Los acoplamientos o acoples mecánicos son elementos de una máquina que sirven para prolongar líneas de transmisión de ejes o conectar tramos de diferentes ejes, en planos diferentes o con dirección paralela, para transmitir energía.

En modelos de acoplamientos más avanzados y modernos, como los de Malmedie, estos dispositivos de acople también cumplen con la función de proteger su sistema y el mismo mecanismo de sujeción contra cargas y fuerzas excesivas.

Uso

Los acoplamientos pueden tener muchas funciones, pero su propósito principal es el de conectar los ejes de las unidades que fueron manufacturadas por separado y que giran, como el motor o el generador.

Estos, sin embargo, sí permiten un cierto movimiento final o desalineación para la flexibilidad y también proporcionan una fácil desconexión de los dos dispositivos independientes para las reparaciones o modificaciones. Además, reducen el choque que se transmite de un eje a otro, protegen contra las sobrecargas y pueden alterar la cantidad de vibraciones que experimenta una unidad giratoria.

Tipos de acoplamientos

Hoy en día existen muchos tipos de acoplamientos mecánicos en la industria, y por lo general se clasifican en tres tipos: rígidos, flexibles y especiales o articulados.

El acoplamiento rígido une dos ejes de forma apretada para que no sea posible que se genere movimiento entre ellos. Este tipo de acoples se usa cuando se requiere de una alineación precisa. Con esta alineación precisa y una unión apretada, los acoples rígidos son capaces de maximizar el rendimiento de una máquina.

Acoples mecánicos por diseños:

Estos tipos de acoples mecánicos tienen varios tipos de diseños:

-       De platillos

-       Por sujeción cónica

-       De manguito o con prisionero

Los acoplamientos flexibles permiten una mayor flexibilidad en los ejes. Se usan para transmitir torque cuando los ejes están desalineados. Pueden acomodar hasta tres grados de desalineación: angular, radial y axial.

Acoplamientos por método de desalineación:

Estos acoples a su vez pueden clasificarse según el método que utilizan para absorber la desalineación en:

Acoplamientos de elementos deslizantes: se lubrican o están hechos de plástico de baja fricción y pueden absorber sólo desalineación angular. Se subdividen en:

-       De tipo engranaje: constituyen el diseño más universalmente utilizado.

-       De cadena: son muy sencillos, pues constan de dos ruedas y una cadena. Se usan en acoples cerrados.

-       De rejilla de acero: tiene dos cubos de dientes externos y una rejilla de acero que pasa por todos los dientes.

-       Acoplamientos de elementos flexionantes: absorben la desalineación por la flexión de uno o más componentes.

 

Acoplamiento de fluido seco

El acople en seco es un producto técnico que exige considerar aspectos tan diversos como el número de manipulantes presentes y el tiempo disponible en cada operación, la naturaleza del líquido a trasvasar y el riesgo para la seguridad de las personas y el medio ambiente.

Naturalmente de nada serviría extremar todos los esfuerzos técnicos en un acople si las conexiones anteriores o posteriores a él no hubieran sido estudiadas igualmente.

Instalación del acoplamiento.

 Los acoplamientos se instalan en dos pasos: Primero, cada mitad del acoplamiento se instala sobre su árbol; en segundo lugar, una vez que las máquinas están alineadas, las dos mitades se atornillan entre sí directamente o a través de un espaciador

Ventajas y desventajas de los acoplamientos.

Ventajas
• Los acoplamientos de elastómero y elementos doblemente flexibles para bombas, están diseñados para ofrecer un menor costo de vida útil del sistema, y no sólo de los acoplamientos.

• Los acoplamientos flexibles con elementos metálicos pueden trabajar incluso después que han fallado uno o más discos.

• Permiten la separación de la máquina motriz y la conducida o receptora rápidamente.

• Absorben cambios de torque que pueden afectar a sistemas más rígidos.

• Permiten alineamientos en forma fácil y rápida.

• Transmiten movimiento cíclico circular, permitiendo un desfase entre la máquina motriz y la receptora.

• Permiten generar dos movimientos independientes o recíprocos, uno rectilíneo y otro circular en la misma instancia.

Desventajas

• Los acoplamientos rígidos para ejes como los de engranes y cadena, requieren una constante verificación de su sistema de lubricación, debido al movimiento deslizante.

• Los acoplamientos con discos múltiples requieren para el reemplazo de un disco, cambiar el sistema como un todo, ya que no pueden reemplazarse sólo los discos quebrados.

• Los acoplamientos rígidos casi no aceptan posibilidad de error en el espaciamiento axial de las máquinas

• En los acoplamientos de engranes bajo fuerzas centrífugas la grasa tiende a separarse en aceite y jabón.

Acoplamiento de fluido húmedo

De acuerdo con ese principio, una determinada potencia puede ser transmitida de un eje rotante (eje de entrada o eje motor) a otro eje (eje de salida) a través de dos ruedas aladeadas y un fluido de transmisión. Una de las ruedas alabeadas (rueda primaria o rueda bomba) gira solidariamente al eje motor o a la máquina que genera la potencia a transmitir. La otra rueda (rueda secundaria o rueda turbina) está mecánicamente unida a la máquina que va a ser accionada. Ambas ruedas alabeadas se colocan cara a cara, con una separación mínima entre ellas pero sin contacto mecánico entre ambas y envueltas en un compartimiento cerrado que contiene una determinada cantidad de fluido de transmisión (por ejemplo, aceite hidráulico). En cuanto la rueda bomba, accionada por el eje motor, empieza a girar, la energía mecánica de rotación se transforma en energía cinética del fluido de transmisión, que es impulsado por los álabes de dicha rueda bomba. El fluido impulsa a su vez a la rueda secundaria, transformándose su energía cinética de nuevo en energía mecánica, pero ya en el eje de salida.

Se obtiene, por tanto, una transmisión hidráulica sujeta a pérdidas (aproximadamente un 3% de pérdidas en velocidad si la cantidad de fluido de transmisión es la adecuada). Lo que el principio de Föttinger dice es que el par se mantiene constante en ambos ejes, de forma que las pérdidas de velocidad equivalen a pérdidas de potencia.

Mediante esta forma de transmisión se consigue:

-       Poder arrancar progresivamente el eje secundario, venciendo así la inercia que pueda tener ese eje.

-       Separar mecánicamente ambas partes, para que un bloqueo o sobrecarga en la máquina accionada (eje secundario) no impacte directamente sobre la máquina motriz.

-       Poder variar la velocidad del eje secundario (velocidad de salida), mediante un control adecuado de la cantidad de fluido de transmisión presente entre las ruedas alabeadas.

La utilización del acoplador hidráulico como elemento de arranque y de variación de velocidad es habitual en cintas transportadoras, ventiladores, bombas, molinos y diversa maquinaria industrial.

Debe tenerse en cuenta que las pérdidas de potencia inherentes a la transmisión hidráulica serán transformadas en calentamiento del fluido de transmisión, por lo que debe calcularse si el acoplador hidráulico es capaz de disipar ese calentamiento a través de su superficie o si es necesario un sistema de refrigeración para el mismo.