REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITECNICA

“ANTONIO JOSE DE SUCRE”

VICERRECTORADO BARQUISIMETO

“ACOPLAMIENTOS Y COJINETES

DESLIZANTES”

INTEGRANTES:

YENIFER GONZALEZ C.I 22.181.359

JORGE GIMENEZ C.I 24165037

HELEYCAR SANTANA C.I 22.272.545

NORBELIS HERNÁNDEZ C.I 21.726.774

ROGER RIVERO C.I 24.017.652

SECCIÓN: 01

PROFESOR: ELTON ZAMBRANO

INTRODUCCION

Los acoplamientos tienen por función prolongar líneas de transmisión de ejes

o conectar tramos de diferentes ejes, estén o no alineados entre sí. Para llevar a

cabo tales funciones se disponen de diferentes tipos de acoplamientos los cuales

dependen del funcionamiento o del uso que se les dará, siendo estos muy útiles

en diversas maquinas en las que es necesario transmitir torque.

Cabe destacar que el cojinete es un elemento mecánico que permite el libre

giro del eje y también la alineación del mismo con la menor fricción posible. Entre

la gran variedad de cojinetes existentes destacaremos los cojinetes deslizantes

estudiando así sus características y diversas utilidades.

ACOPLAMIENTOS

Un acoplamiento es un dispositivo que se utiliza para unir dos ejes en sus

extremos con el fin de transmitir potencia. 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.

TIPOS DE ACOPLAMIENTOS

Rígidos

Los acoplamientos rígidos se diseñan para unir dos ejes en forma apretada

de manera que no sea posible que se genere movimiento relativo entre ellos. Este

diseño es deseable para ciertos tipos de equipos en los cuales se requiere una

alineación precisa de dos ejes que puede lograrse; en tales casos el acople debe

diseñarse de tal forma que sea capaz de transmitir el torque en los ejes. Los

acoplamientos rígidos deben emplearse solo cuando la alineación de los dos ejes

puede mantenerse con mucha precisión, no solo en elemento en que se instalan,

sino también durante la operación de las máquinas. (Desalineación angular, radial

o axial).

Los acoplamientos rígidos no permiten desalineaciones, en los cuales

distinguimos:

Acoplamientos de manguito: Se utilizan para conectar árboles del mismo

diámetro y son de fácil instalación sin precisar la movilidad de los árboles a

conectar para su montaje. Para diámetros pequeños se utilizan sistemas que

comprimen los árboles, pero cuando los diámetros son mayores se

emplean chavetas que aseguran la transmisión de grandes cargas. El gran

inconveniente que poseen estos acoplamientos es que no son aptos para

transmitir movimiento variable y requieren un equilibrio muy preciso.

Acoplamientos de plato: Empleados para árboles de igual o diferente diámetro.

Dependiendo de su disposición se pueden diferenciar los de platos propiamente

dicho y los de brida. En los primeros se fija el plato al árbol por medio

de chavetas o por compresión sobre asientos cónicos, siendo preciso el centrado

exacto de los dos platos a la hora de montarlos. En los segundos la brida se

monta en el extremo del árbol por forja o se suelda. En ambos acoplamientos

estos se efectúan mediante tornillos. (Anexo 1)

Acoplamientos rígidos de manguito con prisionero: Estos acoplamientos

cierran o ajustan por interferencia, mediante tornillos. Algunos suelen poseer una

chaveta o un prisionero común a ambos ejes, sin embargo es usual que estos

casos se empleen en transmisiones de baja potencia o bajo torque. (Anexo 2)

Acoplamientos por sujeción cónica: Se fabrican en varios diseños, siendo el

más común el acoplamiento de dos o más piezas divididas, que se fijan alrededor

de los ejes y que transmiten el torque por fricción e interferencia. El efecto de

bloqueo se logra cuando el collarín dividido de superficie cónica es presionado

entre el eje y la carcasa del acoplamiento, también de superficie cónica. (Anexo 3)

Flexibles

El propósito fundamental de los acoplamientos flexibles es transmitir el par

de torsión requerido desde el eje impulsor al impulsado y compensar el

desalineamiento angular, paralelo o una combinación de ambos, con numerosas

funciones complementarias como proporcionar deslizamiento axial y así mismo

restringirlo.

Acoplamientos flexibles de Disco Flexible: Las dos masas quedan conectadas

por un miembro elástico de material elastómero o bien por un resorte mecánico,

permiten cierta desalineación axial, angular y paralela pero ninguna desalineación

torsional y permiten poco juego. (Anexo 4)

Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales: Aceptan la desalineación axial,

angular y paralela con poco o ningún juego. Se fabrican de un cilindro sólido con

una ranura helicoidal para aumentar su flexibilidad. Son muy versátiles aunque

tienen riesgos de rotura por fatiga. (Anexo 5)

Acoplamientos flexibles de Quijadas de Goma: Tienen dos masas con quijadas

protuberantes, las cuales se superponen y se conectan por medio de un inserto

elastómero o algún metal blando. El tipo de holguras con que se fabrican, permiten

la desalineación axial, angular y paralela, pero suelen conducir a juegos no

deseables entre las partes. (Anexo 6)

Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk: Constan de dos platillos

similares con dentado o ranurado idéntico y el enlace de los mismos se lleva a

cabo con una lámina elástica. (Anexo 7)

Acoplamientos flexibles de Cadenas: Similares a los anteriores, el acoplamiento

se lleva a cabo con una cadena doble o cuádruple de rodillo. (Anexo 8)

Acoplamientos flexibles de Engrane: Estos acoplamientos combinan dientes de

engranes rectos externos y curvos con dientes internos. Suelen permitir un

deslizamiento axial sustancial y dependiendo de las formas de los dientes,

también puede tolerar cierto desplazamiento angular. Debido a la cantidad de

dientes actuando en forma conjunta pueden transmitir torque muy elevados. Estos

acoplamientos son muy empleados en hornos rotativos de calcinación para cal y

cementos, como también en las construcciones navales ya que permite absorber

las dilataciones de los ejes soportando las variaciones de temperatura. (Anexo 9)

Acoplamientos flexibles de fuelle metálico: Estos acoplamientos se fabrican

con una delgada lámina de metal soldando juntas una serie de arandelas

metálicas cóncavas formando así un tubo de fuelle. Estos acoplamientos ofrecen

una gran rigidez a la torsión pero comparativamente con otros diseños tienen un

par limitado, sin embargo garantizan un juego nulo o muy pequeño. (Anexo 10)

Juntas universales

Este tipo de juntas permite una desalineación angular sustancial. Existen

varios tipos, la denominada junta Cardan o Hooke y que no posee velocidad

constante y la junta Rzeppa que si tiene velocidad constante. Los primeros se

montan de a pares para poder garantizar transmisión de velocidad constante

cancelando el efecto de error de velocidad. Las juntas Rzeppa también conocidas

como juntas homocinéticas son empleadas en los vehículos de tracción delantera.

En términos generales, la gran diversidad de acoplamientos disponibles en el

mercado hace que el diseñador o calculista deba pedir constantemente

información a los fabricantes para tener los detalles más actualizados sobre

capacidades, usos y métodos de mantenimiento de los dispositivos más

novedosos entre los que existen en plaza. (Anexo 11)

SELECCIÓN

Antes de comenzar el procedimiento de selección, deberá disponerse como

mínimo de la información siguiente. Si parte de la misma no se halla disponible, la

selección será solamente preliminar. Un mayor aporte de información siempre

servirá de ayuda para una selección correcta (por ejemplo, longitud del eje,

espacio envolvente, masa máxima permitida, etc.)

Seleccionar la gama de acoplamientos más idónea de este catálogo.

Seleccionar el tipo de acoplamiento que se considere más conveniente

para la aplicación.

Decidir si el acoplamiento es torsionalmente rígido o suave.

Considere si un pequeño juego es aceptable.

Calcule el torque requerido y considere los factores apropiados de servicio.

Lubricación y mantenimiento.

Operación bajo condiciones adversas.

Costo operativo.

LUBRICACIÓN DEL ACOPLAMIENTO

Los acoplamientos que incorporan elementos deslizantes requieren lubricación

para minimizar el desgaste y en consecuencia incrementar su vida útil. Con unas

cuantas excepciones este tipo de acoplamientos se lubrica con grasas. El uso de

lubricantes y procedimientos apropiados recompensan al usuario con una vida de

servicio larga y sin problema, no todas las grasas son apropiadas para lubricar los

acoplamientos. Los catálogos de los fabricantes listan solo unas cuantas si no se

cuentan con estas recomendaciones o con las grasas que se listan deben

aplicarse las ideas generales que se mencionan a continuación:

En virtud de que los acoplamientos se apoyan en el efecto centrífugo para

reforzar al lubricante entre las superficies deslizantes las grasas pesadas no

resultan buenas. Las grasas NLGI No.1 resultan lo mejor entre una buena

lubricación y un sello adecuado.

Debido a que el desgaste del acoplamiento disminuye al aumentar la

viscosidad del aceite base de una grasa, debe seleccionarse una grasa mezclada

con un aceite que tenga una viscosidad no menor que 900 SSU (Segundos

Universales Saybolt) a 100º F. Se puede obtener esta información del fabricante

de la grasa.

Ya que las grasas se separan en aceite y jabón cuando se someten a

fuerzas centrífugas durante mucho tiempo, y debido a que el jabón utilizado en las

grasas no es lubricante, es necesario seleccionar aquellas que tengan muy poco

jabón, de preferencia menos del 8% del peso total.

Los acoplamientos deben lubricarse cada seis meses y antes de bombear

la grasa nueva debe abrirse y limpiarse para eliminar el lubricante viejo.

MANTENIMIENTO

El mantenimiento depende del tipo de acople ya que hay unos que requieren

lubricación con grasa, otros con aceite y algunos no la requieren. Razón por la

cual el mantenimiento es muy especifico en cada tipo de acoples.

APLICACIONES O USOS DE LOS ACOPLAMIENTOS

Grúas

Alimentadoras

Fabricación de metal

Explotaciones mineras

Eje de línea

Impulsiones de la bomba

Impulsiones de la grúa

Secadores de horno

Compresores

Embotelladoras

Impulsiones de la tabla de rodillos

Escaleras móviles

Sistema de generador

Bombas

Transportadores

Usos industriales pesados generales

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ACOPLAMIENTOS

Acoplamiento Rígido

Debido a la precisión de los acoplamientos tienden a producir rotura por

fatiga.

No pueden absorber vibraciones debido a la precisión y presión del

acoplamiento.

Operan en forma lineal y no permiten cambiar el diseño de la estructura.

En general son más pequeños y livianos.

Acoplamientos Flexibles

Como permiten cierta flexibilidad absorben tolerancias (no rompen por

fatiga).

Pueden virtualmente desalinearse grandemente un eje respecto al otro.

Pueden ser grandes y añadir gran peso a la estructura.

Pueden tolerar vibraciones junto con la rotación de los ejes.

COJINETES DESLIZANTES

Son básicamente anillos cilíndricos de forma tubular, con o sin collar, interpuestos entre

un árbol y su alojamiento, con la finalidad de facilitar el movimiento de rotación, aportando

cargas y reduciendo las pérdidas por fricción. Por lo general están montados en el agujero con

apriete y el árbol desliza en él. Cuando el cojinete dispone de un collar soporta esfuerzos

axiales. Los cojinetes de fricción están construidos a partir de materiales que presentan baja de

fricción (bronce, estaño, plomo, grafito, Teflón, Politetrofluoretileno, poliamida, Babbit, etc.),

pueden utilizarse seco o con lubricación. (Anexo 12)

CARACTERISTICAS DE LOS COJINETES

Los cojinetes de deslizamiento en seco de material compuesto y los cojinetes

de fricción se diferencian por la composición y la construcción de sus superficies

deslizantes. La adecuación de los distintos tipos y diseños de cojinetes para una

aplicación en particular viene determinada por varios factores: tipo de movimiento,

magnitud de la carga, tipo de carga, velocidad de deslizamiento, espacio

disponible, temperatura de funcionamiento prevista, requisitos de lubricación y

mantenimiento o condiciones de sequedad, condiciones del entorno y resistencia

química a ciertos medios.

Los cojinetes van algunas veces colocados directamente en el bastidor de la

pieza o máquina, pero con frecuencia van montados en soportes

convenientemente dispuestos para facilitar su montaje.

Dependiendo del montaje del árbol/eje con los cojinetes, el material del que

estén hechos los cojinetes influye o no a la hora de su colocación, y posterior

funcionamiento de toda la transmisión. Si se consigue mantener continuamente

separados el árbol y el cojinete por medio de una capa de lubricante evitando todo

contacto solido entre superficies de deslizamiento, entonces el material del que

están formados no influye en nada sobre dicha calidad. Sin embargo, el

rozamiento fluido depende de unas condiciones de velocidad, carga y

temperatura. De esta manera, para las velocidades bajas (arranque y parada), los

cojinetes giran en sentido de rozamiento mixto cuando no seca, haciendo

inevitable el contacto directo entre las superficies de fricción.

TIPOS DE COJINETES DESLIZANTES

Según la carga(fuerza):

Cojinetes de casquillos: tienen forma cilíndrica o de anillo, soportan cargas

perpendiculares al eje de simetría (cargas radiales). Pueden tener distintas

configuraciones, las más comunes son las de casquillo completo y la de casquillo

partido. (Anexo 13)

Cojinetes de empuje: Están diseñadas para soportar cargas paralelas a su eje de

simetría (cargas axiales). Su función es de evitar el desplazamiento longitudinal

del eje rotatorio. (Anexo 14)

Según el principio de lubricación

Lubricación hidrodinámica: la separación entre el cojinete y el árbol se logra

por el movimiento giratorio del árbol el cual genera una presión que forma colchón

de aceite entre su superficie y la del cojinete. Para lograr una eficiente lubricación

de este tipo se debe tener en cuenta:

A) La velocidad de rotación del árbol

B) Las dimensiones del cojinete

C) La viscosidad del fluido lubricante

Lubricación hidrostática: La película de lubricante se mantiene en el recinto

entre el cojinete y el árbol utilizando un sistema de presurización. Se emplean para

cojinetes que funcionan a bajas velocidades bajo acción de grandes cargas.

Cojinetes auto lubricantes: Están elaborados de metal sinterizado (metales

porosos como por ejemplo el bronce) también son llamados cojinetes de metal

reforzado. Son sencillo y de bajo costo, debido a que presentan un buen equilibrio

entre dureza, desgaste, resistencia y duración se utilizan ampliamente en

maquinas caseras, motores pequeños, maquinas, herramientas, maquinas

agrícolas y equipos de construcción. Usualmente se utiliza algún método de

lubricación suplementaria para mejorar la utilidad del cojinete.

VENTAJAS DE LOS COJINETES DE DESLIZAMIENTO

Las ventajas esenciales de los cojinetes de deslizamiento acero-metal

antifricción son las siguientes:

Fácil montaje, usando poco espacio radial.

Medio cojinete para un montaje favorable al mantenimiento.

Funcionamiento silencioso también con altas frecuencias de giro.

Óptima amortiguación de vibraciones.

Insensibilidad ante cargas de choque.

Funcionamiento sin desgaste incluso con las más altas y las más bajas

frecuencias de giro.

Larga vida útil sin fatiga de los materiales.

Ventaja de precio de los cojinetes de deslizamiento frente a los rodamientos

proporcional al volumen de construcción.

Reparaciones económicas de grandes cojinetes de deslizamiento en caso

de avería.

AREAS DE APLICACIÓN DE LOS COJINETES DE DESLIZAMIENTO.

Las aplicaciones típicas de los cojinetes de deslizamiento acero-metal

antifricción son:

Bombas centrifugas y émbolos.

Compresores de émbolo y turbocompresores.

Turbinas.

Embragues.

Motores eléctricos y generadores.

Máquinas-herramienta.

Engranajes y reductores.

Cojinetes para rodillos.

Instalaciones para la industria de cemento.

Maquinaria de trituración.

Ventiladores industriales.

Molinos y sierras alternativas.

Molinos rotativos.

Husillos de rectificadoras.

Prensas y centrifugas.

Maquinaria de imprenta y de papel.

ESPECIFICACION DE UN COJINETE DESLIZANTE

El eje, el cual es la pieza deslizante en los cojinetes, debe ser siempre más

ancho que el propio cojinete para evitar la formación de escalones en el

área de deslizamiento del cojinete. Esto es particularmente importante en el

caso de que ocurran desplazamientos axiales entre el eje y el alojamiento,

debido a una extensión del eje.

El diámetro interior del alojamiento para los cojinetes debe tener un chaflán,

de tal manera que el casquillo pueda ser presionado más fácilmente hacia

el interior del alojamiento, debido especialmente a que los casquillos

abiertos presentan con frecuencia una arista viva.

Los extremos del eje también precisan de un chaflán para evitar daños en la

capa de deslizamiento del casquillo al insertar el eje en el mismo. En ambos

casos, el ángulo del chaflán deberá ser de 10 a 15º. En caso de

aplicaciones axiales de los cojinetes, el diámetro del alojamiento no será

inferior a d = +0,8 mm.

Para el funcionamiento en seco de los cojinetes, es muy importante

disponer de una alineación exacta. Si no se puede evitar la falta de

alineación, se requieren unas medidas de diseño especiales para evitar

cargas elevadas en los extremos del cojinete. Estas medidas pueden ser,

por ejemplo, practicar un chaflán más grande en el diámetro interior del

alojamiento o utilizar un casquillo más largo, el cual sobresalga por los dos

extremos del alojamiento.

Si las faltas de alineación deben ser compensadas, y si las condiciones de

trabajo permiten el uso de cojinetes, entonces pueden utilizarse los

casquillos, que admiten ser mecanizados. Estos casquillos pueden ser

mandrilados o escariados tras su instalación.

Si los ejes deben trabajar en posición radial, así como de forma axial, las

cargas deben ser compensadas utilizando casquillos biselados (con valona)

o bien casquillos simples en combinación con cojinetes de empuje . El uso

de casquillos biselados y de cojinetes de empuje presenta ventajas incluso

cuando las cargas axiales son bajas, especialmente cuando no se puede

obtener una superficie de empuje uniforme debido al material o por razones

de mecanizado.

SELECCIÓN DE UN COJINETE

Tipos de fuerza que actúan sobre el elemento a soportar (fuerzas radiales o

fuerzas axiales).

Condiciones de servicio del cojinete dentro del sistema (suciedad,

temperatura, fuerza de impacto).

Disponibilidad de materiales y medios para la fabricación del cojinete.

Lubricación y método de lubricación necesario para garantizar el optimo

funcionamiento del cojinete.

CONCLUSION

Si bien es posible diseñar acoplamientos de alto rendimiento con fines

específicos para la mayoría de las aplicaciones, algunos tipos se adaptan mejor

que otros. Seleccionar el mejor diseño puede garantizar un funcionamiento más

confiable de las maquinarias.

En términos generales, la gran diversidad de acoplamientos disponibles en

el mercado hace que el diseñador o calculista deba pedir constantemente

información a los fabricantes para tener los detalles más actualizados sobre

capacidades, usos y métodos de mantenimiento de los dispositivos más

novedosos entre los que existen en la industria.

La utilización de los rodamientos en maquinas alivian la fricción en los puntos de

movimientos rotacionales. Los rodamientos se denominan también cojinetes no

hidrodinámicos. De acuerdo al uso a dar a los rodamientos se clasifican en varios

tipos los cuales se utilizan dependiendo a su aplicación dada.

Es muy importante el mantenimiento preventivo en los rodamientos, ya que

si estos llegan a fallar nos pueden llegar a producir consecuencias mayores, tanto

económicas como un aumento de la misma.

ANEXOS