Escuela superior politécnica de Chimborazo

Facultad de mecánicaEsc. Ingeniería industrial

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLESClaudia Mesias

Riobamba -Ecuador

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES

Los acoplamientos flexibles se usan más comúnmente para transmitir el momento o par impulsor entre un motor y una bomba. Aunque están diseñados para adaptarse a la desalineación, el Instituto Hidráulico recomienda que jamás se utilice un acoplamiento flexible para compensar la desalineación entre las flechas de la bomba y el motor.El propósito del acoplamiento flexible es compensar los cambios de temperatura en los acoplamientos y las flechas, y permitir el movimiento axial de las flechas sin que interfieran una con la otra mientras se transmite la potencia del motor a la bomba.

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 ejesDebido 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.

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 cinemáticaEn 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.

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 ejesLos 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 grietas sobre los ejes. Además pueden aflojarse debido a vibraciones, lo cual puede evitarse fijándolos con un adhesivo semi-permanente.

IMPORTANCIA DEL ACOPLAMIENTO

En un gran número de montajes mecánicos se presenta el problema de la transmisión del movimiento entre los ejes o árboles de las máquinas. El acoplamiento es la forma más sencilla de conseguir esta transmisión ya que opera uniendo los extremos de dichos árboles, transmitiendo de esta forma la rotación del uno al otro.

De una buena resolución de dicha transmisión depende, no sólo el correcto funcionamiento del equipo, sino también la vida útil de las máquinas acopladas.

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES ELASTOMERICOS

El acoplamiento flexible elastomérico utiliza típicamente un elemento de plástico o hule que permite la expansión térmica o el movimiento axial. El elemento elastomérico es suficientemente resistente a la ruptura por fatiga como para proporcionar una vida útil aceptable en comparación con el costo del acoplamiento. La mayoría de los acoplamientos flexibles no utilizan lubricación, y reciben la carga en corte. Aunque no es tan común, los acoplamientos de diseño de horquilla y perno y de buje están diseñados para ser cargados en compresión.

Debido a las limitaciones del elemento flexible, este tipo de acoplamiento se usa para un máximo de 50 hp (37 kW) y 3,600 rpm. En aplicaciones mayores, acoplamiento se vuelve voluminoso y más costoso que un acoplamiento flexible no elastomérico.Un diseño de camisa sólida, como se muestra en la Figura 8, es más fuerte que el de camisa bipartida y puede manejar requerimientos mayores de torsión.Debido a que es un elemento macizo, el diseño elimina el anillo retenedor de camisa, el cual puede ser un peligro para la seguridad. La camisa sólida también se usa típicamente con acoplamientos con espaciador.

ACOPLAMIENTO FLEXIBLE NO ELASTOMERICO (MECANICO)

Existen varios tipos diferentes de acoplamientos flexibles no elastoméricos o mecánicos. La naturaleza mecánica de este tipo de acoplamiento permite capacidades de caballaje y torsión casi ilimitadas. Un tipo común de acoplamiento flexible mecánico es el acoplamiento de engrane (Figura 9). Este acoplamiento consiste de dos cubos de flecha con dientes de engrane externos maquinados integralmente, los miembros de la camisa tienen dientes de engrane internos, y un espaciador flotante.

Debido a las exigentes tolerancias de ajuste y al movimiento deslizable del engrane, se requiere lubricación, por ejemplo con grasa limpia o aceite, para prevenir el desgaste de las superficies de rozamiento. El acoplamiento de engrane proporciona buenas características de torsión.

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES RANURADOS DE ALUMINIO

VENTAJAS: Sin juego. No producen variaciones de

velocidad en la transmisión Elevada rigidez torsional Disponibles con prisionero y

con abrazadera Resistentes a aceites y

productos químicos Protección mecánica ante pares

excesivos

Son acoplamientos flexibles simples, de una sola pieza, mecanizados en aleación de aluminio endurecido.Son aptos para transmisiones que requieran pares moderados y cuando la desalineación en los ejes no sea muy grande. Actúan de fusible mecánico ante pares excesivos.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, etc.,El acoplamiento absorberá los errores de alineación o de montaje de los ejes.

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES RANURADOS DE ACETAL

VENTAJAS: Absorción de desviaciones

angulares y radiales importantes Baja inercia No producen variaciones de

velocidad en la transmisión Atenuación de vibraciones

torsionales Aislamiento eléctrico y térmico

entre los ejes Protección mecánica ante pares

excesivos

Son acoplamientos flexibles reforzado con fibra de vidrio.Tamaños reducidos para aplicaciones donde no se requiere un par muy elevado y donde las desalineaciones en los ejes sean importantes. El material presenta una excelente resistencia a la fatiga, con lo cual, el acoplamiento resulta muy apropiado en accionamientos a gran velocidad. Absorbe las vibraciones torsionales y aísla eléctrica y térmicamente os ejes, actuando, si es necesario, como fusible mecánico.

El apriete de los prisioneros se ha reforzado incorporando un casquillo de aluminio .Estos acoplamientos resultan apropiados en sistemas de medición y máquinas que no ofrezcan un gran par resistente.

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES DE MUELLE

Absorción de desalineaciones muy elevada

Eliminación de cargas en los ejes debidas a las desalineaciones

Sin desgaste ni fatiga Absorción de vibraciones Alta elasticidad torsional Protección contra

aceleraciones bruscas en la transmisión

Se basan en la utilización de un resorte helicoidal como elemento elástico de transmisión. Estos resortes se construyen en acero y de sección plana. Los extremos del resorte están diseñados para evitar la rotación del mismo.

El resultado es un acoplamiento de una gran elasticidad que permite acoplar ejes muy desalineados sin que las reacciones sobre los rodamientos sean muy elevadas. El acoplamiento mantiene sus características en los dos sentidos de giro.

Resultan apropiados para sistemas de medición y máquinas que no ofrezcan un par resistente muy elevado y en donde la alineación de los ejes no sea muy ajustada o se puedan producir variaciones (dilataciones térmicas, vibraciones, movimientos, ...)

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES DE FUELLE METÁLICO

Absorción de desalineaciones muy elevadas Eliminación de cargas en los ejes debidas a

las desalineaciones Sin desgaste ni fatiga Sin producir errores cinemáticos en la

transmisión Gran rigidez torsionalCARACTERISTICAS: Se basan en la utilización de fuelles

metálicos flexibles, que pueden transmitir el momento de giro, compensando errores de alineación, sin apenas deformarse por elasticidad torsional.

Las características dan como resultado una transmisión del movimiento de gran precisión, incluso con pares elevados y altas velocidades, por lo que se recomiendan para servo-accionamientos, maquinaria de precisión, instalaciones de mando y medida, etc.

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES DE LAMINAS

Apropiados para altas velocidades Alta flexibilidad Sin producir errores cinemáticos en la

transmisión Gran rigidez torsional

Se basan en la utilización de unas membranas de acero o plástico flexible que pivotan sobre el acoplamiento proporcionándole una muy buena flexibilidad.

Las características dan como resultado una transmisión del movimiento de gran precisión.

Son apropiados para altas velocidades de rotación, por ejemplo para robots, máquinas herramienta, turbinas, dinamómetros , etc.

ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES AISLANTES

Alta precisión para aplicaciones de posicionamiento

Sin desgaste ni fatiga Absorción de vibraciones Buena elasticidad torsional Los cabezales internos son

muy útiles en situaciones de poco espacio o acceso reducido.

ACOPLAMIENTO DE CRUCETA No produce errores cinemáticos en la

transmisión Disco recambiable Elevado par de transmisión Admite pocas desalineaciones

Los acoplamientos se basan en la utilización de un disco central.

Se recomiendan para aplicaciones con altos pares de transmisión y con pocas desalineaciones.

Con la utilización de los acoplamientos las desalineaciones angulares pueden producir pequeños errores.

Las desalineaciones radiales no producen errores cinemáticos apreciables en la transmisión.

El desgaste es mínimo.

ACOPLAMIENTO RÍGIDO Alta rigidez No produce errores cinemáticos en la

transmisión Muy poca absorción de desalineaciones Facilidad de montaje, desmontaje y ajuste

Los acoplamientos son acoplamientos rígidos simples, de dos piezas mecanizados en acero.

Son aptos para transmisiones que requieren pares elevados y donde no hay desalineaciones entre ejes.

En estos acoplamientos las desalineaciones angulares pueden producir pequeños errores.

Son apropiados para accionamientos lentos de ejes de posicionado

Cuando se instale el acoplamiento en el campo, deberán hacerse y documentarse las siguientes verificaciones adicionales.

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 la flecha estén limpios y libres de melladuras o rebabas.

Mida y documente el orificio de cada cubo y el diámetro de cada flecha

Los cuñeros de la bomba y del motor deben estar completamente llenos, y no prolongarse más allá del extremo de la flecha.

INSTALACION

Debe verificarse el ajuste de ambos cubos, ya sea de interferencia, holgura o conicidad, basándose en las recomendaciones de los fabricantes.

Ajuste cónico – este ajuste debe verificarse para asegurar que haya un buen patrón de contacto.

Ajuste de holgura – un ajuste de holgura se divide en las categorías de “ajuste sin holgura” o “ajuste deslizable”. Consulte las instrucciones del fabricante para asegurarse de que no se haya excedido la holgura máxima.