CÓMO SELECCIONAR EL ACOPLAMIENTO MÁS

CÓMO SELECCIONAR EL ACOPLAMIENTO MÁS INDICADO PARA…
Desalineación angular
La causa común de desalineación angular es cuando uno de los no está montado en un soporte fijo,
como por ejemplo en el caso de un montaje con un rodamiento autoalineante.
(Fig. 18 – Un eje semiflotante montado en un extremo sobre un rodamiento autoalineante debe estar
soportado en el otro extremo por un acoplamiento simple.)
Alternativamente, puede disponerse un eje intermedio flotante entre el accionamiento y la carga.
(Fig. 19 – Dos acoplamientos simples soportan el eje flotante en un eje de rotación estable.)
Debido a que los ejes no están montados de manera convencional, se autoalinearán para intersecarse en
el centro del acoplamiento, el cual actúa como una rótula y, en cierta medida, como un rodamiento radial.
Ya que el acoplamiento debe mantener los ejes en ejes de rotación estables, dicho acoplamiento debe
ser de tipo simple, porque cualquier desplazamiento radial en el acoplamiento sería contraproducente.
A pesar de que puedan emplearse acoplamientos con configuración de eje flexible en estas condiciones,
existe la posibilidad de que el sistema acoplado sufra oscilaciones laterales. Esto puede verse mejor por
el efecto que tendría un accionamiento por correa y polea en un eje con desplazamiento.
Con capacidad de desplazamiento lateral, el acoplamiento responde a la tensión oscilante de la correa
permitiendo la oscilación lateral del eje.
(Fig. 20 – Un eje semiflotante montado en un extremo sobre un rodamiento autoalineante, con un
acoplamiento de fuelle múltiple en el otro extremo. El acoplamiento reacciona a la tensión oscilante de la
correa permitiendo oscilaciones laterales del eje.)
Los ejes en el primer diagrama pueden describirse como semiflotantes, mientras que los del segundo
diagrama son plenamente flotantes. Esto es una consideración importante, ya que en ningún caso deberá
emplearse un acoplamiento con desplazamiento lateral con ejes flotantes. Esto se debe a que este tipo de
acoplamiento no tiene capacidad autocentrante y su empleo permitiría a los ejes orbitar de manera
descontrolada.
Entre los acoplamientos capaces de soportar desalineaciones angulares verdaderas se encuentra la junta
universal, o junta de cardán, con su capacidad de aceptar grandes desplazamientos, la amortiguación de
las oscilaciones de torsión, la resistencia al agua y el funcionamiento sin engrase.
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El acoplamiento de discos simple es también ideal, gracias a una vida útil prácticamente infinita y a una
construcción en sí misma dinámicamente equilibrada. Igualmente, el acoplamiento de fuelle simple, con
su elevada rigidez a la torsión, supone una buena selección para esta aplicación.
Desalineación nula
Mediante el montaje de ambos ejes con rodamientos autoalineantes, puede obtenerse una desalineación
nula. De esta manera, ambos ejes pueden flotar concéntricamente de forma solidaria, permitiendo el
empleo de un acoplamiento rígido que simplemente mantiene los ejes en perfecta alineación.
(Fig. 21 – Los ejes montados sobre rodamientos autoalineantes pueden flotar en perfecta alineación
conectados mediante un acoplamiento rígido.)
Los problemas ocurren cuando se intenta conectar ejes fijos de esta manera, ya que este grado de alineación
es difícil de conseguir y de mantener debido a los movimientos de asentamiento, fluencia y expansióncontracción térmica.
La influencia de estos factores resulta en movimientos relativos entre los ejes, y la alineación que se pueda
obtener en fábrica será difícil de obtener en servicio. Por ello, será siempre preferible la opción de un
acoplamiento flexible.
Antes de instalar un acoplamiento rígido, es interesante probar primero un acoplamiento flexible. Con la
máquina a la temperatura de trabajo normal, se mide la velocidad y/o la corriente absorbida del motor. La
diferencia entre estos valores y los correspondientes a la instalación con el acoplamiento rígido indica las
pérdidas generadas por la mayor resistencia al rozamiento de los rodamientos.
Desplazamiento axial
El desplazamiento axial del eje puede ser de carácter intencional o no intencional. Los movimientos debidos a
las tolerancias, el asentamiento y la expansión-contracción térmica forman parte de esta última categoría. A
pesar de que estos movimientos puedan ser reducidos, pueden contribuir a generar importantes cargas
axiales y causar daños en los rodamientos.
En estos casos debe seleccionarse un acoplamiento con capacidad de desplazamiento axial, particularmente
un acoplamiento de fuelle, de disco deslizante o de hélice. El acoplamiento de fuelle múltiple permite el
mayor desplazamiento axial, mientras que los acoplamientos de disco simple o de fuelle simple permiten el
menor desplazamiento axial.
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Para un desplazamiento del eje intencional, como en los sistemas de empuje-tracción o en las
transmisiones extensibles en los que la distancia entre el accionamiento y la carga sea variable, debe
emplearse un acoplamiento de eje telescópico.
El acoplamiento HUCO POL de la casa Huco Dynatork es un ejemplo típico. Está formado de tubos de
precisión fabricados a partir de secciones cuadradas de latón que pueden cortarse según la longitud
deseada para permitir un amplio intervalo de movimiento axial. Esta opción de poder adaptar la longitud
del acoplamiento significa adaptarlo a la amplitud de desplazamiento.
Otra opción es el acoplamiento Oldham de disco deslizante, un acoplamiento que comprende tres piezas.
Mediante un montaje de los cubos ligeramente desplazados del tope axial, se crea una reducida
capacidad de desplazamiento axial.
Capacidad de par
El par representa el esfuerzo de torsión necesario para vencer la resistencia opuesta de la carga. Las
cargas rotativas se caracterizan por sus componentes del rozamiento y de la inercia, y se clasifican según
cuál de estas componentes es predominante. Por ejemplo, la resistencia que se opone a una bomba que
suministra un fluido es una carga debida al rozamiento, ya que el elemento de inercia es secundario en el
caso de una bomba trabajando de manera continua a velocidad constante.
El par total de la aplicación comprende las componentes del rozamiento más la inercia. Cuando la bomba
trabaja a velocidad constante, produce una carga uniforme y la potencia necesaria para ello, se expresará
en kW o en CV. La potencia en kW está relacionada con el par según la fórmula siguiente: Par (Nm) =
Potencia (kW) x 9 550 / Velocidad de rotación (rev/min).
Por otro lado, en el caso de una mesa deslizante caracterizada por ciclos de trabajo cortos con fuertes
aceleraciones y deceleraciones en ambos sentidos, el factor predominante son las cargas de inercia.
Dichas cargas determinarán el coeficiente de inversión de par del acoplamiento.
En términos más precisos, el par máximo que afecta al acoplamiento puede estar dictado según el freno
esté aplicado por la carga o por el motor. En el diagrama siguiente, las flechas indican el sentido de
actuación de las fuerzas de rotación debidas al frenado, aceleraciones y deceleraciones.
Una vez determinado el par máximo del sistema, la selección del acoplamiento indicado puede realizarse
en función de la capacidad de par máximo. La selección del acoplamiento debe realizarse empleando la
fórmula siguiente: Par máx. > Par de trabajo x Coeficiente de trabajo.
Rigidez a la torsión
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La rigidez a la torsión puede expresarse en diferentes unidades, pero la más común y más sencilla es
Nm/rad. Descrita a menudo como el par de torsión por unidad de deformación, la rigidez a la torsión es
importante en sistemas de posicionamiento y describe la resistencia a la deformación angular por torsión
del acoplamiento.
La inversa de la rigidez a la torsión es la deformación a la torsión, definida como la deformación angular
por unidad de par. Ésta puede también expresarse de muchas maneras, pero la más indicada es en
grados/Nm.
Cuando se emplea en un sistema de control en anillo cerrado o de control de velocidad, la rigidez a la
torsión de un acoplamiento es crítica y es un factor contribuyente en el cálculo del límite máximo de las
prestaciones y la estabilidad. Por eso, la rigidez de un acoplamiento debe ser tal que su frecuencia de
resonancia a la torsión exceda 300-600 Hz, según las condiciones dinámicas de la aplicación.
La rigidez es especialmente crítica cuando predominan las cargas de inercia, y es menos crítica a medida
que esta predominancia se desplaza hacia el motor.
Aerca de Huco
Con más de 40 años de innovación, Huco Dynatork es una reconocida empresa líder mundial en los
acoplamientos de precisión y los motores neumáticos de pistones. Con el respaldo de una amplia
experiencia en numerosas aplicaciones y el empleo de los materiales más avanzados, Huco Dynatork
diseña y fabrica soluciones de transmisión mecánica innovadoras que satisfacen las más altas exigencias
del cliente.
Huco Dynatork fabrica una gama completa de acoplamientos de precisión de tipo muelle, Oldham, UniLat, de fuelle, rígidos, de lámina flexible, de garras y de doble bucle. La gama de productos incluye
también motores neumáticos de pistones, los cuales pueden suministrarse montados con reductor de
tornillo sin fin.
Los productos Huco Dynatork de alta fiabilidad tienen aplicación en una variedad de sectores clave, entre
ellos la producción de alimentos, la energía, el textil, los equipos médicos, el envase, la transformación
metálica, la máquina herramienta y el movimiento de materiales, en aplicaciones de accionamientos paso
a paso y servo, dinamómetros, escáneres, bombas, ventiladores, mezcladores, transportadores y
compresores.
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