Virtualización Escuela de Ingeniería Asignatura Tema de la Sesión: Acoplamientos Semana: 12 Acoplamientos 2. Motivación • Se utiliza un video de máximo 3 minutos relacionado al tema • Se comenta de un caso real en el sector productivo relacionado al tema a desarrollar • Se busca es que el alumno considere que el tema le da valor a su aprendizaje Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos 1. Saberes Previos Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Logro de aprendizaje Plantea con criterio la solución a la dificultad de transmitir movimiento de rotación de un eje a otro en condiciones óptimas, aplica la transmisión de movimientos a través de juntas universales. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos 4. Contenido y desarrollo de la sesión: Acoplamientos ● Definición, Tipos: Acoplamientos rígidos, Acoplamientos flexibles, Juntas universales, Junta de cardam con materiales flexibles Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos ACOPLAMIENTO El acoplamiento es un elemento de transmisión de torque que cumple las siguientes funciones: • • • • • Conecta dos ejes Transmite torque de un eje a otro Acomoda el desalineamiento entre los dos ejes Reduce las vibraciones de un eje al otro Sirve de elemento fusible para proteger los equipos conectados, en caso de un trabamiento. https://www.youtube.com/watch?v=5PPgv8QlMSE Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Tipos de acoplamientos De acuerdo con la exactitud de alineación de los árboles que unen, el número de r/min (revoluciones por minuto) y las potencias que trasmiten, los acoplamientos pueden ser: •Acoplamientos Rígidos •Acoplamientos Flexibles •Acoplamientos articulados Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Acoplamientos Hidráulicos Un acoplador hidráulico (también llamado acoplamiento hidráulico, cople hidráulico o turboacoplador) es un elemento de transmisión de potencia que basa su funcionamiento en el Principio de Föttinger Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Acoplamientos Neumáticos El acoplamiento de neumático consiste en un neumático de tela o hule tórico que se ajusta elásticamente en ranuras en dos bridas. El neumático compensa los desplazamientos y puede amortiguar las vibraciones. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Tipos de desalineación Como hemos dicho, en cuanto a términos de desalineación tenemos dos grandes tipos, la desalineación angular y la desalineación paralela. Desalineación angular La desalineación angular o conocida como desajuste axial consta de dos ejes paralelos que se sitúan en distintos ángulos en diferente plano horizontal y vertical. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Desalineamientos Radiales Angulares Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Desalineamientos Axiales Variables Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Desalineación paralela La desalineación paralela se sucede cuando tenemos dos ejes que están en paralelo pero no están en el mismo plano. Traslación Paralela al Eje Para corregir los ángulos de la alineación podemos ir subiendo y bajando los componentes. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Tipos de acoplamientos De acuerdo con la exactitud de alineación de los árboles que unen, el número de r/min (revoluciones por minuto) y las potencias que trasmiten, los acoplamientos pueden ser: •Acoplamientos Rígidos •Acoplamientos Flexibles •Acoplamientos articulados o especiales Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Acoplamientos rígidos El acoplamiento rígido es un tipo de acoplamiento de eje que se utiliza para conectar dos ejes juntos en sus extremos con el fin de transmitir potencia. En el caso de estos acoplamientos, los ejes proporcionan una unión fija entre sí donde no se requiere flexibilidad de torsión, se mantiene la alineación del eje y se proporciona un soporte de rodamiento adecuado. Para reducir la deflexión del eje, el rodamiento de soporte del eje debe ubicarse lo más cerca posible del acoplamiento. Los acoplamientos grandes y los que funcionan a alta velocidad pueden requerir equilibrio para reducir la vibración. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos a) Acoplamientos de brida o platillos Los acoplamientos de brida se utilizan para conectar ejes de igual o diferente diámetro. El dispositivo consta de 2 cubos con bridas, perforados y ranurados para adaptarse a sus respectivos ejes y unidos por pernos. Algunos tienen bujes extraíbles para un reemplazo más fácil. Los acoplamientos generalmente están hechos de acero al carbono y están disponibles para más de 8"de diámetro. Los acoplamientos estilo brida están diseñados principalmente para aplicaciones de servicio pesado. https://www.youtube.com/watch?v=zyPwfLwAOEY&t=1s Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos b) Acoplamientos de manguito Los estilos de sujeción vienen de dos maneras: diseño de una pieza y dividido, de dos piezas. Los acopladores divididos de dos piezas se pueden instalar y quitar sin desmontar la máquina. https://www.youtube.com/watch?v=nV8WVRhBZ8A Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos c) Acoplamientos de 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. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Acoplamientos flexibles Los acoplamientos flexibles son capaces de compensar las desalineaciones. Son especialmente útiles en aquellas aplicaciones que requieren un rápido y arranque de la maquinaria Normalmente proporcionan un menor par de potencia si se compara con los acoplamientos rígidos, teniendo en cuenta que estos últimos están hechos de una sólida pieza metálica. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos a) Acoplamientos flexibles metálicos La transmisión de potencia se realiza mediante componentes metálicos. • Acoplamientos de discos • Acoplamiento elástico móvil con muelle plano en zig-zag • Acoplamiento de cadena • Acoplamiento dentado https://www.youtube.com/watch?v=FHUsrHr_y4o Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos b) Acoplamientos flexibles con un elemento elástico La transmisión de potencia se realiza mediante un componente flexible ubicado entre los mangones o las partes metálicas. • Acoplamiento flexible con cubierta caucho • Acoplamiento con elastómero de estrella • Acoplamiento de pernos encasquillados con elastómero https://www.youtube.com/watch?v=7Aj2q6fsC5M&t=57s Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos TORQUE: T = Potencia x CTE Velocidad(RPM) Factor de Servicio: F.S. Torque Equivalente: T x F.S. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos DATOS PARA SELECCIÓN: 1.- Aplicación: Factor de Servicio ( F.S. ) 2.- Potencia de trabajo ( HP ) 3.- Velocidad ( RPM ) 4.- Diámetro de los ejes ( pulg. o mm. ) 5.- Consideraciones especiales ( limitaciones de espacio, posición vertical, temperatura, desplazamiento, etc. ) Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos FORMULAS EMPLEADAS: Torque ( T ) = Potencia(HP) x 63000 (Lb-Pulg) Velocidad(RPM) Factor de Servicio: F.S. Torque Equivalente (T.equiv) : T x F.S. lb-pulg x 0.113 => N-m Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ejemplo 1: 1.- Aplicación: Bomba centrifuga, frecuentes cambio de velocidad. De tablas: F.S. = 1.25 2.- Potencia: 86 Kw. = 115.2 Hp. 3.- Velocidad: 1750 RPM. 4.- Diámetro de los ejes: Del motor = 75 mm. = 2.95 pulgadas (cubo integral) De la bomba = 42 mm. = 1.65 pulgadas (cubo normal) Ing. Edgar Espinoza Cadenas REEMPLAZANDO DATOS EN LA FORMULA ANTERIOR: T = 115.2 (Hp) x 63000 = 4,147.2 lb-pulg 1750 (Rpm) T-equivalente = 4,147.2 x 1.25 = 5,184 lb-pulg T-equivalente = 5,184 lb-pulg x 0.113 = 585.792 N-m En tablas se debe seleccionar el acople cuyo torque de diseño sea mayor al torque equivalente que hemos calculado. Luego se verifica el máximo agujero permisible que se pueden maquinar al acople seleccionado. Acoplamientos Finalmente, para esta aplicación se pueden emplear cualquiera de las siguientes alternativas: a.) Acoplamiento FALK 1080 T10. b.) Acoplamiento FALK WRAPFLEX 40 R10. c.) Acoplamiento OMEGA E-40. d.) Acoplamiento GUMMI A-60 CI/CN Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ejemplo 2 : 1.- Aplicación: Trefiladora De tablas: F.S. = 2.0 2.- Potencia: 150Hp 3.- Velocidad: 980 RPM. 4.- Diámetro del eje mayor: Del motor = 76 mm. = 3.0 Pulg. (cubo normal) Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos REEMPLAZANDO DATOS EN LA FORMULA ANTERIOR: T = 150 Hp x 63,000 = 9,642.9 lb-pulg 980 Rpm T-equivalente = 9,642.8 x 2.0 = 19,286 lb-pulg T-equivalente = 19,286 lb-pulg x 0.113 = 2,179.31 N-m En tablas se debe seleccionar el acople cuyo torque de diseño sea mayor al torque equivalente que hemos calculado. Luego se verifica el máximo agujero permisible que se pueden maquinar al acople seleccionado Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Finalmente, para esta aplicación se pueden emplear cualquiera de las siguientes alternativas: a.) Acoplamiento FALK 1090 T-10. (De rejillas flexibles) b.) Acoplamiento METALFLEX 1025GM20 (De engranajes) c.) Acoplamiento GUMMI A-95 (Elastomérico) Nota: Como existe posible desalineamiento y vibración entonces el acople de engranajes no puede emplearse a pesar que soporta muy alto Torque, siendo en este caso los indicados en esta aplicación el acople de Rejillas Flexibles y acople elastomérico GUMMI. Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Ejemplo 3 : 1.- Aplicación: Bomba Centrifuga, Velocidad Constante De tablas: F.S. = 1.0 2.- Potencia: 15Hp 3.- Velocidad: 1765 RPM. 4.- Diámetro de los ejes: Del motor : 1.64 Pulg.= 41.656 mm De la bomba : 1.26 Pulg. = 32 mm 5.- Distancia entre Ejes : 3.5 pulg. = 88.9 mm Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos REEMPLAZANDO DATOS EN LA FORMULA ANTERIOR: T = 15 Hp x 63,000 = 535.4 lb.-pulg. 1765 Rpm. T-equivalente = 535.4 x 1= 535.4 lb.-pulg. T-equivalente = 535.4 lb-pulg x 0.113 = 60.5 N-m Además de verificar en tablas el Torque y el agujero máximo, tenemos que considerar un Acople con espaciador siendo las alternativas: a.) Acoplamiento OMEGA ES-5. b.) Acoplamiento KTR RADEX NANA1 TAMAÑO 50 c.) Acoplamiento GUMMI A-30 CI/CI ES Ing. Edgar Espinoza Cadenas Acoplamientos Conclusiones • Los acoplamientos cumplen la función de ser el “elemento fusible” para proteger a los equipos de trabamiento. • Los acoplamientos elastomericos son los mas utilizados en la industria, por su alta capacidad de absorber desalineamientos y vibraciones, además de tener un costo bajo comparado con otros. Los acoplamientos son sistemas de transmisión de movimiento (potencia) entre ejes. Es importante seleccionar correctamente el acoplamiento que mas se adapte a nuestra necesidad. • • Ing. Edgar Espinoza Cadenas Muchas Gracias
