 a 90°) o con brida-abrazadera integral.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ACOPLAMIENTOS.

VENTAJAS•Como resultado de una innovación en tecnología y del avance en materiales, los acoplamientos de elastómero logran menor esfuerzo ante una gran desalineación, reducen las cargas de momento reducido en el rodamiento debidas al acoplamiento.•Los acoplamientos flexibles con elementos metálicos pueden trabajar incluso después que han fallado uno o más discos.•En los equipos rotatorios, el par torque se transmite normalmente de los ejes a los cubos del acoplamiento a través de chavetas, de fricción o de una combinación de ambos.

• El par nominal es el factor principal dimensionado de los acoplamientos de los ejes y de las máquinas directamente conectadas a ellos.

• Tener en cuenta :

• Las irregularidades del par debidas a los diferentes tipos de maquinas motrices y receptoras (K1).

• Las frecuencias de arranque (K2).• El numero de horas de funcionamiento por dia

(K3).

Par nominal del acoplamiento = Par nominal a transmitir x Coeficiente de seguridad

Máquina motriz: Motor eléctrico normalizadoPotencia: 15 KWVelocidad: 3000 rev/mExtremo del eje ø: 42 mm de long. : 110 mm

Máquina receptora: Bomba de agua normalizadaExtremo del eje ø: 32 mm de Long. : 80 mmFrecuencia de arranques: 30 arranques/hora8 horas de funcionamiento diario.

Par nominal a transmitir: 50 mNCoeficiente de seguridad: K1 = 1; K2 = 1,3; K3 = 1Donde:K = K1 x K2 x K3 = 1,3Par nominal de acoplamiento: CN = 50 mN x 1,3 = 65 mN

1. Fallas debidas a efectos internosTales como un maquinado inapropiado o de mala calidad. Los problemas más comunes tienen que ver con la concentricidad.

1.a.- fallas debido a defectos internos de diseño. La lubricación apropiada en el punto exacto donde se requiere, un problema, y se admite que es difícil conducir el lubricante al área de extrema presión entre las caras deslizantes en contacto del acoplamiento, Si esta presión es suficiente, la película del lubricante es expulsada por ella, quedando las superficies sin el beneficio de la lubricación

• Los acoplamientos rígidos para ejes como los de engranes y cadena, requieren una constante verificación de su sistema de lubricación, debido al movimiento deslizante.

• Los acoplamientos con discos múltiples requieren para el reemplazo de un disco, cambiar el sistema como un todo, ya que no pueden reemplazarse sólo los discos quebrados.

• Los acoplamientos rígidos casi no aceptan posibilidad de error en el espaciamiento axial de las máquinas

• En los acoplamientos de engranes bajo fuerzas centrífugas la grasa tiende a separarse en aceite y jabón.

• Los del tipo elastómeros son afectados por los agentes contaminantes del medio en el que se encuentran, provocando un envejecimiento prematuro.

• Absorben cambios de torque que pueden afectar a sistemas más rígidos.

• Permiten alineamientos en forma fácil y rápida.• Permiten la separación de la máquina motriz y

la conducida o receptora rápidamente.

• Los acoplamientos de tipo elastómero son capaces de absorber vibraciones que pudieran

afectar alas máquinas.

• Antes de instalar el acoplamiento, ensámblelo para asegurarse de que cuente con todas las partes y se acoplen correctamente entre sí.• Asegúrese de que el orificio del cubo y el eje estén limpios y libres de melladuras o rebabas.• Debe verificarse el ajuste de ambos cubos, ya sea de interferencia, holgura o conicidad, basándose en las recomendaciones de los fabricantes.•Cuando se instale el espaciador del acoplamiento en su sitio, siga la recomendación del fabricante en cuanto a los valores de torsión y asegúrese de que las juntas no estén atorados.

• Monitoreo continuo de par de torque.• Conocimiento de teorías y operación y

funcionamiento.• La vibración de un acoplamiento pueden ser

síntoma de otros problemas presentes.

• Considerar el tamaño,el material,la generacion de calor,la frecuencia axial y otras condiciones.