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TRASMISIONES DE POTENCIA
Ing. Jhon Fredy Hincapié
Diseñador Mecánico
ACOPLES
ACOPLAMIENTOSLos acoplamientos son sistemas de transmisión de movimiento entre dos ejes o árboles,
cuyas misiones son asegurar la transmisión del movimiento y absorber las vibraciones en
la unión entre los dos elementos.
Las vibraciones son debidas a que los ejes no son exactamente coaxiales. Hay
desalineaciones angulares o radiales, aunque lo normal es que se presente una
combinación de ambas.
Idealmente la relación de transmisión es de 1, pero a veces un eje puede tener más
velocidad en un intervalo del ciclo que en otro.
Algunos tipos de acoplamientos pueden funcionar como "fusible mecánico", permitiendo
su rotura cuando se sobrepase cierto valor de par, salvaguardando así partes delicadas de
la instalación que son más caras. Esto se consigue fabricando el acoplamiento o parte de
él con materiales menos resistentes o con secciones calculadas para romper con un
determinado esfuerzo.
CLASIFICACIÓNLos acoplamientos se clasifican en función de la posición del eje geométrico de los
árboles que se han de conectar. Los principales tipos de acoplamiento son:
los rígidos, los flexibles, los hidráulicos y los magnéticos.
Los rígidos.
Los flexibles
Los magnéticos
Los hidráulicos
Los flexibles
ACOPLES RIGIDODe manguito: 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. Presentan el inconveniente de tener que separar los ejes para sustituirlos, lo cual
puede resultar complicado en algunos casos.
De manguito partido: 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.
ACOPLES RIGIDODe brida o de plato: 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. Se utiliza por ejemplo para unir una turbina y su
alternador, conexión que exige una perfecta alineación
Los acoplamientos flexibles a cadena constituyen un
positivo y seguro elemento para unir ejes entre si.
Admiten cierto desalineamiento entre ejes y su
eficacia se mantiene constante aún bajo severas
condiciones de trabajo, permitiendo además
desconectarlos fácilmente quitando el eslabón de
unión de la cadena, sin necesidad de desmontar el
motor o la maquina accionada.
ACOPLES RIGIDO
motor o la maquina accionada.
Los piñones son fabricados en material Siemens
Martin SAE 1050.
La película lubricante que se forma entre los
elementos movibles de la cadena y entre esta y los
piñones, amortigua los ruidos y vibraciones.
Su utilización es muy apropiada especialmente para
ejes de bajas velocidades (por ejemplo: salidas de
reductores de velocidad), pues resultan más seguros y
compactos que otros tipos de Acoplamientos Elásticos.
ACOPLES RIGIDO
Los Acoples tipo de cadena constan de dos piñones con dientes
endurecidos y tallados especialmente para permitir buen
desalineamiento angular y paralelo. Una cadena estándar doble,
también endurecida, sirve de elemento de unión convirtiéndolo en un
acople ideal para transmitir alto torque a medias y bajas velocidades.
Provistos de la carcasa oleoactuante, trabajan en baño de aceite
haciéndolos muy resistentes y durables.
ACOPLES FLEXIBLEJunta Cardan: 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. Para evitarlo se recurre al
sistema con doble junta Cardan, que consta de un eje intermedio. Para asegurar que se
mantiene la velocidad, el ángulo g debe ser el mismo en las dos articulaciones y los ejes
de las dos articulaciones deben ser paralelos.
ACOPLES FLEXIBLEJuntas homocinéticas: Poseen una pieza intermedia con bolas, lo cual permite
elevadas desalineaciones. Son típicas en automoción (caja de cambios-rueda). Se
adjuntan imágenes de dos tipos de jaulas para alojar las bolas.
Los Acoplamientos Rex Omega, son de material flexible no
lubricado formulado especialmente para optimizar la
durabilidad, fuerza, resistencia a la fatiga y compatibilidad
ambiental. El elemento flexible siendo torsionalmente blando
protege el equipo conectado amortiguando contragolpes,
reduciendo la vibración torsional, y absorbiendo el efecto
inevitable del desalineamiento. El resultado es menos vibración
de la instalación intervalos de servicio en equipo más
ACOPLES FLEXIBLE
de la instalación intervalos de servicio en equipo más
prolongados, y reducción de costos de mantenimiento.
El Acoplamiento omega es ideal para uso en aplicaciones
industriales como bombas, compresores de tornillo,
ventiladores, mezcladoras, trituradoras y otros equipos
rotativos. Ningún otro acoplamiento puede ofrecer todas estas
características y beneficios
ACOPLES FLEXIBLEJunta Oldham: 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.
El acoplamiento mantiene sus características en los dos sentidos de giro. Las
desalineaciones radiales no producen errores cinemáticas apreciables en la transmisión.
Las desalineaciones angulares pueden producir pequeños errores de forma similar a una
junta universal tipo "Cardan".junta universal tipo "Cardan".
ACOPLES FLEXIBLEFlexible dentado: Unos dientes son los que se encargan
de transmitir el movimiento. No llevan la evolvente normal,
sino que están redondeados en la cabeza para permitir
desalineaciones angulares (elevadas) y radiales (pocas).
También permite desalineaciones axiales, dependiendo de la
longitud de los dientes
Una variación de este tipo de
acoplamiento bastante abundante en
los catálogos comerciales, es el
siguiente, en el que la corona exterior
que une a las dos bridas en las que se
acoplan los ejes, se construye de
plástico, permitiendo cierto grado de
amortiguamiento.
ACOPLES FLEXIBLEDe diafragma elástico: Se caracteriza por presentar los platos provistos de
pernos de arrastre, cuyo movimiento se produce a través de una conexión elástica.
Admite desalineaciones
De resorte serpentiforme: Formado por dos bridas con almenas por las que
pasa un fleje en zig-zag.
De manguito elástico: Es un cilíndrico pero con muchos
cortes radiales, dando la apariencia de un muelle. Permite mucha
desalineación y es de reducido tamaño, si bien no permite la
transmisión de elevados pares, son muy utilizado en
electrodomésticos, de una sola pieza, mecanizados en aleación
de aluminio templado y anodizado. Bajo demanda especial, se
pueden fabricar en acero inoxidable. Son aptos para
transmisiones que requieran pares moderados y cuando la
ACOPLES FLEXIBLE
transmisiones que requieran pares moderados y cuando la
desalineación en los ejes no sea muy grande.
Estos acoplamientos resultan apropiados en sistemas de
medición y control, así como accionamientos de par reducido.
Permiten una transmisión del movimiento de gran precisión
cinemática, sin juego y con una baja elasticidad torsional.
Se recomiendan para máquinas auxiliares, generadores
tacométricos, potenciómetros, encóders, etc, El acoplamiento
absorverá los errores de alineación o de montaje de los ejes.
ACOPLES FLEXIBLESemielástico de tetones: Formado por dos
bridas unidas por pernos, pero separadas por un material
elástico.
De banda elástica: Formado por dos bridas unidas De banda elástica: Formado por dos bridas unidas
por una banda de caucho.
Una variación de este tipo podría ser la que se muestra en
la siguiente figura
Elásticos universalesABSORBE DESALINEAMIENTOS
La causa de las roturas de rodamientos en un 50% se debe al
desalineamiento, como sucede también con los otros componentes
de la máquina (retenes, sellos, engranajes) que por lo general no
están preparados para la flexión introducida al eje.
Nuestro acoplamiento, por ser elástico, permite absorber
ACOPLES FLEXIBLE
Nuestro acoplamiento, por ser elástico, permite absorber
desalineamientos, brindando a todos los elementos un aumento en
su vida útil.
AMORTIGUA VIBRACIONES Y CHOQUES
La absorción de vibraciones y choques permiten darle al
equipamiento una mayor vida útil. Sabemos que la
media de vibraciones transmitida de un lado a otro de
un sistema, está en el orden del 70%, esta es
minimizada por la gran capacidad de amortiguación de
la banda elástica.
MANTENIMIENTO SIMPLE
Su recambio es rápido, por tratarse de un acoplamiento que
está compuesto solo por tres piezas. No es necesario mover
las partes del equipo para el reemplazo de la banda elástica.
Cuando se utilizan valores menores de tolerancia en el
alineamiento, se aumenta la vida útil de la banda elástica.
ACOPLES FLEXIBLE
SIMETRÍA - BALANCEO
Por su forma constructiva sin cortes la
banda elástica, garantiza su balanceo y le
da seguridad al usuario
ACOPLES HIDRAULICOSEl 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
ACOPLES MAGNETICOSEn el acoplamiento magnético, la unión se consigue de modo suave y de fácil
regulación a través de la acción magnética, para lo cual se dispone una mezcla de aceite
y limaduras de hierro (en proporción 1:10) entre las superficies paralelas de dos platos;
al pasar a través de esa mezcla una corriente de intensidad débil, las limaduras se
magnetizan y accionan los platos. El desacoplamiento se consigue mediante la
desmagnetización de las limaduras. En el ejemplo que he obtenido en las universidades,
el funcionamiento es distinto, ya que hay imanes permanentes en los dos cilindros en
los que se acoplan los ejes
Datos Necesarios · Potencia del motor HP, ó KW.
•Tipo de motor: eléctrico, explosión ó turbina. Rotación del acople (RPM).
•Diámetros de los ejes ó diámetro del volante (en el casa de motor a explosión).
• Factor de servicio conforme se encuentra tubulado en Tablas
SELECCIÓN datos generales
Selección : Aplicar la siguiente fórmula para una Selección (HP)
HP x fs = potencia de diseño ó
KW x 1,36 x fs = potencia de diseño
El resultado obtenido, se divide por las revoluciones RPM del eje a acoplar.
SELECCIÓN selección por torque
Aplicar la siguiente fórmula para una Selección por Torque Nominal (Kgm).
Mt = 716,2 x HP x fs
RPM
= (Kgm)
Mt = 63000 x HP x fsMt = 63000 x HP x fs
RPM
= (Lbpulg)
Mt = 716,2 x (KW x 1,36) x fs
RPM
=(Kgm)
Buscar en la tabla, dependiendo el modelo del acople cuyo Torque Nominal sea
igual ó mayor al seleccionada, verificando el diámetro de cada uno de los ejes.
TABLAS Junta oldham
TABLAS De brida o de plato
TABLAS De cadena
TABLAS De resorte serpentiforme
TABLAS De manguito elástico
TABLAS De Rex Omega
