Acoplamientos

ACOPLAMIENTOS MECANICOS

Podemos clasificarlos según la naturaleza de los elementos a unir:
A) Unión entre árboles y cubos (Movimiento de Rotación)
B) Unión entre vástagos (Movimientos de traslación)
C) Unión entre árboles

Básicamente en este apunte se hace hincapié en el punto A) “Unión entre árboles y cubos”.

Unión entre árboles y cubos
Los hay de tren tipos diferentes:
1- Por rozamiento
2-Por cierre de forma
3- Por cierre de forma con tensión inicial

Por Rozamiento







La fuerza de adherencia (resistencia al deslizamiento angular o longitudinal del cubo respecto al árbol), que es igual a la suma de las fuerzas de rozamiento ha de ser mayor a la fuerza tangencial U que se ha de trasmitir por el árbol.

En el caso de una presión superficial P uniformemente distribuida sobre laperiferia resulta:


Recordando que , siendo para ejes macizos, se tendrá entonces la condición necesaria

Esta forma de unión se puede lograr mediante:
Calentamiento del Cubo (ajuste por contracción)
Generalmente se realiza desde 100°C hasta 700°C en los aceros. El peligro de la “deformación” del cubo aumenta con la temperatura.
Enfriamiento del árbol (ajuste por dilatación)
Lastemperaturas utilizadas para contraer el eje van desde los -70°C con hielo seco a -197°C con aire líquido. (Con peligros de explosión y daños por congelamiento).

Otros tipos de uniones por rozamiento se ver en las figuras siguientes:





a) Unión aprisionada con cubo hendido, b) Con cubo partido, c) Con chaveta cóncava, d) Ajuste apretado, e) Asiento cónico con casquillo cónico, f) Asiento cónico

PorCierre de Forma (por arrastre)

Existen diversos tipos de uniones por cierre de forma; aquí se ejemplifican los más utilizados en la industria mecánica:





a) Pasador inclinado, b) chaveta lenticular, c) chaveta de ajuste embutida, d) chaveta deslizante, e) perfil de ranuras múltiples, f) perfil dentado, g) perfil K


Pasadores longitudinales y transversales
Son baratos y adecuados paratrasmitir pequeños momentos de torsión
Chavetas
Es la unión que se emplea con más frecuencia cuando se trata de cubos sometidos a momentos de torsión en un solo sentido. Además se utiliza como chaveta deslizante en cubos móviles en sentido longitudinal y también como seguro de posición en algunas uniones aprisionadas y asientos cónicos. La chaveta es apenas más económica de montaje y fabricación que lacuña, pero no somete al cubo a tracción en el sentido radial, y su montaje exige menos esfuerzos. Las chavetas lenticulares o Woodruff son las más económicas y se emplean especialmente en máquinas herramientas y automóviles, para pequeños momentos de torsión.
Perfil dentado
Mediante el dentado con finas entallas, se debilitan los árboles y los cubos todavía menos que con el perfil de ranurasmúltiples. Además la presión se reduce bastante.
Perfil K
Se utilizan para trasmitir grandes momentos torsores, y tienen la particularidad de que son relativamente más fáciles de fabricar que un perfil de ranuras múltiples, además de tener un perfil sin concentraciones de tensión.
Por Cierre de Forma con tensión inicial







a) Chaveta cónica o clavija, b) chaveta lenticular o woodruff, c) chavetaembutida, d) chaveta de cuña con cabeza o sin cabeza, e) chavetas tangenciales

Estas uniones reúnen las ventajas del cierre de forma con la unión por rozamiento (tensión inicial). Pertenecen a ellas, en primer lugar, todas las uniones por cierre de forma del tipo chaveta; luego, las uniones por presión con cierre adicional de forma, por ejemplo, asiento cónico con chaveta adicional de ajuste y,por último, las uniones por cierre de forma con tensión previa adicional
Uniones con cierre de forma con chaveta
Al encajar la chaveta, se comprimen entre sí la chaveta, el cubo y el árbol, de modo que puede trasmitirse por rozamiento un momento de torsión. Se trasmite adicionalmente un momento torsor por medio de la unión por cierre de forma entre chaveta y chavetero. La chaveta tiene forma...