Conceptos básicos del acoplamiento

Un acoplamiento es un dispositivo que conecta dos ejes o un eje y una pieza giratoria, gira conjuntamente durante la transmisión de movimiento y potencia, y no se desacopla en circunstancias normales. En ocasiones, también se utiliza como dispositivo de seguridad para evitar que las piezas conectadas se sometan a cargas excesivas y cumple la función de protección contra sobrecargas.

Breve descripción del acoplamiento

El acoplamiento, también llamado acoplamiento mecánico, es un componente mecánico que se utiliza para conectar firmemente el eje impulsor y el eje impulsado en diferentes mecanismos para girar juntos y transmitir movimiento y par. En ocasiones, también se utiliza para conectar ejes con otras piezas (como engranajes, poleas, etc.). Suele estar compuesto por dos mitades, unidas mediante chavetas o ajustes ajustados, fijadas a los dos extremos del eje y posteriormente conectadas de alguna manera. El acoplamiento también puede compensar el desplazamiento (incluyendo desplazamiento axial, radial, angular o combinado) entre los dos ejes debido a errores de fabricación e instalación, deformación durante el funcionamiento o expansión térmica, etc.; así como mitigar el impacto y absorber la vibración.

Los acoplamientos más comunes están estandarizados. Generalmente, solo es necesario seleccionar correctamente el tipo de acoplamiento y determinar su modelo y tamaño. Si es necesario, se puede comprobar y calcular la capacidad de carga de los eslabones débiles vulnerables. A alta velocidad, se debe verificar la fuerza centrífuga del borde exterior y la deformación del elemento elástico, así como realizar una comprobación del equilibrio.

Tipo de acoplamiento

Los acoplamientos se pueden dividir en dos categorías: acoplamientos rígidos y acoplamientos flexibles.

Los acoplamientos rígidos no pueden amortiguar ni compensar el desplazamiento relativo de los dos ejes, por lo que requieren una alineación estricta. Sin embargo, este tipo de acoplamiento tiene una estructura simple, un bajo coste de fabricación, un fácil montaje y mantenimiento, garantiza un alto grado de alineación entre los ejes y transmite un alto par, y es ampliamente utilizado. Entre los más comunes se encuentran los acoplamientos de brida, los acoplamientos de manguito y los acoplamientos de abrazadera.

Los acoplamientos flexibles se pueden dividir en acoplamientos flexibles sin elementos elásticos y acoplamientos flexibles con elementos elásticos. Los primeros solo compensan el desplazamiento relativo de los dos ejes, pero no amortiguan ni reducen la vibración. Entre los más comunes se incluyen los acoplamientos deslizantes, los acoplamientos de engranajes, los acoplamientos universales y los acoplamientos de cadena. Los segundos contienen elementos elásticos. Además de compensar el desplazamiento relativo de los dos ejes, también amortiguan y reducen la vibración. Sin embargo, el par transmitido generalmente no es tan bueno como el de los acoplamientos flexibles sin elementos elásticos debido a la resistencia limitada de estos últimos. Entre los más comunes se incluyen los acoplamientos de pasador de manguito elástico, los acoplamientos de pasador elástico, los acoplamientos de flor de ciruelo, los acoplamientos de neumáticos, los acoplamientos de resorte serpentino y los acoplamientos de ballesta.

Requisitos de rendimiento del acoplamiento

Dependiendo de las diferentes condiciones de trabajo, el acoplamiento debe tener el siguiente rendimiento:

(1) Movilidad. La movilidad del acoplamiento se refiere a la capacidad de compensar el desplazamiento relativo de los dos componentes giratorios. Factores como errores de fabricación e instalación entre los componentes conectados, cambios de temperatura durante el funcionamiento y deformaciones por carga plantean requisitos de movilidad. La movilidad compensa o alivia las cargas adicionales entre ejes, rodamientos, acoplamientos y otras piezas causadas por el desplazamiento relativo entre los componentes giratorios.

(2) Amortiguación. En situaciones donde se arrancan cargas con frecuencia o las cargas de trabajo varían, el acoplamiento debe contar con elementos elásticos que amortiguan y reducen las vibraciones para proteger el motor principal y la máquina de trabajo contra daños o daños.

(3) Seguro y confiable, con suficiente resistencia y vida útil.

(4) Estructura simple, fácil instalación y mantenimiento.

Selección del tipo de acoplamiento

Al seleccionar un tipo de acoplamiento, se deben tener en cuenta los siguientes elementos.

① El tamaño y la naturaleza del torque requerido, los requisitos para las funciones de amortiguación y reducción de vibraciones y si puede ocurrir resonancia.

② El desplazamiento relativo de los dos ejes del eje causado por errores de fabricación y ensamblaje, carga del eje y deformación por expansión térmica, y movimiento relativo entre componentes.

③ Las dimensiones externas admisibles y los métodos de instalación, con el fin de facilitar el espacio operativo necesario para el montaje, ajuste y mantenimiento. Para acoplamientos de gran tamaño, debe ser posible desmontarlos y montarlos sin que el eje se mueva axialmente.

Además, también se deben considerar el entorno de trabajo, la vida útil, la lubricación, el sellado y la economía, y luego consultar las características de varios acoplamientos para seleccionar un tipo de acoplamiento adecuado.