MODULO 2.2 ACOPLAMIENTOS Y REDUCTORES

                 


ACOPLAMIENTOS

1 INTRODUCCIÓN

Los 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 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.

2 CLASIFICACIÓN

Los 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.

El modelo rígido no permite desalineaciones. Distinguimos 3 tipos:

- De 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.

 - De 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.

El modelo flexible admite desalineaciones. Se puede clasificar en dos grandes  grupos:

-         Rígidos a torsión: No amortiguan vibraciones a torsión.

         Dentro de este  grupo encontramos otros subgrupos:

-         Junta 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 ánguloγ debe ser el mismo en las dos articulaciones y los ejes de las dos articulaciones deben ser paralelos.

 - Juntas 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.

-   Junta 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.

Flexible 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.

-         De cadena: Consta de dos bridas unidas a los ejes mediante  prisioneros y de una cadena doble, que engrana sobre unos dientes. Fácilmente desalineable.

- De barriletes: Parecido al dentado, sólo que los dientes  son abombados. Permite desalineaciones. Usado en  sistemas de elevevación (polipastos).

Acoplamientos elásticos. Absorben vibraciones a torsión. La transmisión  del par no es instantánea. Clasificación:

-         De 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 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. Muy utilizado en electrodomésticos.

- Semielástico de tetones: Formado por dos bridas unidas por

pernos, pero separadas por un material elástico.

- De banda elástica: Formado por dos bridas unidas por una

banda de caucho.

- De elastómero: Formados por dos bridas almenadas separadas por una pieza intermedia elástica. Muy usados  para baja y media potencia (cerámica).

-         De eje flexible: El eje es de una aleación de bronce y  permite desalineamientos.

-         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 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.