DISEÑO DE MAQUINA IIPOLEAS, CHAVETAS Y ACOPLAMIENTOS – TIPOS Y APLICACIONES Ing.Ricardo Anchante Pradinett Polea . Polea antigua. Polea en una embarcación. Poleas para transmisión de potencia. Una polea, también llamada garrucha, carrucha, trocla, trócola o carrillo, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda, generalmente maciza y acanalada en su borde, que, con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal ("garganta"), se usa como elemento de transmisión para cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos —aparejos o polipastos— sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso, variando su velocidad. Según definición de Hatón de la Goupillière, «la polea es el punto de apoyo de una cuerda que moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa» 1 actuando en uno de sus extremos la resistencia y en otro la potencia. Historia La única nota histórica sobre su uso se debe a Plutarco, quien en su obra Vidas paralelas (c. 100 a. C.) relata que Arquímedes, en carta al rey Hierón de Siracusa, a quien lo unía gran amistad, afirmó que con una fuerza dada podía mover cualquier peso e incluso se jactó de que si existiera otra Tierra yendo a ella podría mover ésta. Hierón, asombrado, solicitó a Arquímedes que realizara una demostración. Acordaron que el objeto a mover fuera un barco de la armada del rey, ya que Hierón creía que éste no podría sacarse de la dársena y llevarse a dique seco sin el empleo de un gran esfuerzo y numerosos hombres. Según relata Plutarco, tras cargar el barco con muchos pasajeros y con las bodegas repletas, Arquímedes se sentó a cierta distancia y halando la cuerda alzó sin gran esfuerzo el barco, sacándolo del agua tan derecho y estable como si aún permaneciera en el mar.2 Designación y tipos Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada "garganta" o "cajera" cuya forma se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las "armas", armadura en forma de U invertida o rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que se suspende el conjunto, y el "eje", que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea atravesada por él ("poleas de ojo"), o móvil si es solidario a la polea ("poleas de eje"). Cuando, formando parte de un sistema de transmisión, la polea gira libremente sobre su eje, se denomina "loca". Según su desplazamiento las poleas se clasifican en "fijas", aquellas cuyas armas se suspenden de un punto fijo (la estructura del edificio)y, por lo tanto, no sufren movimiento de traslación alguno cuando se emplean, y "movibles", que son aquellas en las que un extremo de la cuerda se suspende de un punto fijo y que durante su funcionamiento se desplazan, en general, verticalmente. Cuando la polea obra independientemente se denomina "simple", mientras que cuando se encuentra reunida con otras formando un sistema recibe la denominación de "combinada" o "compuesta". Poleas simples Polea simple fija Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga, fijar un extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar a la polea y la carga. Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la misma que se habría requerido para levantar el objeto sin la polea. La polea, sin embargo, permite aplicar la fuerza en una dirección más conveniente. Polea simple móvil La manera más sencilla de utilizar una polea es anclarla en un soporte, colgar un peso en un extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso. La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de la distancia que se desea hacer subir a la carga. En cada grupo se instala un número arbitrario de poleas. y este del griego πολύσπαστον). En un polipasto. .Poleas compuestas Esquema de la ventaja mecánica que se obtiene con diversas poleas compuestas. las poleas se distribuyen en dos grupos. es la configuración más común de polea compuesta. La carga se une al grupo móvil. Polipastos o aparejos El polipasto (del latín polyspaston. uno fijo y uno móvil. Las poleas son ruedas que tienen el perímetro exterior diseñado especialmente para facilitar el contacto con cuerdas o correas.La ventaja mecánica del polipasto puede determinarse contando el número de segmentos de cuerda que llegan a las poleas móviles que soportan la carga. . cierre de cortinas. Puede adoptar distintas formas (plana. La parte más profunda recibe el nombre de llanta. • El cubo es la parte central que comprende el agujero. • El cuerpo es el elemento que une el cubo con la garganta. permite aumentar el grosor de la polea para aumentar su estabilidad sobre el eje. • La garganta (o canal) es la parte que entra en contacto con la cuerda o la correa y está especialmente diseñada para conseguir el mayor agarre posible. semicircular. Suele incluir un chavetero que facilita la unión de la polea con el eje o árbol (para que ambos giren solidarios). En algunos tipos de poleas está formado por radios o aspas para reducir peso y facilitar la ventilación de las máquinas en las que se instalan. . Su utilidad se centra en la elevación de cargas (pastecas.) pero la más empleada hoy día es la trapezoidal. mientras que las empleadas para la transmisión de movimientos entre ejes suelen tenerlo trapezoidal o plano (en automoción también se emplean correas estriadas y dentadas) Básicamente la polea se utiliza para dos fines: cambiar la dirección de una fuerza mediante cuerdas o transmitir un movimiento giratorio de un eje a otro mediante correas. movimiento de puertas automáticas.En toda polea se distinguen tres partes: cuerpo.). cubo y garganta. En el primer caso tenemos una polea de cable que puede emplearse bajo la forma de polea fija.. polea móvil o polipasto. ascensores. Las poleas empleadas para tracción y elevación de cargas tienen el perímetro acanalado en forma de semicírculo (para alojar cuerdas)... etc.. triangular. grúas. En el segundo caso tenemos una polea de correa que es de mucha utilidad para acoplar motores eléctricos a otras máquinas (compresores. Con este tipo de poleas se construyen mecanismos como el multiplicador de velocidad. taladros. sierras. .. la caja de velocidad y el tren de poleas. ventiladores. generadores eléctricos..) pues permite trasladar un movimiento giratorio de un eje a otro. puerta del automóvil. una polea que está unida a otro operador a través del propio eje. Forma parte del otro operador al que se quiere mantener unida la polea (pared. un tornillo o un remache). Esta polea podemos encontrarla bajo dos formas básicas: como polea simple y como polea de gancho Polea simple Una polea simple es. El mecanismo resultante de la unión de una polea de cable con una cuerda se denomina aparejo de poleas.. carcasa del video. básicamente.Polea de cable (aparejo de poleas) La polea de cable es un tipo de polea cuya garganta (canal) ha sido diseñada expresamente para facilitar su contacto con cuerdas. El eje cumple una doble función: eje de giro de la polea y sistema de fijación de la polea al soporte (suele ser un tirafondo. . por tanto suele tener forma semicircular. • • El soporte es el que aguanta todo el conjunto y lo mantiene en una posición fija en el espacio.).. al menos. de un soporte y un eje. La misión de la cuerda (cable) es transmitir una potencia (un movimiento o una fuerza) entre sus extremos. Siempre va acompañada. . para mejorar el funcionamiento del conjunto. polea y demás accesorios) son similares a la anterior. También es normal que la polea vaya dotada de un cojinete para reducir el rozamiento.Además. En el aula-taller podemos construir estas poleas en madera siguiendo el plano de conjunto siguiente: Polea de gancho La polea de gancho es una variación de la polea simple consistente en sustituir el soporte por una armadura a la que se le añade un gancho. el resto de los elementos básicos (eje. El gancho es un elemento que facilita la conexión de la "polea de gancho" con otros operadores mediante una unión rápida y segura. se le puede añadir un casquillo de longitud ligeramente superior al grueso de la polea (para facilitar el giro de la polea) y varias arandelas (para mejorar la fijación y el giro). En algunos casos se sustituye el gancho por un tornillo o un tirafondo. tendales. El polipasto es una combinación de poleas fijas y moviles... ascensores. aunque no de forma aislada. La podemos encontrar en grúas. sistemas de elevación de cristales de automóviles. y combinadas con poleas móviles formando polipastos. poleas de elevación de cargas. Debido a que tiene ganancia mecánica su principal utilidad se centra en la elevación o movimiento de cargas. . montacargas. Debido a que es un mecanismo que tiene ganancia mecánica (para vencer una resistencia "R" es necesario aplicar solamente una potencia "P" ligeramente superior a la mitad de su valor "P>R/2") se emplea en el movimiento de cargas. sino formando parte de polipastos. La polea movil de cable es aquella que va unida a la carga y se desplaza con ella.El aparejo de poleas (combinación de poleas de cable y cuerda) se emplea bajo la forma de polea fija. ascensores.. tensores. polea movil o polipasto: La polea fija de cable se caracteríza porque su eje se mantiene en una posición fija en el espacio evitando su desplazamiento.. Se encuentra en mecanismos para el accionamiento de puertas automáticas. Debido a que no tiene ganancia mecánica su única utilidad práctica se centra en: Reducir el rozamiento del cable en los cambios de dirección (aumentando así su vida util y reduciendo las pérdidas de energía por rozamiento)Cambiar la dirección de aplicación de una fuerza. se une a otra por medio de una correa. . que no es otra cosa que un anillo flexible cerrado que abraza ambas poleas. al menos.Polea de correa La polea de correa trabaja necesariamente como polea fija y. Las correas trapezoidales son las más empleadas existiendo una gran variedad de tamaños y formas. Su funcionamiento se basa en el efecto cuña que aparece entre la correa y la polea (a mayor presión mayor será la penetración de la correa en la polea y. Básicamente se emplean dos tipos de correas: planas y trapezoidales. En algunas aplicaciones especiales también se emplean correas estriadas y de sincronización que exigen la utilización de sus correspondientes poleas. Las correas planas exigen poleas con el perímetro ligeramente bombeado o acanalado.Este tipo de poleas tiene que evitar el deslizamiento de la correa sobre ellas. . pues la transmisión de potencia que proporcionan depende directamente de ello. Esto obliga a que la correa no apoye directamente sobre la llanta de la garganta. sino solamente sobre las paredes laterales en forma de "V". Esto obliga a que la forma de la garganta se adapte necesariamente a la de la sección de la correa empleada. mayor la fuerza de agarre entre ambas). por tanto. siendo las primeras las más empleadas. cortadores de carne. compresores. mientras mantiene o invierte el sentido. y P la aplicada. La podemos encontrar en lavadoras. disminuir o mantener la velocidad de giro.Su utilidad se centra en la transmisión de movimiento giratorio entre dos ejes distantes. taladros. transmisiones de motores. tornos. generadores de electricidad. Polea fija: Este sistema no aumenta la fuerza aplicada. lavaplatos. caja de velocidades o tren de poleas Las poleas son cilindros (discos de metal o de madera) que tienen en la periferia un canal y son utilizadas para multiplicar las fuerzas y cambiar la dirección de una cuerda o cable. pulidoras. cortadoras de cesped. permitiendo aumentar. ventiladores. en forma de multiplicador de velocidad. P=Q siendo Q la fuerza peso del cuerpo... videos. . multicultores. el peso Q esta ubicado sobre el eje de la roldana y la fuerza aplicada P en el otro extremo. Este sistema si amplifica la fuerza aplicada P.Se llama móvil por el desplazamiento de la polea que ocurre al ejercer la fuerza P.Polea móvil: Uno de los extremos de la cuerda se encuentra fijo. y P la aplicada. P = Q/2 siendo Q la fuerza peso del cuerpo. . Aparejo potencial: Si por el extremo libre de la cuerda que pasa por la garganta de la polea fija que compone este sistema efectuamos un desplazamiento virtual . este se transmitirá totalmente a la polea móvil.Como resultado de la combinación de dos o más poleas se forman aparejos. produciendo en el centro de ella un desplazamiento menor al anterior. Según la disposición de éstas tendremos aprarejos potenciales o factoriales. y n es el número de poleas móviles. P = Q/2n En donde P es la fuerza aplicada y Q la fuerza peso como vimos anteriormente. . cuya finalidad es reducir varias veces la fuerza peso. . Para el equilibrio del dispositivo se tendrá: P = Q/n Si hacemos n = 2N. siendo N el número de poleas móviles (fijas entre sí) tendremos: P = Q/2N forma más común de la condición de equilibrio del aparejo factorial.Aparejo factorial: En la figura de abajo se observa que el desplazamiento virtual de la fuerza P produce en el punto Q un desplazamiento n (número de poleas) veces menor. la distancia que recorreremos al tirar de la cuerda será n veces mayor que la que sube el cuerpo. Ejemplo: Para un aparejo que reduce la fuerza del cuerpo 4 veces el desplazamiento será s1 = s/4. y s1 el desplazamiento del cuerpo. y que el trabajo producido por la fuerza aplicada es igual al realizado por el peso del cuerpo. Polea simple fija Fuerzas actuantes en una polea simple fija. . Para que se mantenga esta igualdad.Sabemos que W = F x d . al disminuir la fuerza aplicada por el agregado de poleas necesitaremos mayor recorrido de la cuerda. si colocamos n poleas y disminuimos la fuerza n veces. siendo s el recorrido de la soga. Es decir. y siendo 2α el ángulo que forman los cordones: . el uso de la polea simple fija no comporta ninguna ventaja mecánica (ahorro en la fuerza necesaria) ya que las magnitudes de potencia y resistencia son iguales [5]. si O es el centro de la polea y P y R las direcciones de los cabos de potencia (extremo del que tiramos) y resistencia (de donde cuelga el peso) respectivamente. aunque se podrá mover el peso halando la cuerda en la dirección que resulte más cómoda. La fuerza que ha de soportar el eje de la polea. Q. M y N serán los puntos de tangencia a la circunferencia de la polea donde podrán suponerse aplicadas ambas fuerzas. La polea a todos los efectos puede asimilarse entonces a una palanca angular cuyo fulcro (punto de apoyo) es el punto O y cuyos brazos de palanca son OM y ON de modo que en virtud de la ley de la palanca: Dado que la polea es cilíndrica ambos brazos de palanca serán iguales al radio de la polea y por tanto: Polea simple fija. Suponiendo ambas fuerzas aplicadas en O. será la resultante de las fuerzas aplicadas P y R.Asumiendo que la polea y la cuerda no tienen peso y que la cuerda arrastra la polea sin deslizar sobre ella. P=R Es decir. Polea simple movible Fuerzas actuantes en una polea simple movible. al igual quen el caso anterior las fuerzas que obran en ambos extremos de la cuerda son iguales. deben verificarse las mismas condiciones de equilibrio antes consideradas. cos α=1): La fuerza que deberá soportar el eje de la polea y la estructura de la que cuelgue ésta será el doble del peso que se desea levantar. Por otro lado. aplicando de nuevo la ley de la palanca obtendremos que: P=Q Es decir.Y en el caso de que ambos cordones sean paralelos (α=0. ya que la resultante de ambas fuerzas actuantes sobre la cuerda debe ser igual a la resistencia que pende del eje de la polea: . Teniendo en cuenta que ahora la resistencia obra directamente soble la polea estando uno de los extremos de la cuerda fijo. es decir. Polea simple movible. tanto menor será la fuerza necesaria para mover el peso y mayor la ventaja mecánica del uso de la polea. cuanto menor sea el ángulo α y mayor su coseno. En el caso particular de que el ángulo α sea de 30 grados — y su coseno 1/2— la ventaja mecánica desaparece y la potencia ha de ser igual a la resistencia. . sin embargo ahora para levantar el peso un tramo h la longitud de cuerda que debemos halar es el doble. 2h. Y despejando: Puesto que el valor del coseno varía entre 0 (α = 90º) y 1 (α = 0º). el máximo se dará cuando ambos ramales sean paralelos: Con esta disposición —la más eficiente— el peso se reparte por igual entre los dos ramales de la cuerda de la que pende la polea de modo que la fuerza que hemos de realizar es la mitad del peso que deseamos levantar. Si el ángulo es aún mayor la ventaja mecánica toma un valor menor que la unidad y la potencia necesaria es ya mayor que la resistencia. Teniendo esto en cuenta la disposición más eficiente de un conjunto de poleas es la mostrada en la figura de la izquierda.Sistema de poleas Sistema ideal de poleas. la ventaja máxima se obtendrá cuando los ramales sean paralelos. . Además. De las conclusiones de los análisis de las poleas fijas y móviles se desprende que desde un punto de vista mecánico la eficiencia de un sistema de poleas dependerá del número de poleas movibles que emplee en tanto el uso de poleas fijas no comporta ventaja mecánica alguna. a su vez resistencia de la tercera polea soporta una cuarta parte del peso. con igual número de poleas y estando éstas dispuestas en cada grupo bien en el mismo plano o sobre el mismo eje (véase polipasto). uno fijo y otro móvil. igualmente el ramal de la segunda polea. Si se emplean n poleas movibles. la ventaja mecánica será: La importante desventaja de este sistema de poleas es que usualmente no se dispone de indefinidos puntos fijos de anclaje sino de uno sólo por lo que las configuraciones más usuales consisten en la utilización de dos grupos. .Polea diferencial. etc. Cada sucesiva polea movible divide por la mitad la resistencia aplicada: el ramal de la primera polea que es a su vez resistencia de la segunda polea soporta una fuerza igual a la mitad del peso. la máquina no funciona si los radios no son distintos.Polea diferencial Fuerzas actuantes en una polea diferencial Una polea diferencial se compone de dos poleas de distinto radio caladas sobre el mismo eje y recibe esta denominación porque la potencia necesaria para elevar el peso es proporcional a la diferencia entre dichos radios. La cuerda. es decir: . ya que si la polea móvil pende libremente quedará centrada entre los puntos de apoyo de los ramales 2 y 3. retorna a la polea diferencial pasándose por la garganta de la menor (3-4) y finalmente se enlaza con el ramal sobre el que se aplica la potencia (4-1). mejor cadena. es cerrada y se pasa primero por la garganta de la polea mayor (12) y luego por la polea móvil que sustenta la resistencia (2-3). está sostenida por dos ramales que supondremos paralelos (2 y 3) que se repartirán la carga estando a una tensión Q/2 mientras en la tira de la polea (1) actua la potencia P. que ahora denotaremos Q para distinguirla de los radios R y r de la polea diferencial. La condición de equilibrio es que la suma de los momentos de las fuerzas actuantes sobre la polea respecto de su eje sea igual a cero: A igual conclusión hubiéramos llegado calculando directamente el brazo de palanca d de la resistencia. La resistencia. más aún. los ramales 1 y 3 descienden mientras que 2 y 4 ascienden. Al aplicar la potencia en la dirección indicada en la figura. la cual se denomina cuñero. Cuñas paralelas cuadradas y rectangulares. Sirve para hender o dividir cuerpos sólidos. por lo general rotatorio. se emplea una cuña redonda. La cuña es desmontable para facilitar el ensamble y desarmado del sistema de eje.La ventaja mecánica es inversamente proporcional a la diferencia de radios de las poleas de modo que cuanto menor sea dicha diferencia mayor será la ventaja mecánica y menor la fuerza necesaria para elevar el peso. el sistema se encuentra en equilibrio sin necesidad de realizar ninguna fuerza (P = 0) si bien. La cuña también puede definirse como una máquina simple de madera o metal terminada en ángulo diedro muy agudo. están montados con un ajuste de interferencia. Chavetas Las cuñas se usan en el ensamble de partes de maquinas para asegurarlas contra su movimiento relativo. en realidad. si bien. Tipos de Chavetas o cuñas. Se instala dentro de una ranura axial que se maquina en el eje. como es el caso entre flechas. una cuña afilada. etc. Cuñas Una cuña es un elemento de maquina que se coloca en la interfase del eje y la masa de una pieza que transmite potencia con el fin d transmitir torque. En el caso límite. las poleas. Propiamente es también un cuñero. para calzarlos o para llenar alguna raja o hueco. Actúa como un plano inclinado móvil. . A una ranura similar en la maza de la pieza que transmite potencia se le da el nombre de asiento de cuña. etc.. Tal como lo haría una rampa. cigüeñales. por mucho que tiremos de la cuerda o cadena la carga no se elevará ya que la longitud de cuerda halada será la misma en los cuatro ramales. volantes. Para trabajo pesado son más adecuadas las cuñas rectangulares. permite desplazar un peso con mayo facilidad. para ajustar o apretar uno con otro. El filo de un hacha es. es aconsejable usar una cuña diseñada para transmitir el momento torsionante total. Cuando las fuerzas relativas no son grandes. cuando R = r. una cuña de silleta o una cuña plana. Aun cuando los engranajes. . DESIGNACION: Chaveta forma A 35 x 20 x 160 DIN 6886 CHAVETA LONGITUDINAL CON CABEZA Es un prisma de acero en forma de cuña de sección rectangular. pudiendo transmitir un gran par motriz. Puede tener los extremos redondeados (forma A) o rectos (forma B). Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambas piezas.El tipo mas común de las cuñas para ejes de hasta 6 ½” de diámetro es la cuña cuadrada. La cuña rectangular se sugiere para ejes largos y se utiliza en ejes cortos donde puede tolerarse una menor altura. y la otra mitad en el lado del cuñero de la maza. CHAVETA LONGITUDINAL Es un prisma de acero en forma de cuña de sección rectangular con una inclinación de 1:100 en su cara superior. Los cuñeros y la maza en el eje se diseñan de tal manera que exactamente la mitad de la altura de la cuña se apoye en el lado del cuñero del eje. se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz sin posibilidad de desplazamiento relativo entre ambas piezas. la inferior y los lados de la cuña son todos paralelos. Está dotada de cabeza en uno de sus extremos para facilitar su montaje y extracción. con una inclinación de 1:100 en su cara superior. Al igual que la anterior. Tanto la cuña cuadrada como la rectangular se denominan cuñas paralelas porque la parte superior. pudiendo transmitir un gran par motriz. DESIGNACION: Chaveta plana 16 x 10 x 160 DIN 6883 . Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz de pequeño diámetro. para el montaje de esta chaveta no se practica un chavetero en el árbol.DESIGNACION: Chaveta con cabeza 16 x 10 x 160 DIN 6887 CHAVETA LONGITUDINAL PLANA Es un prisma de acero en forma de cuña con una inclinación de 1:100. permitiendo transmitir un par mecánico no muy elevado. mecanizando en su lugar un rebaje para conseguir un asiento plano sobre el que se apoya la chaveta. A diferencia de las anteriores. CHAVETA LONGITUDINAL MEDIACAÑA Es un prisma de acero en forma de cuña con una inclinación de 1:100. Se utiliza para hacer solidaria una pieza sobre un árbol motriz de pequeño diámetro. la superficie inferior de la chaveta es cilíndrica (cóncava). . de esta forma. permitiendo transmitir únicamente un pequeño par mecánico. no será necesario mecanizar un chavetero en el árbol para alojar la chaveta. pudiendo asentar la misma directamente sobre la superficie cilíndrica del árbol motriz. A diferencia de las anteriores. 6 +0.9 d+8.8 d+4.040 0 +0.6 +0.9 11.1 d+7.1 d+11.7 4.9 d+4.3 +0.5 4.4 d+2.1 12.2 d+7.8 7.3 +0.2 Medidas de los ejes en el cubo de la rueda Ø m/m desdehasta 10-18 30-50 50-80 80-120 120-180 180-250 250-315 315-400 400-500 Tol.9 d+3.052 0 +0.035 0 +0.2 +0.1 d+6.5 +0.063 0 Zonas de tolerancia en el ancho de los chaveteros Tipo de ajuste A presión (forzado) forzed Ligero Deslizante chavetero eje P9 N9 H8 chavetreo rueda P9 J9 D10 La chaveta deberá dimensionarse de manera que pueda transmitir el mismo momento o par de torsión que el eje correspondiente.3 13.9 d+10.4 d+3. Los chaveteros de eje y rueda deberán tener bordes redondeados ( en todos los sentidos) para evitar la formación de grietas y porteriores roturas.6 d+3.5 15.1 d+2. igual a 1.9 d+7.1 d+2.TABLAS DIMENSIONES CHAVETEROS Y CHAVETAS S/DIN 6885/1 .030 0 +0.6 d+3.2 6.2 +0.9 d+4.018 0 +0.2 d+12.2 d+3.9 d+11. la longitud de dicha chaveta deberá ser.3 d+4.6 d+5. .9 d+12.5 d+3.9 5. Tol.8 d+2.4 8.2 d+3.1 3.3 +0.8 d+11.7 d+8.6886 and 6887 Chaveta paralela S/DIN-6885/1 Chaveta de cuña S/DIN-6886 Chaveta de cuña con cabeza S/DIN-6887 Ø eje d mm desdehasta 17-22 22-30 30-38 38-44 44-50 50-58 58-65 65-75 75-85 85-95 95-110 110-130 130-150 150-170 170-200 200-230 230-260 260-290 Medidas chaveta bxh mm 6x6 8x7 10x8 12x8 14x9 16x10 18x11 20x12 22x14 25x14 28x16 32x18 36x20 40x22 45x25 51x28 56x32 63x32 Medidas del chavetero en el cubo Medidas del chavetero en el eje para chavetas Chaveta paralela Chaveta de cuña paralelas y de cuña S/DIN 6885/1 S/DIN 6886 y 6887 Tol. Por ello.0 d+3.046 0 +0.5 8. d + t2 admisible d + t2 admisible t1 admisible m/m (en m/m (en m/m (en altura)m/m altura)m/m altura)m/m d+2.6886 y 6887 STANDARD KEYWAYS S/DIN 6885/1 .3 19. como mínimo. Tol.025 0 +0.5 veces el diámetro del eje.6 d+5.5 6.057 0 +0.7 d+5.6 d+2.4 d+6.7 d+9.3 17 19.7 9. H-7 m/m +0.1 4.4 d+6. alojadas en huecos tallados llamdo chaveteros. en las que se puede prever aumentos bruscos de fuerza que podrían dañar algunas partes. de manera que estos quedan unidos fuertemente pero con posibilidad de desmontaje. o de elemnetos sobre los ejes o árboles. en cuyo caso la chaveta debe romperse y anular la transmisión. Se diferencian dos tipos de chavetas según su colocación: • Chavetas longitudinales: Colocadas en sentido longitudinal al eje del árbol.Chavetas y pasadores Pequeños elementos de forma prismática generalmente que se emplean para efectuar uniones fijas. La unión se efetúa mediante presión usando el efecto cuña o debido a una determinada forma que bloque el elmento sobre el eje. y se emplean para fijar órganos giratorios o con movimiento alternativo a los árboles o ejes. También se empleanen la unión de árboles perfectamente alineados como elemento de seguridad en determinadas máquinas. • Chavetas tranversales: Instaladas en sentido perpendicular al árbol cuya principal aplicación consiste en la unión de vástagos. pero fácilmente desmontables. Su acción consiste en la cración de una compesón radial entre el árbol y el cubo. También existen chavetas que permiten el deslizamiento del cubo a lo largo del árbol. . . el Acoplamiento Zero-Max CD es un producto híbrido exclusivo. Ofrece excelente resistencia a los productos químicos y a la humedad en ambientes hostiles en los que no es posible utilizar acoplamientos elastoméricos o de disco de acero. Su nuevo diseño y el uso de materiales compuestos reforzados da lugar a una gran capacidad de desalineación. elimina el desgaste por rozamiento y brinda una importantísima reducción de roturas por tensión en el orificio del perno. Si lo comparamos con los Acoplamientos de Disco de Acero. ofrece mayor amortiguación y aislamiento frente a golpes y cargas vibrantes. característica de muchos acoplamientos elastoméricos pero con mayor resistencia a la torsión.Acoplamientos Acoplamiento Composite Zero Max Acoplamiento de rodillos de Caucho Acoplamiento Servoclass Zero Max Acoplamiento de fuelle Servostar Acoplamiento Autocentrante FU 12 Acoplamiento NO Autocentrante FU 40 Acoplamiento Autocentrante FU 80 Acoplamient Autocentrante FU 13 y 16 Acoplamientos Elasticos Tubulares Acoplamiento Layrub Acoplamiento Composite Zero Max: Preparado para responder a las aplicaciones más complicadas. que combina las mejores características de los acoplamientos de disco de acero y elastoméricos. además. Par de 25 a 1.Proporciona un control preciso del alineamiento de los ejes .Desacoplamiento fácil y rápido por no tener que desmontar los semiplanos . Rigidez torsional de 11 a 2.Admite desvió angula hasta los 2 grados . combina las mejores prestaciones de los discos de acero y de los de elastómeros. Acoplamiento de Rodillos de Caucho: Donde hay dos ejes debe haber un plato de unión elástica FU.Permite un desvío entre centros de 0.200 Nm .Gran elasticidad de torsión .125 kNm/Rad . . .Muy robusto . -según tipos-.Torsionalmente rígido. En acero con unión por disco(s) "composite". - Unión perfectamente elástica de los ejes por rodillos de caucho. También es el más adecuado en ambientes corrosivos donde los otros acoplamientos se dañan. Absorbe grandes diferencias de alineamiento y ofrece gran resistencia a los choques y vibraciones. Arranque y paro instantáneos. con rodillos de caucho sintético especial. >>> Par hasta 1. un elemento que asegura el perfecto acoplamiento de las dos máquinas a unir. Construido en acero de primera calidad o en la fundición.5 a 1 mm.200 Nm. . -Absolutamente sin juego. el Acoplamiento Servoclass Zero Max saca el máximo rendimiento del servomotor en cualquier aplicación Resuelve los requerimientos de precisión en el posicionado y las altas cargas reversibles comunes a muchas aplicaciones actuales de Servomotor AC y DC.Acoplamiento Servoclass Zero Max: Al estar diseñados con la ayuda del Análisis de Elementos Finitos.Fijación por cierre rápido.Apto para ejes de 4-35 mm.Juego completamente nulo. Ventajas Servostar . -Sin adhesivos.Mayor velocidad y des alineamiento . . Sus discos flexibles proporcionan: . . Soldado por láser de precisión.fácil y rápido montaje. El Acoplamiento ServoClass está montado en una sola pieza y su bajo peso lo convierte en la solución ideal para gran variedad de aplicaciones de precisión para Servomotor.Baja inercia. . Diseño .Alto par transmitido.Sin mantenimiento. Alta rigidez torsional. .Fácil montaje y desmontaje porque no hay necesidad de tener acceso a los tornillos de fijación.Un par más alto . .Sin fallos prematuros debidos a la fatiga o a choques debidos a la carga. Ideales para inversiones a muy alta velocidad en servos. Disponible con chaveta. . Acoplamiento de fuelle Servostar: Los Acoplamiento de fuelle Servostar han sido desarrollados para optimizar los esfuerzos de torsión transmitidos a través de los reenvíos de ángulos y aplicaciones de servo. .Compensa las desalineaciones entre ejes.Disponibles en uno o doble disco. Acoplamiento Autocentrante FU 12: Dimensiones: dxD 50x 80 55x 85 60x 90 65x 95 70x 110 75x 115 80x 120 85x 125 90x 130 95x 135 dxD 100x 145 110x 155 120x 165 130x 180 140x 190 150x 200 160x 210 170x 225 180x 235 190x 250 dxD 200x 260 220x 285 240x 305 260x 325 Acoplamiento No Autocentrante FU 40: Dimensiones: dxD 20x 47 22x 47 24x 50 25x 50 28x 55 30x 55 35x 60 40x 65 45x 75 50x 80 55x 85 60x 90 65x 95 70x 110 75x 115 80x 120 85x 125 90x 130 95x 135 dxD 100x 145 110x 155 120x 165 130x 180 140x 190 150x 200 160x 210 170x 225 180x 235 190x 250 200x 260 220x 285 240x 305 260x 325 280x 355 dxD 300x 375 320x 405 340x 425 360x 455 380x 475 400x 495 . Acoplamiento Autocentrante FU 80: Dimensiones: dxD 18x 26 19x 27 20x 28 22x 32 24x 34 25x 34 28x 39 30x 41 32x 43 35x 47 38x 50 40x 53 42x 55 45x 59 48x 62 dxD 50 x 65 55 x 71 60 x 77 65 x 84 70 x 90 75 x 95 80 x 100 85 x 106 90 x 112 Acoplamiento Autocentrante FU 13 y FU 16: Dimensiones: dxD 20x 47 22x 47 24x 50 25x 50 28x 55 30x 55 32x 60 35x 60 38x 65 40x 65 45x 75 dxD 50x 80 55x 85 60x 90 65x 95 70x 110 75x 115 80x 120 85x 125 90x 130 95x 135 dxD 100x 145 110x 155 120x 165 130x 180 140x 190 150x 200 160x 210 170x 225 180x 235 190x 250 200x 260 220x 285 240x 305 . Al no presentar cortes en el centro elástico se garantiza el balanceo. No es necesario mover las partes para ser reemplazado. Los desalineamientos suponen el 50% de las roturas de rodamientos y otros elementos de qualquier máquina (sellos. amortiguan vibraciones y choques. lo que da seguridad al usuario. siendo este último minimizado por la capacidad de absorción del centro elástico. Son de sencilla instalación/sustitución. ofrecen más seguridad al usuario y no requieren lubricación. engranajes. Su utilización alarga la vida de la máquina y de sus componentes. Al tratarse de un sólo elemento. reducen esfuerzos. constructivas. Esta fabricado bajo un Sistema de Aseguramiento de la Calidad y para su fabricación se emplean materias primas de calidad superior.Acoplamientos Elásticos Tubulares: Los acoplamientos elásticos absorben desalineamientos. La media de vibraciones que se transmiten en un sistema es del orden del 70% . se economiza en reposición de componentes lubricantes e inventario. la instalación/sustitución es sencilla. . etc.) que normalmente no están preparados para resistir la flexión inducida del eje. Si se utilizan tolerancias de alineación menores se aumenta la vida útil del centro elástico. Por sus características requieren lubricación. los acoplamientos elásticos no Al aumentar el intervalo entre recambios se reduce el tiempo de parada de la máquina. El centro elástico puede trabajar un tiempo prolongado sin ser sustituido. retenes. o entre dos sectores de la parte de interacción. Una constante de acoplamiento desempeña un importante rol en Dinámica. es decir.Desplazamiento axial . Por ejemplo. En el movimiento de un gran trozo de hierro magnetizado. ε0es la permitividad del vacío. una constante de acoplamiento.Grandes diámetros de ejes . la carga eléctrica de una partícula es una constante de acoplamiento.Ejes flotantes .Ambientes agresivos Constante de acoplamiento En Física. Por ejemplo.Espaciador ( Back-Pull-Out) . . Un papel especial es representado en las teorías cuánticas relativistas por las constantes de acoplamiento que no poseen dimensiones.Existen diversos modelos: . las fuerzas magnéticas son más importantes que las fuerzas gravitacionales debido a las magnitudes relativas de las constantes de acoplamiento. es un número que determina la fuerza de una interacción. son números puros. en mecánica clásica uno frecuentemente realiza estas decisiones directamente comparando las fuerzas.Limitadores de torque .Motores diésel . Constante de estructura fina La constante de acoplamiento resulta de gran utilidad en la Teoría cuántica de campos. usualmente denotada g. es la constante reducida de Planck y c es la velocidad de la luz) es tal constante de acoplamiento sin dimensiones que determina la intensidad de la fuerza electromagnética sobre un electrón. Sin embargo. Un ejemplo es la constante de estructura fina). (donde e es la carga de un electrón.Bloqueo de seguridad .Ejes cónicos (Motor Mill) . Usualmente el Lagrangiano o el Hamiltoniano de un sistema puede ser separado en una parte cinética y una parte de interacción. uno frecuentemente establece jerarquías de aproximación basadas en la importancia de varias constantes de acoplamiento. La constante de acoplamiento determina la fuerza de la parte de interacción con respecto a la parte cinética. Características de los acoplamientos Introducción Acoplamiento: Un acoplamiento o cople es un dispositivo qire se utiliza para unir dos ejes en sus extremois con el fin de transmitir potencia . Las fuerza total de corte en los tornillos depende del radio Diferentes clases de acoplamientos Los acoplamientos se clasifican en función de la posición del eje geométrico de los árboles que se han de conectar. Algunos tipos de acoplamientos pueden funcionar como "fusible mecánico". aunque lo normal es que se presente una combinación de ambas. Idealmente la relación de transmisión es 1. Este diseño es deseable para ciertos tipos de equipos para los cuales es deseable que alla una alineación precisa de dos ejes que puede lograrse . en el cual los rebordes o pestañes se montan en los extremos de cada eje y se unen por medio de una serie de tornillos . el cople debe diseñarse de manera que sea capaz de transmitir el torque en los ejes . Las vibraciones son debidas a que los ejes no son exactamente coaxiales. existen dos tipos generales de acoplamientos rigidos y flexibles . En la figura se muestra un cople rigido comon . asi la trayectoria de la carga del eje impulsor hacia su pestaña. Existen dos tipos generales de coples rigidos y flexibles Los acoplamientos son sistemas de transmisión de movimiento entre dos ejes o árboles. cuyas misiones son asegurar la transmisión del movimiento y absorber las vibraciones en la unión entre los dos elementos. hacia la pestaña que embona y hacia fuera al eje que es impulsado . El termino acoplamiento o cople se le da a un dispositivo que se utiliza para unir dos ejes en sus extremos con el fin de transmitir potencia . Esto se consigue fabricando el acoplamiento o parte de él con materiales menos resistentes o con secciones calculadas para romper con un determinado esfuerzo. Hay desalineaciones angulares o radiales. permitiendo su rotura cuando se sobrepase cierto valor de par. salvaguardando así partes delicadas de la instalación que son más caras. pero a veces un eje puede tener más velocidad en un intervalo del ciclo que en otro. el torque coloca a los tornillos ante esfuerza de corte . En tales casos . m4ediante los tornillos . Los acoplamientos rigidos se diseñan para unir dos ejes en forma aplretada de manera que no sea posoble que se genere movimiento relativo entre ellos. Los principales tipos de acoplamiento son: . No admiten desalineaciones. Presentan el inconveniente de tener que separar los ejes para sustituirlos. Permiten la sustitución sin tener que desmontar los ejes. conexión que exige una perfecta alineación • Acoplamientos Flexibles • El modelo flexible admite desalineaciones. Dentro de este grupo encontramos otros subgrupos: o Junta Cardan: Permiten elevados desalineamientos.los rígidos. el ángulo mismo en las dos articulaciones y los ejes de las dos articulaciones deben ser paralelos. los flexibles. asegurando así que no haya rozamiento. Los de este último tipo tienen una pieza cónica para que la presión de los tornillos apriete las bridas contra los ejes. • . tanto angulares como radiales. los hidráulicos y los magnéticos. De brida o de plato: Consta de dos platos forjados con el eje o encajados en ambos árboles y asegurados por pernos embutidos. pero el acoplamiento está hecho en 2 piezas. Para evitarlo se recurre al sistema con doble junta Cardan. • De manguito partido: Parecidos a los anteriores. Se suelen usar para ejes muy largos que no se pueden hacer de una pieza. se suelen usar para transmitir movimiento entre ejes paralelos. De hecho. lo cual puede resultar complicado en algunos casos. Distinguimos 3 tipos: De manguito: Los ejes se unen mediante una pieza cilíndrica hueca. Se utiliza por ejemplo para unir una turbina y su alternador. Se puede clasificar en dos grandes grupos: Rígidos a torsión: No amortiguan vibraciones a torsión. El modelo rígido no permite desalineaciones. Para asegurar que se mantiene la velocidad. que consta de un eje debe ser elγ intermedio. que aseguran la transmisión con la presión de los tornillos. El problema que presentan es que hay oscilación en la velocidad de salida. . dependiendo de la longitud de los dientes. presenta una pieza intermedia. También permite desalineaciones axiales. Admite desalineaciones radiales.Junta Oldham: Como en el caso anterior. . En este caso se trata de una pieza cilíndrica con dos salientes prismáticos perpendiculares. lo cual permite elevadas desalineaciones.Flexible dentado: Unos dientes son los que se encargan de transmitir el movimiento. sino que están redondeados en la cabeza para permitir desalineaciones angulares (elevadas) y radiales (pocas). No llevan la evolvente normal. . Son típicas en automoción (caja de cambiosrueda).Juntas homocinéticas: Poseen una pieza intermedia con bolas. Se adjuntan imágenes de dos tipos de jaulas para alojar las bolas. De elastómero: Formados por dos bridas almenadas separadas por una pieza intermedia elástica. Admite desalineaciones. si bien no permite la transmisión de elevados pares. Acoplamientos Elásticos Acoplamientos elásticos. . dentro del cual hay un rotor solidario del árbol que es móvil y rige la rotación del mecanismo. . es el siguiente. que engrana sobre unos dientes. pero separadas por un material elástico. Clasificación: • .De manguito elástico: Es cilíndrico pero con muchos cortes radiales.De resorte serpentiforme: Formado por dos bridas con almenas por las que pasa un fleje en zig-zag. . permitiendo cierto grado de amortiguamiento. Muy usados para baja y media potencia (cerámica). sólo que los dientes son abombados.De diafragma elástico: Se caracteriza por presentar los platos provistos de pernos de arrastre. Permite desalineaciones. De cadena: Consta de dos bridas unidas a los ejes mediante prisioneros y de una cadena doble. se construye de plástico. Usado en sistemas de elevevación (polipastos). . Absorben vibraciones a torsión. La fuerza centrífuga generada por la . Permite mucha desalineación y es de reducido tamaño.De banda elástica: Formado por dos bridas unidas por una banda de caucho. . Adjunto un ejemplo con cadena de plástico.De eje flexible: El eje es de una aleación de bronce y permite desalineamientos.Una variación de este tipo de acoplamiento bastante abundante en los catálogos comerciales. cuyo movimiento se produce a través de una conexión elástica. Fácilmente desalineable.Semielástico de tetones: Formado por dos bridas unidas por pernos. El acoplamiento hidráulico se distingue por la presencia de un cárter que se llena con aceite especial.De barriletes: Parecido al dentado. dando la apariencia de un muelle. . La transmisión del par no es instantánea. Una variación de este tipo podría ser la que se muestra en la siguiente figura: . en el que la corona exterior que une a las dos bridas en las que se acoplan los ejes. Muy utilizado en electrodomésticos. En el acoplamiento magnético.rotación impulsa al aceite al exterior accionando un segundo rotor que. el funcionamiento es distinto. las limaduras se magnetizan y accionan los platos. El desacoplamiento se consigue mediante la desmagnetización de las limaduras. a su vez. En el ejemplo que he obtenido de internet. al pasar a través de esa mezcla una corriente de intensidad débil. ya que hay imanes permanentes en los dos cilindros en los que se acoplan los ejes. para lo cual se dispone una mezcla de aceite y limaduras de hierro (en proporción 1:10) entre las superficies paralelas de dos platos. la unión se consigue de modo suave y de fácil regulación a través de de la acción magnética. pone en marcha el árbol de transmisión. .
Report "Diseno de Maquinas II Poleas Chavetas Acoplamientos"