Versión 2004CAPITULO 8 PROYECTO DE ELEMENTOS DE ACOPLAMIENTO División 2 Descripción y selección de Acoplamientos UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. Profesor: Dr. Ing. Marcelo Tulio Piovan 14. Para llevar a cabo tales funciones se disponen de diferentes tipos de acoplamientos mecánicos.14.l) o Junta universal (Figura 8.a) o Acoplamientos Rígidos de platillos (Figura 8.e) o Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales (Figura 8.Acoplamientos especiales o articulados o Junta eslabonada de desplazamiento lateral.14. 2.14. Más allá de esta práctica razonable.m) Cada uno de los dispositivos que se muestra en la Figura 8.h) o Acoplamientos flexibles de Cadenas (Figura 8.14. posee características importantes que los hacen más aptos para una tarea que para otra.14.14.b) o Acoplamientos Rígidos por sujeción cónica (Figura 8.14.g) o Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk (Figura 8. Introducción En este capítulo se describen diferentes tipos de acoplamientos mecánicos para conectar ejes alineados o desalineados. los acoplamientos son dispositivos cuya selección para un servicio determinado. Ing.Acoplamientos flexibles o Acoplamientos flexibles de Manguitos de goma (Figura 8.c) . En estas circunstancias no es posible delinear una teoría general o modelo matemático general de comportamiento ni de selección de acoplamientos y es recomendable utilizar la información que ofrecen los fabricantes en sus prospectos comerciales.f) o Acoplamientos flexibles de Quijadas de Goma (Figura 8.2 presenta una comparación cualitativa para una primera elección. estén o no alineados entre sí.14.14.Versión 2004 1. Los acoplamientos se clasifican en los siguientes tipos: .14.14.d) o Acoplamientos flexibles de Disco Flexible (Figura 8.14.j) o Acoplamientos flexibles de fuelle metálico (Figura 8. A esta división se le dará un corte netamente descriptivo y se efectuarán algunos análisis de selección a partir de datos de fabricantes.k) . Marcelo Tulio Piovan . La Tabla 8. Por otro lado.i) o Acoplamientos flexibles de Engrane (Figura 8. Profesor: Dr. es fuertemente dependiente del ofrecimiento en plaza de las empresas que los fabrican. Descripción y clasificación Los acoplamientos tienen por función prolongar líneas de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes.Acoplamientos Rígidos o Acoplamientos Rígidos de manguito o con prisionero (Figura 8. UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. (Figura 8.14. la selección de un tipo especifico de acoplamiento estará supeditada al servicio que deba realizar. Profesor: Dr. UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. elásticos y especiales. Ejemplos de acoplamientos rígidos.14.Versión 2004 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h) (i) (j) (k) (l) (m) Figura 8. Marcelo Tulio Piovan . Ing. e) (<3°) (<0.j) (<5°) (<0.14.14.m) (30°) (en pares) de velocidad variable Junta universal Rzeppa ninguna grande ninguna ninguna posee velocidad o junta Homocinética constante Junta lateral Oldham ninguna ligera grande ninguna (<5°) (>2. Sin juego Helicoidal de fuelle ligera grande moderada ninguna Gran capacidad de par (Figura 8.01d) ninguna impacto. Los servomecanismos que no deben presentar juego angular.14.a. acoplamientos rígidos. Ing.a-c) perfecta Manguito de goma moderada ligera ninguna ninguna (Figura 8.14. Características de varios acoplamientos Acoplamientos Rígidos Los acoplamientos rígidos se fijan a los ejes de manera que no existe el desplazamiento relativo entre ambos. a su vez los ejes en lso UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. Acoplamientos rígidos de manguito con prisionero Estos acoplamientos cierran o ajustan por interferencia.14.20d) Junta eslabonada lateral ninguna ligera grande ninguna no hay cargas laterales (Figura 8.f) (<20°) (<0.d) De disco Flexible ligera ligera ligera ligera o Capacidad de absorber (Figura 8. La maquinaría para producción automática suele tener en sus componentes.Versión 2004 Nombre Desalineación Tolerada Observaciones Axial Angular Paralelo Torsional Acoplamientos Rígidos grande ninguna ninguna ninguna Se exige una alineación (Figuras 8.14.14. Estos acoplamientos se utilizan cuando la precisión del par de torsión es de suma importancia. Algunos suelen poseer una chaveta o un prisionero común a ambos ejes.i) impacto De engrane grande ligera ligera ninguna gran capacidad de par (Figura 8.00 d) Tabla 8.14.14. Profesor: Dr.l) (<5°) (>2.00 d) en los ejes Junta universal ninguna grande grande ninguna la junta individual es (Figura 8.20d) torsor De quijadas de goma ligera ligera ligera moderada gran absorción de (Figura 8.k) (<15°) (<0. mediante los tornillos que se ven en la Figura 8.14.g) (<2%) (<0. Los que tienen un ajuste preponderante por interferencia suelen tener los prisioneros con extremos en forma de tazas para que se incrusten mejor en el eje.2. sin embargo se puede permitir cierto desajuste o juego axial.03d) impacto Tipo Falk ligera ninguna ninguna moderada gran absorción de (Figura 8.h) impacto De cadena ligera ninguna ninguna ninguna gran absorción de (Figura 8. también emplean acoplamientos rígidos.14.14. Marcelo Tulio Piovan . sin embargo es usual que estos casos se empleen en transmisiones de baja potencia o bajo torque.05d) torsor De fuelle metálico ligera grande moderada ninguna Falla por fatiga (Figura 8. En estas circunstancias se debe garantizar un maquinado muy preciso en los alojamientos de los pernos y deben coincidir perfectamente. Estos dispositivos pueden calcularse aunque no se cuente con datos del fabricante. empleando hipótesis de esfuerzos cortante en los pernos de unión e hipótesis de fricción en toda la superficie de contacto.15 Figura 8.15 y 0. Estas condiciones de desalineación pueden ser axial.Versión 2004 extremos deben tener algún ligero rebaje para efectuar el ajuste en forma gradual. Acoplamientos por sujeción cónica Se fabrican en varios diseños. correspondientes a la fricción de hierro fundido. Profesor: Dr. tan solo quedarán cuatro que generan una posible desalineación. El efecto de bloqueo se logra cuando el collarín dividido de superficie cónica es presionado entre el eje y la carcaza del acoplamiento. siendo el más común el acoplamiento de dos o más piezas divididas. Su cálculo está fuertemente asociado a los datos que aporta el fabricante.20. Tipos de desalineación Acoplamientos de manguitos de goma Estos acoplamientos poseen discos de goma embutidos entre los pernos y los alojamientos permitiendo absorber vibraciones de diversa índole.15. UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. paralela y torsional. también de superficie cónica. para detalles de cálculo de interferencia se sugiere emplear coeficientes de rozamiento de entre 0. En caso de no contar con datos de fabricante. que se fijan alrededor de los ejes y que transmiten el torque por fricción e interferencia. angular. tal como se aprecian en la Figura 8. Acoplamientos rígidos de platillos Los platillos se ajustan fuertemente por medio de pernos y chavetas de material muy resistente. Acoplamientos Elásticos Un eje como cuerpo rígido posee seis grados de libertad. Sin embargo por razones de simetría. principalmente las torsionales. Marcelo Tulio Piovan . con respecto a un segundo eje. sin embargo se supone como condición de trabajo más segura emplear la hipótesis de corte puro. Ing. h. Se fabrican de un cilindro sólido con una ranura helicoidal para aumentar su flexibilidad. Acoplamientos flexibles de Quijadas de Goma Tienen dos masas con quijadas protuberantes. también puede tolerar cierto desplazamiento angular. Son muy versatiles aunque tienen riesgos de rotura por fatiga.i. Profesor: Dr. Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales Aceptan la desalineación axial. angular y paralela. Estos acoplamientos ofrecen una gran rigidez a la torsión pero comparativamente con otros diseños tienen un par limitado. Marcelo Tulio Piovan . permiten cierta desalineación axial. Acoplamientos flexibles de fuelle metálico Estos acoplamientos se fabrican con una delgada lámina de metal soldando juntas una serie de arandelas metálicas cóncavas formando así un tubo de fuelle. Debido a la cantidad de dientes actuando en forma conjunta pueden transmitir torque muy elevados. angular y paralela pero ninguna desalineación torsional y permiten poco juego. Acoplamientos flexibles de Cadenas Similares a los anteriores. Ing. pero suelen conducir a juegos no deseables. UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. Acoplamientos flexibles de Engrane Estos acoplamientos combinan dientes de engranes rectos externos y curvos con dientes internos. sin embargo garantizan un juego nulo o muy pequeño. como también en las construcciones navales ya que permite absorber las dilataciones de los ejes soportando las variaciones de temperatura. Suelen permitir un deslizamiento axial sustancial y dependiendo de las formas de los dientes. Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk Constan de dos platillos similares con dentado o ranurado idéntico y el enlace de los mismos se lleva a cabo con una lámina elástica tal como se ve en la Figura 8. las cuales se superponen y se conectan por medio de un inserto elastómero o algún metal blando.Versión 2004 Acoplamientos flexibles de Disco Flexible Las dos masas quedan conectadas por un miembro elástico de material elastómero o bien por un resorte mecánico. el acoplamiento se lleva a cabo con una cadena doble o cuádruple de rodillos como se muestra en la Figura 8. permiten la desalineación axial.14. El tipo de holguras con que se fabrican.entre las partes. angular y paralela con poco o ningún juego. Estos acoplamientos son muy empleados en hornos rotativos de calcinación para cal y cementos.14. R. 3. “Elementos de Máquinas”. Ing.16. Las juntas Rzeppa también conocidas como juntas homocinéticas son empleadas en los vehículos de tracción delantera (Figura 8.J. la denominada junta Cardan o Hooke y que no posee velocidad constante y la junta Rzeppa que si tiene velocidad constante. Figura 8. Profesor: Dr. Mischke. B. junta homocinética o Rzeppa En términos generales. Este tipo de acoplamiento conecta dos ejes con desalineación paralela muy grande sin que por ello se pierda capacidad de transmisión de par torsor. McGraw Hill 2002 [2] B. Marcelo Tulio Piovan . McGraw Hill 2000.R.14.E. McGraw Hill 2000 [3] R. Bibliografía [1] J. Norton. Existen varios tipos. “Diseño en Ingeniería Mecánica”. Hamrock. “Diseño de maquinaria”. Shigley y C.l o la denominada junta Oldham. UTN-FRBB Cátedra: Elementos de Máquinas. usos y métodos de mantenimiento de los dispositivos más novedosos entre los que existen en plaza. Jacobson y S. Existen diversos modelos como la junta Schmidt que se muestra en la Figura 8.16). Juntas universales Este tipo de juntas permite una desalineación angular sustancial.Versión 2004 Junta eslabonada de desplazamiento lateral. Schmid. la gran diversidad de acoplamientos disponibles en el mercado hace que el diseñador o calculista deba pedir constantemente información a los fabricantes para tener los detalles más actualizados sobre capacidades.L. Los primeros se montan de a pares para poder garantizar transmisión de velocidad constante cancelando el efecto de error de velocidad.