FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

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1. QUE ES UN ACOPLE MECÁNICO?

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.

2. CLASES DE ACOPLES HOY 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. ACOPLAMIENTOS DE ELEMENTOS DESLIZANTES: SE LUBRICAN

O ESTÁN HECHOS DE PLÁSTICO DE BAJA FRICCIÓN Y PUEDEN

ABSORBER SÓLO DESALINEACIÓN ANGULAR. SE

SUBDIVIDENEN: 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.

3. ENUNCIE LOS TIPOS DE DESALINEACIÓN DE LOS

ÁRBOLES LOS ACOPLAMIENTOS FLEXIBLES HAN SIDO PROYECTADOS

PARA SATISFACER LAS CUATRO CONDICIONES DESCRITAS

ABAJO, Y DEBEN SER USADOS SIEMPRE QUE UN EJE MOTOR

ESTÉ ACOPLADO DIRECTAMENTE A UN REDUCTOR O A UN EJE

DE MÁQUINA, O CUANDO EL REDUCTOR ESTÁ ACOPLADO

DIRECTAMENTE AL EJE DE UNA MÁQUINA CON DOS

COJINETES (SIENDO UNO DE ELLOS UN COJINETE DE

POSICIÓN). EN ESTAS CIRCUNSTANCIAS NO DEBE USARSE

NUNCA UN ACOPLAMIENTO RÍGIDO. TAMPOCO DEBE USARSE

UN ACOPLAMIENTO FLEXIBLE PARA ENMENDAR UNA

DESCUIDADA O DELIBERADA DESALINEACIÓN DE LOS EJES, SINO SÓLO PARA ABSORBER INCORRECCIONES INICIALES DE

MONTAJE Y POSIBLES ASENTAMIENTOS DE LA FUNDICIÓN.

LA DESALINEACIÓN ANGULAR OCURRE CUANDO LOS EJES

ESTÁN INCLINADOS UNO RESPECTO AL OTRO. PUEDE SER

MEDIDA SU MAGNITUD EN LAS CARAS DEL ACOPLAMIENTO.

TALLER DE ACOPLES ESPINOSA.NELSON STIVEN Espinosa.nelson@uniagraria.edu.co

FABIO ROA

LA DESALINEACIÓN AXIAL OCURRE CUANDO LOS EJES

CONDUCTOR Y CONDUCIDO SON PARALELOS, PERO ESTÁN

DESPLAZADOS TRANSVERSALMENTE.

EL JUEGO AXIAL ES LA FACULTAD DE PERMITIR UN

DESPLAZAMIENTO AXIAL RELATIVO DE LOS EJES ACOPLADOS. E) MOVIMIENTO AXIAL SUELE ORIGINARSE DEBIDO A

MIEMBROS DESLIZANTES, O A FLEXIÓN DE COMPONENTES

RESILIENTES.

LA FLEXIÓN TORSIONAL ES UNA CARACTERÍSTICA DE

PROYECTO NECESARIA PARA PERMITIR LA ADECUADA

AMORTIGUACIÓN DE LAS CARGAS DE CHOQUE E IMPULSIVA. SE CONSIGUE MEDIANTE UN ELEMENTO FLEXIBLE COMO LA

GOMA, O COMO MUELLES, DISPUESTOS ENTRE LAS DOS

MITADES DEL ACOPLAMIENTO.

4. CUÁLES SON LOS FACTORES PARA LA SELECCIÓN

DE ACOPLES

A fin de seleccionar el tipo y tamaño de acoplamiento correcto, debe tenerse presente la siguiente información: 1. Potencia a transmitir a. Normal b. Máxima c. Continua o intermitentemente 2. Características de la transmisión: a. Tipo de elemento motor y equipo asociado b. Grado de impulsividad de la carga conducida 3. Velocidad en revoluciones por minuto: a. A la cual se transmite la potencia normal b. A la cual se transmite la potencia máxima c. Velocidad máxima 4. Dimensiones de los ejes a acoplar: a. Diámetro real

b. Longitud del eje c. Detalles completo sobre chaveteros

5. SEÑALE EJEMPLOS DE ACOPLES RÍGIDOS: ACOPLAMIENTOS RÍGIDOS Están constituidos por piezas que fijan la posición relativa de los dos árboles, apretándose contra ellos por medio de tornillos. A veces se intercalan chavetas (barras entre el acoplamiento y el árbol en sentido longitudinal que impiden el giro).

6. SEÑALE EJEMPLOS DE ACOPLES FLEXIBLES:

Los elementos anteriores sólo se pueden utilizar cuando los árboles a unir van a estar siempre alineados. Pero como esto no es muy normal, pues siempre se puede producir vibraciones o los ejes pueden sufrir algún desalineamiento, es común utilizar elementos que permiten un cierto movimiento. Entre ellos tenemos:

Manguito estriado Se trata de crear unas ranuras en el extremo de los dos árboles a unir, y trabarlas mediante un tubo que tiene las mismas ranuras, pero por el interior. Uno de los árboles está fijo al manguito y el otro puede deslizar con cierta holgura, pero no girar respecto a aquél.

Junta elástica Formada por un anillo de goma al que se unen ambos árboles. Como el elemento de unión es elástico, con este método se pueden evitar

vibraciones y se permite un ligero descentramiento de los ejes.

Junta Cardan Este mecanismo se utiliza cuando hay que variar la dirección del giro de un árbol. Está formado por dos horquillas unidas a los árboles de entrada y de salida, y entre las dos hay una pieza llamada cruceta. Cuando el árbol de entrada gira, arrastra a la cruceta y ésta a su vez arrastra al árbol de salida.

Junta homocinética Otra solución para evitar una velocidad variable en el árbol de salida es esta evolución de la junta Cardan. En la animación aparece la junta de bolas Rzeppa, una de las variantes del mecanismo (aunque hay otras soluciones), de uso universal en los vehículos de tracción delantera, en los que las ruedas deben poder inclinarse mientras reciben el giro del motor:

7. MUESTRE VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE ACOPLES

VENTAJAS:

Permiten la separación de la máquina motriz y la conducida o receptora rápidamente.

Absorben cambios de torque que pueden afectar a sistemas más rígidos.

Permiten alineamientos en forma fácil y rápida.

Transmiten movimiento cíclico circular, permitiendo un desfase entre la máquina motriz y la receptora.

Permiten generar dos movimientos independientes o recíprocos, uno rectilíneo y otro circular en la misma instancia.

Los acoplamientos de tipo elastómero son capaces de absorber vibraciones que pudieran afectar a las máquinas.

DESVENTAJAS

Los acoplamientos rígidos para ejes como los de engranes y cadena, requieren una constante verificación de su sistema de lubricación, debido al movimiento deslizante.

Los acoplamientos con discos múltiples requieren para el reemplazo de un disco, cambiar el sistema como un todo, ya que no pueden reemplazarse sólo los discos quebrados.

Los acoplamientos rígidos casi no aceptan posibilidad de error en el espaciamiento axial de las máquinas

En los acoplamientos de engranes bajo fuerzas centrífugas la grasa tiende a separarse en aceite y jabón.

Los acoplamientos de alta velocidad se lubrican continuamente a través de un flujo de aceite permanente que ocasiona intrínsecamente un problema de acumulación de sedimentos.

Los del tipo metálico son afectados por oxidaciones, razón por la cual no son recomendables en instalaciones expuestas a la adversidad del clima.

Debido al tamaño de los acoplamientos, éstos requieren de mayor espacio para su ubicación.

8. REVISE EL EJEMPLO DISPONIBLE EN EL MANUAL DE

SKF PARA SELECCIÓN DE ACOPLES

9. ESPECIFIQUE LA METODOLOGÍA PARA LA

SELECCIÓN DE UN ACOPLE DE MANDIBULA, SUGERIDA EN EL MANUAL DE SKF PG 87

1. FACTOR DE SERVICIO

El servicio adecuado es de 1.1

2. potencia de diseño Potencia de Diseño = 4x 1,12 = 4,48 kW

3. tamaño de acoplamiento Utilizar la table de potencias de salida buscando la velocidad de 300RPM el primer factor de potencia que exceda los 4.48kw requeridos en el paso (2) es decir 4.7kw en este caso se puede utilizar un elemento flexible de nitrito con acoplamiento de mandibular 150.

4. Tamaño de orificio La tabla para orificios estándar y chaveteros permite verificar que los diámetros de ambos ejes están dentro del rango disponible.