Acoplamientos flexibles para ejes de transmisión: cómo hacer coincidir el tipo, el par y la desalineación

Una prensa de rodillos en una planta de cemento y un servoeje de 200 W en una línea de envasado se describen como un acoplamiento flexible de eje de transmisión. No son el mismo componente, y tratarlos como intercambiables es la forma en que los ejes terminan sobrecargados, los rodamientos fallan prematuramente y una máquina funciona más ruidosamente que el día de su puesta en servicio.

La respuesta corta: elija el acoplamiento según la desalineación que debe absorber y el par que debe soportar, luego reduzca el campo con la velocidad, la rigidez torsional, el entorno y la tolerancia de instalación. El precio y la disponibilidad en los estantes son lo último, después de que se hayan aplicado esos cinco filtros.

Tres productos diferentes se esconden detrás de un nombre

La frase cubre al menos tres clases de hardware y cada una falla por sus propias razones.

• Acoplamientos flexibles dentro de un tren de transmisión, montados entre el eje de salida de una caja de cambios y el eje de la máquina impulsada. El trabajo es pasar el torque mientras se tolera la desalineación residual dejada por el asentamiento de los cimientos, el crecimiento térmico o el ensamblaje.
• Ejes de transmisión flexibles, es decir, ejes cardán o de junta universal. Se utilizan cuando los dos extremos del eje están muy separados o el ángulo de trabajo cambia durante la operación, como en husillos de molinos, ejes de hélice y transmisiones fuera de carretera.
• Acoplamientos de eje de precisión en los ejes servo y de posicionamiento, elementos cortos torsionalmente rígidos entre un motor y un husillo de bolas o la entrada de una caja de cambios, donde el juego importa más que la desalineación.

Si se equivoca en la clase, ningún dimensionamiento cuidadoso salvará la instalación. Un acoplamiento de viga clasificado para una carga pequeña de codificador, instalado en un transportador de 30 kW, se fatigará en cuestión de semanas porque el par y las cargas laterales están muy fuera de su envolvente de diseño.

Compare familias antes de comparar precios

La mayoría de los argumentos de selección son en realidad argumentos sobre qué familia cumple con el deber. La siguiente tabla es una herramienta de lista corta, no una hoja de especificaciones.

Todo lo que no esté en la tabla, incluidos los diseños de paquetes de discos, cadenas y rejillas, es una variación de la misma lógica: elemento flexible, dos bujes y un conjunto definido de desplazamientos permitidos.

Unidades pesadas: el par y la desalineación llegan juntos

Los laminadores, los polipastos de grúa, los hornos rotatorios y las trituradoras comparten un patrón: par alto, velocidad moderada y desalineación que cambia con la carga y la temperatura. Un acoplamiento de engranaje de tambor de dientes coronados suele ser el punto de partida porque maneja aproximadamente de 0,5 a 1,5 grados de desalineación angular por engrane de engranaje mientras transmite un par muy alto en una envoltura compacta, y porque la misma unidad se puede suministrar con una rueda de freno o un disco de freno donde la máquina debe detenerse positivamente.

Cuando el ciclo de trabajo contiene picos de choque frecuentes, un acoplamiento de resorte serpentino suele hacer un mejor trabajo. La rejilla de resorte absorbe el par máximo que un acoplamiento de engranajes pasaría directamente a los dientes, chavetas y cojinetes.

Acoplamiento de engranaje de tambor ancho RSK-GICL para cargas elevadas Acoplamiento de engranaje de tambor de alto torque que se adapta al desplazamiento angular y radial; Adecuado para transmisiones de alta carga y alta velocidad donde la lubricación y el mantenimiento son aceptables. Ver producto →

Los tramos largos y los ángulos cambiantes necesitan un eje, no un acoplamiento

Cuando la distancia entre el conductor y la máquina conducida se mide en metros, o cuando el ángulo de trabajo cambia durante el funcionamiento, un acoplamiento corto no puede realizar el trabajo. Una sola junta universal no transmite una velocidad constante: la velocidad de salida fluctúa dos veces por revolución y la fluctuación crece con el ángulo de la junta. Dos juntas dispuestas de manera que ambos ángulos sean iguales y los yugos estén escalonados correctamente cancelan esa fluctuación, razón por la cual un eje cardán de tipo doble es la opción normal para husillos de molinos, ejes de hélice y transmisiones de vehículos pesados.

Mantenga ambos ángulos de articulación iguales y tan pequeños como sea práctico. Unos pocos grados de diferencia entre los dos extremos son suficientes para producir un pulso de torsión que se manifiesta como ruido, desgaste y sujetadores sueltos mucho antes de que algo se rompa.

Junta universal de brida telescópica grande RSK-SWC BF Junta universal de brida telescópica de gran escala para transmisión de potencia de alta carga, que compensa grandes desalineaciones angulares con alta eficiencia y mantenimiento sencillo en entornos hostiles. Ver producto →

Servoejes: la rigidez supera a la flexibilidad

En un servoeje las prioridades se invierten. El par es modesto, pero la precisión posicional se mide en minutos de arco, por lo que el acoplamiento necesita una alta rigidez torsional, cero juego y baja inercia. Aquí aparecen diseños de viga, fuelle, diafragma, mandíbula y corredera transversal, y las diferencias son importantes: un acoplamiento de fuelle agrega rigidez, un acoplamiento de mandíbula agrega amortiguación y un acoplamiento Oldham resuelve un desplazamiento radial que los otros diseños no pueden. Para estos ejes, la gama de acoplamientos flexibles agrupa las cinco familias por rigidez y desalineación para que la comparación se mantenga dentro de una familia de productos.

Acoplamiento de eje de línea paralela de aleación de aluminio de alta rigidez RSK-CPPC Acoplamiento de viga de aluminio de alta rigidez para servomotores y motores paso a paso, con sujeción sin espacios y compensación de desviaciones radiales, angulares y axiales. Ver producto →

La desalineación es una cantidad, no una opinión

Los proveedores publican valores máximos angulares, radiales y axiales. Trate esas cifras como límites en condiciones ideales, no como un punto de funcionamiento normal. Una regla de campo viable es utilizar no más de un cuarto a un tercio de la capacidad angular nominal, porque las fuerzas de reacción de los rodamientos aumentan aproximadamente en proporción al ángulo, y el acoplamiento rara vez es el único elemento flexible en el tren.

• La desalineación angular se mide entre las dos líneas centrales del eje a lo largo de la longitud del acoplamiento. Un desplazamiento de 0,1 mm en un tramo de 100 mm ya equivale a unos 0,06 grados.
• El desplazamiento radial o paralelo se absorbe mejor en los diseños de Oldham y de neumáticos; Los acoplamientos de engranajes y pasadores sólo toleran valores pequeños.
• El movimiento axial suele ser térmico. Un eje de acero de 2 m con una elevación de 60 °C sobre la temperatura ambiente crece aproximadamente 1,4 mm, lo que debe ser absorbido en algún lugar del tren.
• Compruebe la alineación después del montaje, no antes: vuelva a medir una vez que las tuberías estén conectadas y la máquina se haya calentado al menos una vez.

Qué enviar a un proveedor

Las consultas vagas producen acoplamientos seguros y de gran tamaño que cuestan más, pesan más y cargan más los rodamientos. Envíe estos ocho puntos y la lista corta generalmente se reduce a uno o dos tipos:

1. Par nominal y máximo, además del factor de servicio que requiere el estándar de su aplicación.
2. Rango de velocidad, incluyendo cualquier condición de exceso de velocidad o aceleración.
3. Diámetros de eje, detalle de chavetero o abrazadera y ajuste requerido.
4. Máxima desalineación angular, radial y axial esperada después de la alineación.
5. Separación del extremo del eje y si se debe retirar el acoplamiento para el servicio del rodamiento.
6. Medio ambiente: temperatura, aceite, polvo, lavado, niebla salina, zona peligrosa.
7. Grado de equilibrio y desequilibrio residual permitido, si la velocidad es alta.
8. Si se necesita una rueda de freno, un disco de freno o un dispositivo de liberación de sobrecarga.

Riesgos de adquisiciones que vale la pena comprobar

• La capacidad de torsión se define para un ajuste y un chavetero determinados. Un cubo de sujeción en un eje plano y un cubo con chaveta en el mismo eje no transmiten la misma carga.
• Los elementos de elastómero tienen un techo de temperatura. Un acoplamiento con capacidad para 80 °C en una fundición que funciona a 95 °C se endurecerá y perderá su amortiguación en unos meses.
• La intercambiabilidad es un riesgo real: dos acoplamientos con orificios y chaveteros idénticos pueden tener longitudes de cubo diferentes, por lo que es posible que los repuestos no se ajusten al protector o espaciador existente.
• La capacidad térmica de la rueda de freno debe coincidir con la función de frenado, no simplemente con la capacidad de torsión del acoplamiento.
• Si la planta funciona según DIN u otro estándar designado, solicite el plano, el certificado de material y el registro de prueba dinámica con anticipación. Una referencia útil para el tipo, el estándar y la lógica de selección es la guía de selección de acoplamientos DIN.

Jiangsu Rokang Heavy Industry Technology fabrica componentes de transmisión flexibles en la mayoría de las familias mencionadas anteriormente: acoplamientos de juntas de velocidad constante de jaula de bolas, ejes cardán, acoplamientos de engranajes de tambor, acoplamientos de diafragma estándar y de alta velocidad, servoacoplamientos, resortes serpentinos, acoplamientos de alta elasticidad para neumáticos y marinos, además de conjuntos de bloqueo para conexiones de eje-cubo sin llave. Los productos de la empresa se exportan a Europa, Estados Unidos, Rusia, Oriente Medio e India, y la lista de aplicaciones publicada cubre grúas, metalurgia y laminación, minería, petroquímica, textiles, barcos militares y vehículos ferroviarios.

Envíe los ocho puntos de datos anteriores con su consulta y la respuesta que reciba debe ser un tipo, un tamaño y un dibujo, no simplemente un precio.