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Acoplamientos

Acoplamientos.Contenidos del tema:

• Criterios básicos para seleccionar acoplamientos.

• Selección de acoplamientos.

•Caracterizar y clasificar los acoplamientos.

Conocer las características principales de los acoplamientos.

Recomendar y seleccionar acoplamientos permanentes.

OBJETIVOS DEL TEMA Bibliografía.

Dobrovolski, Elementos de Máquinas. Capitulo de: Acoplamientos.

Web de EM, Material Complementario de Acoplamientos y Frenos.

Catálogos técnicos comerciales deacoplamientos.

Bibliografía. Definición de acoplamiento

Los acoplamientos son conjuntos autónomos que unen árboles. La unión puede ser No Permanente(embragues) o Permanente.

Partes de un acoplamiento

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Acoplamiento en la línea de transmisión. Compensador de Desalineaciones.

Compensador de Desalineaciones. Compensador de Desalineaciones.

LKwKr ⋅∆=∆ tanGeneralmente la desalineación angular se controla como:

Compensador de Desalineaciones. Amortiguador de Vibraciones.

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CLASIFICACIÓN GENERAL

Acoplamientos

Permanentes.(acoples o couplings)

No Permanentes.(embragues o clutches)

Acoplamientos No Permanentes.Embrague centrífugo

Acoplamientos No Permanentes.Embrague hidrocinético

Embrague de disco de fricción

Acoplamientos No Permanentes.

Acoplamientos permanentes

Rígidos Compensadores de desalineación

móviles articulados elásticos

metálicos no metálicos

ACOPLAMIENTOS RÍGIDOS.

• Apropiados para uniones estrictamente coaxiales.

• No son apropiados para desalineaciones, pues con desalineación transmiten grandes momentos flectores y fuerzas que afectan árboles y apoyos y generan elevadas temperaturas y vibraciones.

• No deben usarse en equipos con frecuentes arranques y paradas.

Características:

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Acoplamientos Rígidos.

Acoplamiento de bridas. Clasifica como el acoplamiento rígido más difundido.

Son apropiados para uniones estrictamente coaxiales.

Mtorsor = 8 – 45000 Nm

nmax = 1000 – 1500 rpm.

Acoplamiento de casquillo. Es de los acoplamientos rígidos de menor tamaño el más difundido en altas velocidades. Pueden ser encontrados de grandes dimensiones para grandes cargas. Son muy simples y de fácil montaje. Tienen opciones de casquillo partido.

Mtorsor = 25 – 95000 Nm nmax = 5000 rpm.

Acoplamientos Rígidos.

ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES.

• Son útiles cuando no se logra la alineación de los árboles, por problemas de montaje o funcionamiento.

• No descuidar el alineamiento, pues la compensación se hace por deformación o movimiento de elementos, lo que genera cargas en árboles, pérdidas de potencia y desgaste de partes con movimiento relativo.

Características:ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES

MÓVILES.

La compensación de la desalineación se hace por movimiento de los elementos

ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES MÓVILES.

Acoplamiento de cadenas. Transmite el torque por medio de cadena de doble hilera.

Características:

• Son rígidos a la torsión.

• Admite desalineamientosangulares de 3º y radiales de 1mm.

• Requiere lubricación.

•Las holguras cadena y ruedas admitendesalineamientos que son compensados por el desplazamiento lateral del engrane entre los dientes y los eslabones de la cadena.

ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES MÓVILES.

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ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES MÓVILES.

Acoplamiento dentado. El torquees trasmitido por el engranaje de contacto interior entre dientes abarrilados.

Acoplamientos Compensadores Móviles.

Acoplamiento dentado.

Características:

• Son rígidos a la torsión.• Admite desalineamientos

angulares de 3º y radiales de 1mm.

• Es muy difundido en transmisiones de elevados torques.

• Requieren lubricación

ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES

ARTICULADOS.

La compensación de la desalineación se hace por las “articulaciones” que permiten el movimiento de los elementos

Acoplamientos Compensadores Articulados.

Unión cardánica. Admiten grandes desalineaciones y cargas.

ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES ARTICULADOS.

Unión cardánica.

Características:

• Son rígidos a la torsión.• Admite desalineamientos

angulares de hasta 40º y axiales según diseño de la unión estriada.

•Se emplean en pares con árbol intermedio para evitar fluctuación del momento flector y momento torsor entre árbol motriz y movido.

ACOPLAMIENTOS COMPENSADORES

ELÁSTICOS.

La compensación de la desalineación se hace por deformación de algunos de sus elementos.

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Compensadores Elásticos Metálicos.

Acoplamiento de eje metálico. En una pequeña viga de metal es cortada una curva de helicoide que permite flexibilidad transversal y una considerable desalineación angular al acoplamiento.

Acoplamiento de eje con tallado de curva de helicoide.

En el Acoplamiento Bellows un muelle sustituye al eje metálico. Generalmente son empleados para pequeñas cargas.

Acoplamiento Bellows.

Compensadores Elásticos Metálicos.

Compensadores Elásticos No Metálicos.

Trabaja la compensación con la deformación del material no metálico (elastómero).

Compensadores Elásticos No Metálicos.

Compensadores Elásticos No Metálicos.

No son buenos para aplicaciones con temperaturas superiores a los 70oC.

INFORMACIÓN EN CATÁLOGO

Información Técnica Necesaria.

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INFORMACIÓN TÉCNICA.

Capacidad de carga.

•Momento torsor nominal: El torqueque puede ser transmitido de forma continua a una velocidad de rotación permisible para el acoplamiento.

•Momento torsor máximo: El torqueque puede transmitir en un corto período de tiempo sin que el acoplamiento sufra deterioros.

INFORMACIÓN TÉCNICA.

•Momento torsor por fatiga: Para acoplamientos sometidos a este tipo de cargas.

•Frecuencia de rotación nominal [rpm]

•Frecuencia de rotación máxima: Máxima velocidad de rotación que permite el acoplamiento. Por ejemplo para el hierro fundido es la que garantiza una vmáx= 50 m/s.

•Momento de inercia [Kgm2]

•Desalineamiento axial permisible [mm]

•Desalineamiento radial permisible [mm]

•Desalineamiento angular permisible [mm]

•Rigidez torsional [Nm/rad] , corresponde a la magnitud de momento torsor que produce un valor de ángulo de distorsión.

•Dimensiones del acoplamiento.

INFORMACIÓN TÉCNICA.

Información de Zero-Max, Inc. ©2000

Acoplamiento dentado ZAPEX-DW de Flender

1450120074045026013510001450120072044025513598014001150700430250130950115097059036021011080011009105503401951007501050890540330190997309207604602851658663073061026522513068500

Potencia nominal en kW230198175146128112Velocidad

rpm

Tamaño del acoplamiento

Capacidad de carga del Acoplamiento dentado ZAPEX-DW (Flender)

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SELECCIÓN POR CATÁLOGO

TKN < TKN permisible (criterio MT nominal)

TKN: Momento torsor nominal. [Nm]N: Potencia nominal. [Kw]n: Frecuencia de rotación en el árbol de entrada. [rpm]FS: Factor de servicio. FS = 1...3,5. Ver catálogoFK: Factor de desalineamiento. FK = 1....2. Ver catálogosFT: Factor de temperatura. FT = 1....3. Ver catálogosFG: Factor de # de arranques. FG = 1...1,3. Ver catálogos

FG·FT·FK·FS·nN9545TKN =

TM < TM permisible (criterio de MT máximo)

TM: Momento torsor máximo. [Nm]N: Potencia nominal. [Kw]n: Frecuencia de rotación en el árbol de entrada. [rpm]FC: Factor de choque. FC = 2....6. Ver catálogoFK: Factor de desalineamiento. FK = 1....2. Ver catálogosFT: Factor de temperatura. FT = 1....3. Ver catálogosFG: Factor de # de arranques. FG = 1....1,3. Ver catálogos

FG·FT·FK·FC·nN9545TM =

•n < n máxima

•dentrada< dmáximo

•dsalida< dmáximo

•n < n máxima

•dentrada< dmáximo

•dsalida< dmáximo

SELECCIÓN DE ACOPLAMIENTOS.

Además:

Selección de Acoplamientos.

Información de Zero-Max, Inc. ©2000

Selección de Acoplamientos.

Información de Zero-Max, Inc. ©2000

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Influencia de la desalineación.

Influencia de la temperatura.

1,601,401,251,00Factor de

temperatura FT

80 º70 º60 ºMayor que -40 º y menor que +40 º

Temperatura ºC

Para acoplamientos no metálicos.

1) ¿Admite desalineación?No.

3) ¿Dónde es útil?.

Árboles alineados, grandes cargas, velocidades moderadas y altas temperaturas.

2) ¿Es amortiguador de vibraciones?

NO

ACOPLAMIENTO DE BRIDA.

1) ¿Admite desalineación?SI

3) ¿Dónde es útil?.

Árboles desalineados, pequeñas cargas, velocidades medias y desmontajes frecuentes.

ACOPLAMIENTO DE BELLOW.

2) Desalineación angular admisible:

5º y15º

1) ¿Admite desalineación?SI

3) ¿Dónde es útil?. Árboles poco desalineados, grandes cargas, velocidades medias, temperaturas superiores a 70º.

ACOPLAMIENTO DENTADO.

2) Desalineación angular admisible: 3º

1) ¿Admite desalineación?SI

3) ¿Dónde es útil? Árboles en ángulo, grandes cargas, velocidades medias, temperaturas superiores a 70º.

ACOPLAMIENTO DE CARDAN.

2) Desalineación angular admisible:

40º

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1) ¿Admite desalineación?SI

3) ¿Admiten trabajar a temperaturas superiores que 80ºC?.

ACOPLAMIENTO FLEX.

2) ¿Es amortiguador de vibraciones?

SI

NO recomendables

ACOPLAMIENTO DE SERPENTÍN.

1) Compensa desalineación por:

Movilidad de elementos.

2) Desalineación angular admisible:

3º y 5º3) ¿Es amortiguador de vibraciones?

NO