¿Alguna vez te has preguntado qué tipos de acoplamientos flexibles existen? No te preocupes, en este artículo vamos a explorar todas las opciones disponibles en el mercado. Los acoplamientos flexibles son elementos indispensables en muchas industrias, ya que permiten la conexión y transmisión de movimiento entre dos ejes. Desde acoplamientos de engranajes hasta acoplamientos de goma, descubriremos cuáles son las características de cada uno y para qué aplicaciones son más adecuados. Así que sigue leyendo, porque la respuesta a todas tus preguntas sobre acoplamientos flexibles está a solo unos párrafos de distancia.
Un acoplamiento de eje es un elemento mecánico que conecta los dos ejes entre sí para transmitir el par de un extremo al otro compensando la desalineación. En el artículo anterior, analizamos los requisitos funcionales para los acoplamientos, la clasificación de los acoplamientos y los tipos de acoplamientos rígidos. En este artículo, analizaremos los diferentes tipos de acoplamientos flexibles.
Tipos de acoplamientos flexibles
Como ya hemos mencionado, los acoplamientos flexibles se utilizan para transmitir el par compensando la desalineación entre los lados de entrada y salida, además de acomodar el movimiento axial.
La clasificación de los acoplamientos flexibles puede depender del criterio de que la flexibilidad del acoplamiento se puede lograr mediante la flexibilidad del material o la flexibilidad mecánica. A continuación se detallan los diferentes tipos de acoplamientos flexibles en general. Aquí enumeramos los tipos de acoplamientos flexibles más comunes e importantes utilizados en diferentes industrias.
- Acoplamiento dentado
- Embrague de jamón viejo
- Embrague de disco
- Conexiones de red
- Acoplamiento de diafragma
- Acoplamientos hidráulicos
- Acoplamientos de torsión
- Acoplamiento con tornillos Allen
- Acoplamiento universal
Flexibilidad de materiales se logra mediante la deformación del material. Por ejemplo, en un acoplamiento elástico o un acoplamiento de torsión, el elemento flexible es un elemento elástico que proporciona flexibilidad deformándose.
Otros ejemplos de flexibilidad de materiales incluyen acoplamientos de disco y acoplamientos de diagrama. Estos acoplamientos flexibles utilizan láminas delgadas de metal para doblarse y lograr flexibilidad. Podemos clasificarlos como elementos materiales flexibles. Sin embargo, en algunos casos los clasificamos como tipos separados de elementos flexibles, llamados “elementos flexibles”. Flexibilidad metálica o acoplamiento de elementos flexibles metálicos.
Mientras Flexibilidad mecánica Esto se puede lograr haciendo rodar, deslizar o inclinar partes del acoplamiento flexible sobre la superficie del otro componente. En este caso, tomemos un ejemplo del acoplamiento de engranajes, que ofrece flexibilidad a través de flexibilidad mecánica.
Analicemos en detalle los acoplamientos de engranajes enumerados anteriormente y también veamos dónde se utilizan estos acoplamientos.
1. Acoplamiento de engranajes
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Los acoplamientos de engranajes suelen ser acoplamientos rígidos a la torsión. Estos pueden transmitir el par más alto de un extremo al otro.
Estos acoplamientos de engranajes pueden diseñarse como un modelo totalmente flexible en el que pueden compensar la desalineación paralela y como un modelo flexible-rígido en el que no pueden compensar la desalineación paralela.
En un modelo completo de acoplamiento de dientes flexible, ambos lados del acoplamiento de dientes tienen un manguito (dientes internos) y un cubo con dientes externos. Esto garantiza un doble acoplamiento flexible para las tres desalineaciones (axial paralela, angular).
En el modelo de acoplamiento de engranajes rígido y flexible, solo un lado tiene un manguito con dientes internos y el cubo con dientes externos, y el otro lado tiene un cubo con brida rígida. Esto permite una única intervención flexible para las dos desalineaciones (axial, angular). Con este modelo no es posible un desplazamiento paralelo.
Aplicación del acoplamiento de engranajes: Aplicaciones industriales, turbomaquinaria.
2. Clutch de jamón viejo
En el acoplamiento Old Ham suele haber una gran desalineación paralela. Está formado por tres miembros. Un elemento flotante está encerrado entre los otros dos elementos mediante ranuras de 90° en ambos lados del elemento flotante. Mira la foto del bolso Old Ham.
Aplicación del acoplamiento Old Ham: Robótica, servo además de la impresora y fotocopiadoras.
3. Embrague de disco
El acoplamiento de disco consta de una capa delgada de discos laminados como parte principal del acoplamiento para garantizar la flexibilidad para adaptarse a la desalineación.
Mire la imagen del embrague de disco de arriba. Consta de dos cubos a cada lado y un espaciador en el medio, conectados por discos en ambos lados.
Aplicación para embragues de disco: Aplicación hidrostática (cajas de cambios a bombas hidráulicas), turbomaquinaria
4. Conexiones de red
Los acoplamientos de rejilla pueden amortiguar muy bien las vibraciones. Estos embragues de rejilla tienen algunos componentes bastante similares a los embragues de engranajes, excepto por la malla del engranaje. Los cubos tienen ranuras y estas ranuras se acoplan al resorte de acero. Mire la imagen de un acoplamiento de red.
Estos acoplamientos de rejilla no pueden compensar las desalineaciones paralelas. Se pueden proporcionar desalineaciones angulares mínimas y se puede compensar un buen grado de desalineaciones axiales. Debido a su construcción metálica, el embrague de rejilla puede transmitir pares elevados.
Aplicación del acoplamiento de red: Aplicación industrial donde un acoplamiento debe absorber cargas de impacto.
5. Acoplamiento de diafragma
Al igual que en el acoplamiento de disco, los acoplamientos de diafragma también utilizan láminas delgadas como elemento flexible. El lado con el diámetro exterior de la membrana se atornilla al cubo y la parte con el diámetro interior del disco de la membrana se encaja en las ranuras de la parte de la bobina. Al otro extremo de la bobina (espaciador) se adjunta un disco de membrana con un cubo.
Los acoplamientos de diafragma pueden adaptarse a las tres desalineaciones. Puede adaptarse a una gama más amplia de desalineaciones axiales.
Aplicación del acoplamiento de diafragma: turbomaquinaria
6. Acoplamientos hidráulicos
El embrague fluido también se llama embrague hidráulico. Hay dos turbinas (impulsores) cubiertas por una carcasa para llenar el líquido. Un impulsor está montado en el eje de entrada y el otro en el eje de salida. Estos dos impulsores están conectados al líquido transportado por la carcasa. Cuando el eje de entrada gira, el impulsor de entrada también gira. Como resultado, el fluido transfiere lentamente el torque al impulsor impulsado a medida que aumenta la velocidad. Este acoplamiento hidráulico se utiliza como acoplamiento mecánico.
Aplicación del acoplamiento de fluido: Los automóviles, el transporte marítimo y las máquinas industriales funcionan como un embrague mecánico.
7. Acoplamientos de torsión
Los acoplamientos torsionales se utilizan normalmente para absorber vibraciones de torsión. La mayoría de estos son acoplamientos de goma que pueden amortiguar las vibraciones y también compensar la desalineación. Los embragues de torsión de resorte también están disponibles como embragues de torsión.
Aplicaciones de acoplamiento torsional: Generadores con motor diesel, aplicación marina.
8. Acoplamiento de pasador hembra
Es un acoplamiento tipo simple con dos bridas atornilladas con un tornillo auxiliar y una tuerca recubierta por un casquillo de goma. Mire la imagen del acoplamiento de pasador hembra. Estos acoplamientos son rígidos a la torsión y también se adaptan a las tres desalineaciones. Debido a su diseño simple, son más rentables.
Aplicación de acoplamiento de perno zócalo: Aplicaciones industriales.
9. Acoplamiento universal
Principalmente conocida como junta universal y la conocemos bien. Es un vínculo que consta de dos yugos conectados por una araña.
Mira la imagen GIF de una junta universal. Como puede ver, puede compensar desalineaciones angulares masivas. Se utiliza principalmente para revestimientos de pozos largos soportados por cojinetes.
Aplicaciones de acoplamiento universal: Automóviles, aplicaciones aeronáuticas, ejes de transmisión, trituradoras de rocas, mecanismos de control, cintas transportadoras, máquinas formadoras de metales, controladores de herramientas
Estos son los diferentes tipos de acoplamientos flexibles y su aplicación.
Enumeremos las aplicaciones anteriores nuevamente en un solo lugar para ver qué acoplamientos usamos con más frecuencia en muchas industrias.
Aplicaciones de acoplamiento flexible
- En aplicaciones industriales, podemos utilizar acoplamientos de engranajes, acoplamientos de disco, acoplamientos de rejilla y acoplamientos de pasador de casquillo.
- Para aplicaciones de turbomaquinaria, podemos utilizar acoplamientos de engranajes, acoplamientos de disco y acoplamientos de diafragma.
- Para aplicaciones de bombas hidrostáticas podemos utilizar acoplamientos de disco.
- En robótica y aplicaciones en miniatura como máquinas de impresión, podemos utilizar los antiguos acoplamientos jamoneros.
- En todas las aplicaciones de propulsión marina, generadores diésel y cualquier lugar que impulse un motor diésel, debemos utilizar acoplamientos de torsión/acoplamientos elastoméricos.
- El embrague universal se utiliza en automóviles, aplicaciones aeronáuticas, ejes de transmisión, trituradoras de rocas, mecanismos de control, cintas transportadoras, máquinas formadoras de metales y accionamientos de herramientas.
- El acoplamiento de fluido se utiliza cuando se requiere un acoplamiento mecánico. Los accionamientos de máquinas automotrices, marinas e industriales son algunas de las aplicaciones de los acoplamientos hidráulicos.
¿Cómo elegir un acoplamiento flexible para cada aplicación?
Para elegir cualquiera de los acoplamientos anteriores es necesario tener en cuenta los siguientes pasos.
- Par de entrada nominal: El embrague debe ser capaz de transmitir el par máximo a transmitir junto con el factor de seguridad.
- Velocidad nominal: La velocidad máxima de transmisión debe ser aceptable a través del embrague.
- Desalineaciones: La desalineación máxima debe ser compensada por el acoplamiento cuando se opera a velocidad máxima o par máximo.
- Instalación: Según los requisitos del cliente, el acoplamiento debe ofrecer más de 3 parámetros con un espacio de instalación específico. A veces la distancia entre el variador y el variador es muy pequeña, entonces se requiere un acoplamiento cerrado, en otras aplicaciones el variador y el variador están muy separados, entonces necesitamos un acoplamiento independiente con un espaciador.
- Rigidez: Esta es la parte más crítica del parámetro de acoplamiento a seleccionar. Aquí es posible que necesitemos un análisis del sistema de eje para garantizar que el sistema esté libre de resonancias durante la velocidad de trabajo. También verifique si se produce ruido en los engranajes debido al par de vibración del motor primario. La rigidez del acoplamiento será útil para alejar la frecuencia natural del sistema de la velocidad crítica.
Aparte de estos parámetros, existen otros parámetros que pueden desempeñar un papel al considerar una aplicación en particular.
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Hemos discutido los tipos de acoplamientos flexibles y sus aplicaciones utilizando imágenes claras. Si tiene alguna otra idea sobre este tema, háganoslo saber en la sección de comentarios a continuación.
Tipos de Acoplamientos Flexibles
Como ya hemos mencionado anteriormente, los acoplamientos flexibles se utilizan para transmitir el par motor mientras compensan las desalineaciones entre el extremo del conductor y el extremo conducido, y también permiten el movimiento axial.
La clasificación de los acoplamientos flexibles puede depender del criterio de que la flexibilidad del acoplamiento se pueda lograr mediante la flexibilidad del material o la flexibilidad mecánica. A continuación se muestran los diferentes tipos de acoplamientos flexibles en general, donde se enumeran los tipos más comunes e importantes que se utilizan en diferentes industrias:
- Acoplamiento de engranaje
- Acoplamiento de Old-ham
- Acoplamiento de disco
- Acoplamientos de rejilla
- Acoplamiento de diafragma
- Acoplamiento hidráulico
- Acoplamientos torsionales
- Acoplamiento de pasador con casquillo
- Acoplamiento universal
La flexibilidad del material se logra mediante la deformación del material. Por ejemplo, en un acoplamiento elástico o un acoplamiento torsional, el elemento flexible es un elemento elástico que proporciona flexibilidad al deformarse. También existen otros ejemplos de flexibilidad del material, como los acoplamientos de disco y los acoplamientos de diafragma. En estos acoplamientos flexibles, se utilizan láminas metálicas delgadas para lograr la flexibilidad. Podemos clasificar estos elementos como elementos flexibles de tipo material. Sin embargo, en algunos casos, los clasificamos como tipos separados de elementos flexibles, llamados flexibilidad del metal o acoplamiento de elemento flexible metálico.
Por otro lado, la flexibilidad mecánica se puede lograr mediante el desplazamiento, deslizamiento o inclinación de partes del acoplamiento flexible sobre la superficie de otros componentes. Por ejemplo, el acoplamiento de engranaje proporciona flexibilidad de forma mecánica.
1. Acoplamiento de engranaje
Los acoplamientos de engranaje suelen ser acoplamientos torsionalmente rígidos. Estos pueden transmitir la mayor cantidad de par motor de un extremo al otro. Los acoplamientos de engranaje pueden diseñarse en un modelo completamente flexible donde pueden acomodar la desalineación paralela, y en un modelo flexible-rígido donde no pueden acomodar la desalineación paralela.
En un modelo de acoplamiento de engranaje completamente flexible, ambos lados del acoplamiento de engranaje vienen con una manga (diente de engranaje interno) y un cubo con un diente de engranaje externo. Esto proporcionará un doble enganche flexible para las tres desalineaciones (axial paralela y angular).
En el modelo de acoplamiento de engranaje flexible-rígido, solo un lado tendrá una manga con un diente de engranaje interno y un cubo con un diente de engranaje externo, y en el otro lado habrá una brida rígida. Esto proporcionará solo un enganche flexible para las dos desalineaciones (axial y angular), y no es posible la desalineación paralela en este modelo.
Aplicación del acoplamiento de engranaje: aplicaciones industriales, maquinaria de turbina.
2. Acoplamiento de Old-ham
El acoplamiento de Old-ham generalmente proporciona una gran cantidad de desalineación paralela. Consta de tres elementos. Hay un elemento flotante atrapado entre los otros dos mediante ranuras de 90° en ambos lados del elemento flotante.
Aplicación del acoplamiento de Old-ham: robótica, servomotores, impresoras y fotocopiadoras.
3. Acoplamiento de disco
El acoplamiento de disco tiene láminas delgadas de discos laminados como parte principal del acoplamiento para proporcionar flexibilidad y adaptarse a las desalineaciones.
El acoplamiento de disco consta de dos cubos en cada lado y un separador en el medio unido por los discos en ambos lados.
Aplicación del acoplamiento de disco: aplicaciones hidrostáticas (cajas de cambio a bombas hidráulicas), maquinaria de turbina.
4. Acoplamientos de rejilla
Los acoplamientos de rejilla son muy buenos para amortiguar las vibraciones. Estos acoplamientos de rejilla tienen algunos componentes bastante similares a los acoplamientos de engranajes, excepto el engrane de los engranajes. Los cubos tendrán ranuras y estas ranuras se engancharán con el resorte de acero.
Estos acoplamientos de rejilla no pueden acomodar la desalineación paralela. Se puede proporcionar una mínima desalineación angular y se puede acomodar una buena cantidad de desalineación axial. Los acoplamientos de rejilla pueden transmitir altos pares debido a su diseño metálico.
Aplicación de los acoplamientos de rejilla: aplicaciones industriales donde se necesita un acoplamiento que absorba las cargas de impacto.
5. Acoplamiento de diafragma
El acoplamiento de diafragma también utiliza láminas delgadas como elemento flexible, similar al acoplamiento de disco. El lado del diámetro exterior del diafragma se sujetará con una abrazadera al cubo y la parte del diámetro interior del disco diafragma se ajustará en las ranuras de la porción del cigüeñal. En el otro extremo de la porción del cigüeñal (espaciador) se unirá nuevamente mediante un disco diafragma con un cubo.
Los acoplamientos de diafragma pueden acomodar las tres desalineaciones. Pueden acomodar un mayor rango de desalineación axial.
Aplicación del acoplamiento de diafragma: maquinaria de turbina.
6. Acoplamiento hidráulico
El acoplamiento hidráulico también se conoce como acoplamiento hidráulico. Habrá dos turbinas (impulsores) cubiertas por una carcasa para llenar el fluido. Un impulsor se instalará en el eje motriz y el otro en el eje conducido. Estos dos impulsores se conectarán con el fluido soportado por la carcasa. A medida que el eje de entrada gira, también girará el impulsor de entrada. Como resultado, el fluido transmitirá el par motor lentamente al impulsor conducido a medida que aumenta la velocidad. Este acoplamiento hidráulico se utilizará como embrague mecánico.
Aplicación del acoplamiento hidráulico: automóviles, embarcaciones y transmisiones de máquinas industriales.
7. Acoplamientos torsionales
Los acoplamientos torsionales se utilizan principalmente para acomodar la vibración torsional. La mayoría de ellos son acoplamientos de goma que pueden amortiguar las vibraciones y acomodar las desalineaciones. También están disponibles acoplamientos torsionales de resorte.
Aplicaciones de acoplamientos torsionales: generadores de motores diésel, aplicaciones marinas.
8. Acoplamiento de pasador con casquillo
Es un tipo de acoplamiento simple con dos bridas sujetas con un perno y una tuerca, cubierta por un casquillo de goma. Estos acoplamientos son torsionalmente rígidos y también acomodan las tres desalineaciones. Debido a su diseño simple, son menos costosos.
Aplicación del acoplamiento de pasador con casquillo: aplicaciones industriales.
9. Acoplamiento universal
Conocido principalmente como junta universal y es bastante conocido por nosotros. Es una unión que consta de dos horquillas conectadas por una escuadra.
Consulte la imagen de la junta universal. Como se puede ver, puede acomodar grandes desalineaciones angulares. Se utiliza principalmente para el alineado de árboles largos soportados por cojinetes.
Aplicaciones de la junta universal: automóviles, aplicaciones aeronáuticas, árboles de transmisión, trituradoras de piedra, mecanismos de control, transportadores de cinturones, maquinaria de formación de metales, unidades de herramientas.
Estos son los diferentes tipos de acoplamientos flexibles y sus aplicaciones.
Selección de un acoplamiento flexible para cualquier aplicación
Para seleccionar cualquier acoplamiento de los mencionados anteriormente, se deben considerar los siguientes pasos necesarios:
- Torque de entrada nominal: el acoplamiento debe ser capaz de transmitir el par máximo que se necesita transmitir junto con el factor de seguridad.
- Velocidad nominal: la velocidad máxima del motor debe ser aceptable para el acoplamiento.
- Desalineaciones: el acoplamiento debe poder compensar las desalineaciones máximas mientras trabaja a velocidad máxima o par máximo.
- Instalación: según los requerimientos del cliente, el acoplamiento debe proporcionar los parámetros anteriores con un espacio de instalación especificado. A veces, el espacio entre el conductor y el conducido es muy pequeño, por lo que se necesitará un acoplamiento de acoplamiento cerrado, en otras aplicaciones, los equipos de conducción y conducidos están muy separados, por lo que se necesita un acoplamiento independiente con espaciador.
- Rigidez: esta será la parte más crítica del parámetro del acoplamiento a seleccionar, donde es posible que necesitemos un análisis del sistema de árbol para garantizar que el sistema esté libre de resonancia durante las velocidades de trabajo. También para verificar si se produce algún sonido de engranajes debido al par de vibraciones del motor principal. La rigidez del acoplamiento será útil para desplazar la frecuencia natural del sistema lejos de la velocidad crítica.
Además de estos parámetros, también hay otros parámetros que pueden influir en la elección de una aplicación en particular.
Conclusión
Hemos discutido los tipos de acoplamientos flexibles con sus aplicaciones con la ayuda de imágenes claras. Si tienes alguna idea adicional sobre este tema, déjanos tus comentarios en la sección de comentarios a continuación.
Preguntas frecuentes
- ¿Qué es un acoplamiento flexible?
- ¿Cuáles son los diferentes tipos de acoplamientos flexibles?
- ¿Qué aplicaciones utilizan acoplamientos de engranaje?
- ¿Cuál es la diferencia entre un acoplamiento de engranaje completamente flexible y un acoplamiento flexible-rígido?
- ¿Cuáles son las aplicaciones comunes de los acoplamientos de diafragma?
- ¿Qué es un acoplamiento hidráulico y dónde se utiliza?
- ¿Qué ventajas ofrecen los acoplamientos de rejilla en comparación con otros tipos de acoplamientos?
- ¿Cuándo se utilizan los acoplamientos universales?
- ¿Cuáles son los factores a considerar al seleccionar un acoplamiento flexible?
Fuentes: