Instrucciones de selección de acoplamiento

Fundamentos para hacer la selección correcta del acoplamiento requerido

En el área de la transmisión de potencia, hay muchas clases de acoplamientos que pueden ser empleados para transmitir potencia de un motor a una máquina. Teniendo en cuenta que cada aplicación tiene ciertas características específicas, es importante analizar los requisitos que debe tener el acoplamiento para asegurar una larga vida útil y un correcto funcionamiento del equipo.

Se deben tener en cuenta los siguientes factores para seleccionar un acoplamiento:

1. Condiciones medioambientales: temperatura, ambiente corrosivo, etc.
2. Accesibilidad: espacio requerido para instalar el acoplamiento.
3. Características geométricas: tipo de eje.
4. Tamaño de los acoplamientos: diámetro máximo exterior y longitud.
5. Desalineaciones requeridas: angular, torsional, etc.
6. Características o capacidades mecánicas: momento, velocidad, capacidad de absorción de vibraciones, etc.

Condiciones medioambientales 

Es relevante analizar el ambiente donde se va a instalar el acoplamiento, la temperatura y saber si va a estar en un lugar donde puede haber corrosión.

Accesibilidad

El espacio puede ser un inconveniente, especialmente en zonas de difícil acceso para ubicar el acoplamiento o realizar labores de mantenimiento. Por lo tanto, este es un punto muy a tener en cuenta a la hora de realizar la selección del acoplamiento. 

Características geométricas

Es necesario analizar las características de los ejes, así como el diámetro y la longitud de los mismos.

Tamaño de los acoplamientos

Se debe verificar el acceso, el espacio requerido y las características de los ejes. Además, es relevante analizar las dimensiones necesarias para la instalación de todas las opciones disponibles.

Desalineaciones requeridas

El operador debe revisar que tipos de desalineaciones deben corregirse o debe absorber el acoplamiento: paralelas, torsionales, axiales, angulares, laterales, etc.

Características o capacidades mecánicas

El objetivo principal consiste en comprender el rendimiento requerido del acoplamiento para la aplicación concreta: par nominal alto, alta velocidad, flexibilidad, capacidad de absorción de vibraciones, etc.

Seleccionar el tipo de acoplamiento teniendo en cuenta los factores para seleccionar el acoplamiento

Acoplamiento rígido: Proporciona una conexión solida entre ambos ejes, gran precisión y un alto par nominal, pero no permite desalineaciones. No permite movimiento entre ambos ejes.

Acoplamiento flexible: compensa las desalineaciones, así como las vibraciones. Es especialmente útil en los momentos de arranque del motor. No transmite tanto par nominal como en el caso del acoplamiento rígido, pero puede absorber golpes y vibraciones.

Selección del acoplamiento flexible

La determinación del tipo de acoplamiento se realiza en base a las siguientes fórmulas:

M = N hp/ n . 7017 . k
M = N kW/ n . 9549 . k

M = Par Nominal
N = Potencia motriz (CV or kW)
n = Velocidad mínima de los ejes acoplados (rpm)
k = Coeficiente multiplicador

El valor obtenido al aplicar la fórmula deberá ser inferior o igual a la indicada en los cuadros de las dimensiones y potencias que se refieren al acoplamiento correspondiente, en la columna “par nominal”.

Observaciones

Los valores indicados en el cuadro de arriba no son aplicables de manera absoluta a cada caso. Si por ejemplo, una de las máquinas a acoplar presenta tal grado de irregularidad que se juzga necesario hacer investigaciones técnicas sobre las oscilaciones, se recomienda proceder la elección del coeficiente multiplicador sirviéndose del cuestionario adjunto.

Los grupos siguientes se aplican a las máquinas accionadas.

Orientación para el cálculo del coeficiente K en distintos grupos de máquinas.

1. Máquinas de carga constante

• Generadores (grupo electrógeno).
• Transportadoras de banda.
• Aparatos elevadores de pequeñas dimensiones hasta seis arranques hora.
• Máquinas de trabajar madera de pequeña potencia.
• Ventiladores de pequeña dimensión.
• Pequeñas máquinas cuya rotación constituye el movimiento principal.
• Pequeñas bombas centrífugas.

2. Máquinas de carga variable

• Pequeños montacargas.
• Generadores.
• Cabestrantes
• Aparatos elevadores de hasta 120 arranques por hora.
• Transportadoras de cadena.
• Mecanismo de traslación de grúas.
• Máquinas textiles.
• Transmisiones.
• Transportadores.
• Turbo-sopletes (sopletes de gas: compresores).
• Ventiladores.
• Máquinas-herramientas medias en las que la rotación constituye el movimiento principal.
• Cabestrantes de grandes dimensiones.
• Bombas centrífugas

3. Máquinas medias y pesadas

• Montacargas pesados.
• Hornos giratorios.
• Barriles de tanino.
• Molinos de cilindros.
• Tambores refrigeradores.
• Telares continuos de anillos.
• Agitadores mecánicos.
• Tijeras. Máquinas de afilar.
• Lavadoras.
• Telares.
• Prensa para ladrillos.
• Ventiladores.
• Aparatos de elevación de hasta 300 arranques por hora.
• Mecanismos de traslación.

4. Máquinas pesadas

• Mecanismo de mando de draga.
• Prensas de briquetas.
• Laminadoras de caucho.
• Ventiladores para minas.
• Máquinas de lijar madera.
• Molinos de muelas para arena y papel.
• Bombas de pistón sumergible.
• Tambores de limpieza.
• Máquinas de movimiento oscilante.
• Molinos compound.
• Molinos de cemento.
• Bancos de estirage.
• Mecanismos elevadores.
• Aparatos elevadores por encima de los 300 arranque por hora.

5. Máquinas pesadas de consumo de energía variable

• Grandes instalaciones de sondeo.
• Máquinas de satinar hojas de papel.
• Sierras horizontales y sierras verticales alternativas.
• Prensas.
• Aparatos de rodillos para papel
• Calandrias de papel.
• Trenes de rodillos para laminadoras.
• Cilindros secadores.
• Pequeñas laminadoras para metales.
• Centrífugas.

Ejemplo

El elevador de cangilones está accionado por un motor de 16 kW; n=1.450 rpm., por medio de un reductor cuyo eje de salida gira a una velocidad de n=180 rpm. El motor y el reductor están protegidos por medio de un acoplamiento elástico UNEFLEX:

1. Acoplamiento entre motor y reductor:

N = 16 kW
n = 1450 rpm
M = NKw/n . 9549 . k

Los elevadores de cangilones figuran en la clasificación por grupos en el capítulo 2 bajo el título «máquinas de carga variable». El coeficiente multiplicador K=1,5 que figura en el cuadro «valor del coeficiente k», en el capítulo de máquinas de mando «motor eléctrico» capítulo 2:

M = 16/1450 x 9549 x 1.5 = 158.07 Nm

De acuerdo con el cuadro de potencias, el acoplamiento modelo M-5 es apropiado para un par de 158 Nm.

2. Acoplamiento entre reductor y mecanismo del elevador de cangilones

N = 16 kW
n = 180 rpm
M = NKw/n . 9549 . k

M = 16/180 x 9549 x 1.5 = 1273 Nm

De acuerdo con el cuadro de potencias, el acoplamiento modelo M-9 es apropiado para un par de 1273 Nm.

Nota: la indicación de la potencia y la velocidad bastan en general para llevar a cabo la selección de un acoplamiento. Es preferible, sin embargo, conocer las máquinas y el par a transmitir.

Datos necesarios para la determinación de los acoplamientos accionados por motores eléctricos:

1. Tipo del motor (marca, tipo, factor de marcha en % ED).
2. Potencia del motor: N……kW.
3. Velocidad del motor: n…….r.p.m.
4. Diámetro de ejes de entrada y salida.
5. Par de arranque del motor : C=Nm
6. Tipo de máquina accionada.
7. Indicar si el funcionamiento es continuo o intermitente.
8. Número de arranques por hora.
9. Precisar si las condiciones de funcionamiento son uniformes, irregulares, o si hay cambio de marcha