viernes, 27 de noviembre de 2015

Ingeniería mecánica

Acoplamiento


Sistema que permite la unión y transmisión de movimiento entre dos árboles  o ejes de un máquina aproximadamente coaxiales. Aunque existen muchos modelos diferentes de acoplamiento en general suelen tener tres componentes: un elemento que se une fijo al árbol de entrada, otro que se une fijo al árbol de salida, y algún elemento o conjunto de piezas que que conecta los dos elementos anteriores permitiendo mayor o menor movilidad entre ellos según el modelo. Los acoplamientos se emplean cuando se desea unir dos partes de la máquina que se han fabricado por separado, por ejemplo el accionamiento o motor y el árbol de entrada a la transmisión, o dos árboles de la transmisión conectados entre sí pero fabricados por separado.
Los acoplamientos deben cumplir las siguientes características:
  • Resistencia: deben ser capaces de transmitir el momento torsor del eje sin que se produzca su rotura.
  • Absorción de desalineaciones: el acoplamiento debe ser capaz de transmitir el movimiento de rotación aunque exista una pequeña desalineación entre los árboles conectados, dependiendo la magnitud máxima de desalineación aceptable del modelo de acoplamiento.
Los parámetros técnicos fundamentales que deben tenerse en cuenta para la selección de un acoplamiento son:
  • Momento torsor admisible
  • Desalineación admisible
  • Velocidad de giro máxima admisible
  • Momento de inercia del acoplamiento (especialmente en accionamientos para movimientos rápidos)
  • Rigidez y amortiguamiento a torsión del acoplamiento
Los acoplamientos se pueden clasificar en:
  • Permanentes (la transmisión entre los ejes se mantiene siempre)
    • Rígidos:
    • Flexibles:
      • Rígidos a torsión:
        • Junta cardan
        • Junta homocinética
        • Acoplamiento de Oldham
        • Acoplamiento flexible dentado o de engranaje
        • Acoplamiento de cadena
        • Acoplamiento de barriletes
      • Elásticos:
        • De diafragma elástico
        • De resorte serpentiforme
        • De manguito elástico
        • Semielástico de tetones
        • De banda elástica
        • De elastómero
  • Intermitentes (embragues)

Imagen de muestra de un acople mecánico de engranaje (dientes)

Los acoplamientos o acoples mecánicos son elementos de una máquina que sirven para prolongar líneas de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes, en planos diferentes o con dirección paralela, para transmitir energía.
En modelos de acoplamientos más avanzados y modernos, como los de Malmedie, estos dispositivos de acople también cumplen con la función de proteger su sistema y el mismo mecanismo de sujeción contra cargas y fuerzas excesivas.

Los acoplamientos pueden tener muchas funciones, pero su propósito principal es el de conectar los ejes de las unidades que fueron manufacturadas por separado y que giran, como el motor o el generador.
Estos, sin embargo, sí permiten un cierto movimiento final o desalineación para la flexibilidad y también proporcionan una fácil desconexión de los dos dispositivos independientes para las reparaciones o modificaciones. Además, reducen el choque que se transmite de un eje a otro, protegen contra las sobrecargas y pueden alterar la cantidad de vibraciones que experimenta una unidad giratoria.

Imagen de muestra de los acoplamientos flexiblesHoy en día existen muchos tipos de acoplamientos mecánicos en la industria, y por lo general se clasifican en tres tipos: rígidos, flexibles y especiales o articulados.
El acoplamiento rígido unen dos ejes de forma apretada para que no sea posible que se genere movimiento entre ellos. Este tipo de acoples se usa cuando se requiere de una alineación precisa. Con esta alineación precisa y una unión apretada, los acoples rígidos son capaces de maximizar el rendimiento de una máquina.

  • De platillos
  • Por sujeción cónica
  • De manguito o con prisionero
Los acoplamientos flexibles permiten una mayor flexibilidad en los ejes. Se usan para transmitir torque cuando los ejes están desalineados. Pueden acomodar hasta tres grados de desalineación: angular, radial y axial.

Imagen de muestra de Acoplamiento RidigoAcoplamientos de elementos deslizantes: se lubrican o están hechos de plástico de baja fricción y pueden absorber sólo desalineación angular. Se subdividen en:
  • De tipo engranaje: constituyen el diseño más universalmente utilizado.
  • De cadena: son muy sencillos, pues constan de dos ruedas y una cadena. Se usan en acoples cerrados.
  • De rejilla de acero: tiene dos cubos de dientes externos y una rejilla de acero que pasa por todos los dientes.
  • Acoplamientos de elementos flexionantes: absorben la desalineación por la flexión de uno o más componentes.

Con elemento metálico: están compuestos por un conjunto de discos, normalmente hechos de acero inoxidable. Sólo pueden absorber la desalineación en cada punto de flexión. Cuanto mayor sea la distancia entre los elementos, será mayor la desalineación que pueda absorber. No funciona a altas velocidades.
Con elemento elastómero: están hechos de caucho, goma o plástico y se utilizan en máquinas acopladas que están cerca una de la otra. Los más populares acoplamientos flexionantes de elastómero son las llantas y rosquillas de caucho, los elementos rasurados y la quijada o estrella.

  • Junta universal
  • Junta eslabonada de desplazamiento lateral
Imagen de muestra de los sistemas de sobre carga de MalmedieLos acoplamientos o acoples mecánicos de Malmedie son uno de los principales productos que LBA Industrial tiene para la industrial minera y siderúrgica. Par más información acerca de estos productos no olvide consultar nuestras secciones de:
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Acoplamiento de Oldham

El acoplamiento de Oldham, o junta Oldham, es un tipo de acoplamiento flexible rígido a torsión. Permite la transmisión de movimiento con velocidad angular constante entre árboles paralelos desalineados. Se trata de un mecanismo formado por tres piezas: dos de ellas se unen a cada uno de los árboles y la tercera se une a cada uno de ellos con un par cinemático de traslación, siendo la dirección de la traslación perpendicular respecto a cada árbol.

El acoplamiento de Oldham admite desalineaciones radiales elevadas y desalineaciones angulares pequeñas. Su rigidez torsional es elevada, al no incorporar elementos flexibles. Debido a su configuración no debe emplearse para ejes en voladizo.

Los acoplamientos Oldham son un ensamblaje de tres piezas compuesto de dos cubos de aluminio anodizado montados en un disco central de plástico. Los dientes de los cubos entran con poca presión en las ranuras del disco y garantizan la transmisión de par con cero juego. Durante la operación del acoplamiento los cubos de deslizan en dirección perpendicular uno al otro en las ranuras del disco para compensar desalineamiento sin afectar la transmisión de par. Mientras la capacidad a compensar desalineamiento angular y movimiento axial es relativamente pequeña el acoplamiento Oldham es muy recomendable para aplicaciones con desalineamiento lateral.
Ruland ofrece los acoplamientos Oldham con fijación tipo abrazadera o con tornillo prisionero y la opción de chaveteros. Los agujeros de medida métrica son de 3mm a 30mm e imperial de 1/8" a 1 1/8". Los cubos son intercambiables y se pueden combinar entre cubos tipo abrazadera o con tornillo prisionero, con o sin chavetero e igual en medida métrica e imperial en un solo acoplamiento, siempre y cuando tengan el mismo diámetro exterior. Los cubos del acoplamiento Oldham son regularmente de aluminio para inercia baja y con acabado de anodizado negro para prevenir corrosión y disminuir la fricción entre cubo y disco. Cubos de acero inoxidable para mayor resistencia a corrosión están disponibles sobre pedido especial.
El disco central es reemplazable y está disponible de poliacetal para alta rigidez torsional y cero juego o de nylon para la absorción de cargas de impacto y reducción de ruido. Los discos cuales se montan a poca presión sobre los dientes de los cubos para asegurar la falta de juego, se pueden reemplazar fácilmente en caso de desgaste o falla. En caso de que el eje necesita pasar a través del disco se pueden pedir discos perforados sobre pedido especial.
Ideal para muchas aplicaciones de control de movimiento de potencia baja el acoplamientos Oldham también actúa como un limitador de par y protege el resto de los componentes en el equipo. En caso de sobrecarga el disco central del acoplamiento se rompe y para la transmisión de par evitando daños mayores. Debido al hecho que el material de los discos no conduce la electricidad, los acoplamientos Oldham ofrecen hasta cierto punto aislamiento eléctrico. Esto evita que corrientes eléctricas se transmitan a instrumentos delicados lo cual puede provocar lecturas inexactas o causar daños de datos.


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