Acoplamiento rígido y rígido con brida: 19 datos importantes

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Acoplamientos:

Definición de acoplamiento:

Un acoplamiento es un dispositivo de conexión que conecta dos ejes giratorios.
Se utiliza un acoplamiento para la transmisión de potencia y la transmisión de par.
Conectado en los extremos de los ejes, existe la posibilidad de fallo o deslizamiento dependiendo del límite de par de los ejes.

acoplamiento rígido
Crédito de la imagen: Occupational Safety and Health Administration, parte del Departamento de Trabajo de EE. UU., Acoplamiento rotatorio, marcado como dominio público, más detalles en Wikimedia Commons.

Aplicaciones:

⦁ El propósito del acoplamiento es transmitir potencia y par.

⦁ El transporte de ejes se vuelve más fácil desmontando y ensamblando los ejes mediante el uso de un acoplamiento.

⦁ Conecte la parte motriz al elemento impulsado.

⦁ Para reducir los choques de transmisión.

⦁ Protege el sistema.

Hay algunos ejes que se fabrican por separado y aún se pueden unir mediante el uso de un acoplamiento:

Motor y generador

Motor eléctrico

Bomba centrífuga

Tipos de acoplamientos | Tipos de acoplamientos rígidos

⦁ Fijación o compresión rígida

⦁ Acoplamiento rígido

⦁ Acoplamiento de vigas

⦁ Acoplamiento de fuelle

⦁ Acoplamiento de pasador con casquillo

⦁ Acoplamiento de brida tipo pasador de casquillo

⦁ Basado en Velocidad constante: Junta Rzeppa, Junta Doble Cardán y acoplamiento Thompson.

⦁ Abrazadera o acoplamiento de manguito dividido

⦁ Acoplamiento de diafragma

⦁ Acoplamiento de disco

⦁ Acoplamiento de rosquilla

⦁ Acoplamiento elastomérico:

⦁ flexibles,

⦁ Acoplamiento Geislinger,

⦁ Acoplamiento a red,

⦁ Acoplamiento hidrodinámico (acoplamiento fluido),

⦁ Acoplamiento de mordaza,

⦁ Acoplamiento magnético,

⦁ Acoplamiento Schmidt-Oldham

⦁ Acoplamiento de manguito, caja o manguito

⦁ Bloqueo del eje cónico

⦁ Acoplamiento de resorte doble

Dos tipos principales:
I) Acoplamiento rígido ii) Acoplamiento flexible

I) Acoplamientos rígidos:

  • Acoplamientos de manguito
  • Manga con pasadores cónicos
  • Acoplamiento de abrazadera
  • Tipo de compresión de anillo
  • Acoplamiento de brida

II) Flexibles Acoplamiento:

  • Acoplamiento elastomérico
  • Acoplamiento mecánicamente flexible
  • Acoplamiento de membrana metálica

Definición de acoplamientos rígidos:

Un acoplamiento rígido es un dispositivo de acoplamiento que se utiliza para conectar ejes que están perfectamente alineados o no hay desalineación en los ejes en todas las direcciones.

Este tipo de acoplamientos se utilizan principalmente en acciones verticales en el sistema.
Los acoplamientos rígidos transmiten un movimiento de rotación y axial a los dos ejes conectados que giran a ciertas rpm.
Los acoplamientos rígidos transmiten potencia y par entre los ejes y entre los dos sistemas solo si los ejes están correctamente alineados.
Ejemplo: Bomba vertical.Ejemplo: motor eléctrico.

Un acoplamiento rígido está conectado desde el eje del equipo al eje del motor.

Los ejes de acoplamiento transmiten empuje axial.

configuraciones:
Configuración dividida: dividida a lo largo de la línea central.
Configuración con bridas: los dos acoplamientos y las bridas están atornillados entre sí.
Los acoplamientos rígidos con bridas utilizan placas de ajuste que se utilizan para configurar la posición vertical adecuada.
.

Tipos de acoplamientos rígidos:


El acoplamiento rígido de tipo bridado
El acoplador rígido tipo abrazadera
El acoplamiento rígido tipo manguito

Acoplamiento rígido de brida:

El acoplamiento de brida es el dispositivo que se utiliza para conectarse a los ejes si ambos ejes de la máquina están correctamente alineados entre sí. El acoplamiento de brida se utiliza cuando se dispone de acceso libre para ambos ejes.

Se utiliza principalmente acoplamiento, y las bridas de los acoplamientos y los ejes se atornillan entre sí.

Ventajas del acoplamiento de brida:

El acoplamiento de brida es menos costoso en comparación con el otro tipo.
Se requiere menos espacio para la instalación.
Intercambiable.

Material utilizado :

Los acoplamientos con brida se construyen con varios materiales, que incluyen hierro fundido gris, hierro maleable, aceros al carbono y series de aceros al carbono que van desde 1035 hasta 1050.

Los acoplamientos rígidos se pueden fabricar con la mayoría de materiales metálicos.
Esto permite que los acoplamientos rígidos se utilicen en muchas aplicaciones y condiciones variables.
Puede transmitir más potencia.

MATERIAL Y SUS PROPIEDADES:

El proceso de fabricación utilizado para fabricar los acoplamientos bridados es el proceso de fundición, ya que contiene rebajes y salientes.
El acoplamiento de brida se hace comúnmente de hierro fundido gris, aquellos que se caracterizan por una microestructura de grafito, lo que hace que una fractura en el material parezca gris.

El hierro fundido es el material más utilizado debido a que sus propiedades de fundición tienen menos resistencia a la tracción que a la compresión.
Las aleaciones de hierro contienen carbono y silicio 2.5-4% y 1.3%, respectivamente.

El hierro fundido experimenta menos contracción por solidificación.

El silicio es resistente a la corrosión y, en el proceso de fundición, aumenta la fluidez y ofrece una buena soldabilidad.

Ventajas del acoplamiento rígido:

⦁ Los acoplamientos rígidos se pueden utilizar en sistemas de movimiento complejos.

⦁ El acoplamiento rígido proporciona más torque entre los ejes.

⦁ También es útil para un mejor posicionamiento ya que tiene una alta rigidez a la torsión.

⦁ Fácil disponibilidad.

⦁ Rentable.

⦁ Tiene precisión con cero retrocesos.

⦁ Los acoplamientos rígidos se utilizan para la alineación adecuada y la conexión rígida.

⦁ Fácil de montar y desmontar.

⦁ Fácil para las operaciones de mantenimiento

Caracteristicas: Acoplamientos de brida rígidos

⦁ Los acoplamientos rígidos están conectados de forma rígida y no absorben las vibraciones, lo que da lugar a la posibilidad de sustitución del acoplamiento debido al desgaste de las piezas que no están correctamente alineadas.
⦁ Requiere un control de rutina para verificar el desgaste y la alineación.
⦁ Aplique lubricante con regularidad.

Diferencia entre acoplamientos rígidos y flexibles:

El acoplamiento rígido es el dispositivo de acoplamiento utilizado para conectar los ejes, y la conexión entre los ejes es la conexión rígida donde los dos ejes están estrechamente conectados, mientras que, en el caso del acoplamiento flexible, la conexión entre los dos ejes es la conexión flexible.

El acoplamiento flexible proporciona la conexión entre los componentes del eje, que ensamblan el acoplamiento fijo con cierta cantidad de conexión suelta. Esto produce cierta desalineación entre los ejes.

330px NeumáticoEmbrague
Crédito de la imagen:Arne Huckelheim, Neumático Embrague, CC BY-SA 3.0

El acoplamiento rígido proporciona una transmisión suave del par entre los ejes y los componentes, mientras que en el acoplamiento flexible, solo el acoplamiento flexible de tipo metálico tiene una mayor capacidad que otros acoplamientos flexibles, y existe la posibilidad de cierta pérdida de par durante la operación.

Adaptador de acoplamiento de brida:

Un adaptador de acoplamiento de brida conecta el extremo de la tubería de hierro dúctil a la tubería, válvula o accesorio con brida.

Procedimiento de diseño para el acoplamiento de bridas:

Montaje del manguito de acoplamiento:

Se adjunta un cilindro hueco en los extremos de ambos ejes mediante la llave hundida. El cilindro hueco se llama manguito.
El par y la potencia se transmiten a través de ejes que utilizan estos cilindros huecos.

Primero, se transmite desde el primer eje al manguito; Desde la manga, se transmite a la clave.
Luego, desde la llave, se transmite nuevamente al cilindro hueco (manguito).

Es fácil de fabricar y diseñar y difícil de montar y desmontar.
El material utilizado: Hierro fundido.
El factor de seguridad = 6-8 (sobre la resistencia máxima)
Se requiere tener más espacio axial y menos dimensiones de espacio radial.

Estándares de manga:

Diámetro exterior de la manga D = 2d + 13
Longitud de la manga, L = 3.5d
d = diámetro del eje.

Diseño de ejes:

El diseño del eje se basa en el esfuerzo cortante por torsión.

Para transmisión de par,
el esfuerzo cortante T está dado por,
\ tau = \ frac {Tr} {J} <= [\ tau]

Dónde,
T = Torque actuando sobre ejes,
J = momento polar de inercia del eje,
r = d / 2

El esfuerzo cortante permisible = [τ] determina las dimensiones del eje.

Diseño de la manga:

D = 2d + 13 L = 3.5d,

Considere un eje hueco,
el torsional Esfuerzo cortante en la manga se calcula,

\ tau = \ frac {Tr} {J} <= [\ tau]

Diseño de clave:

Sección transversal de la chaveta seleccionada correspondiente al diámetro del eje y las dimensiones de la chaveta.
secciones transversales de las teclas: Cuadradas y rectangulares
Longitud de la llave en cada eje,

Esfuerzos de cizallamiento y aplastamiento,


Esfuerzo cortante,\ tau = \ frac {P} {wl} <= [\ tau]
\ sigma aplastamiento = \ frac {P} {lh / 2} <= [\ sigma c]
dónde,
w = Ancho de la llave.
h = altura de la llave.

Acoplamiento de abrazadera:

El acoplamiento de abrazadera es un acoplamiento de compresión o también llamado acoplamiento de manguito dividido.
El acoplamiento partido es un acoplamiento cuyos manguitos se dividen en dos mitades a lo largo del plano que pasa por el eje del eje.

Estos manguitos divididos se fijan mediante pernos y se colocan en los huecos.
El montaje y desmontaje es sencillo para el acoplamiento de abrazadera.
El equilibrio del acoplamiento de abrazadera es difícil para altas velocidades y cargas de impacto.

Diseño de pernos:

El diseño de los pernos se basa en la transmisión de par.

Sea [σt] = esfuerzo de tracción permisible,

dc = diámetros de los tornillos,
n = número de tornillos

Fuerza de sujeción de cada perno,

La fuerza de sujeción se aplica por igual en cada eje.

Pb = \ frac {\ pi} {4} dc ^ {2} [\ sigma t]

N = \ frac {\ pi} {4} dc ^ {2} [\ sigma t] * \ frac {n} {2}

Par de fricción,
Tf = \ mu Nd

Acoplamiento de brida:

El acoplamiento de brida es el dispositivo de acoplamiento que consta de dos bridas que están enchavetadas a los ejes. Las bridas se unen mediante los pernos en un círculo concéntrico al eje.

La transmisión de potencia es desde el eje impulsor a la brida en el eje impulsor con la ayuda de la llave y desde la brida en el eje impulsor a la brida en el eje impulsado usando la llave nuevamente.

Para la alineación adecuada, se utiliza proyección y rebaje con las bridas.
Buje interior, bridas y bridas circunferenciales de protección - Bridas de tipo protegido
Proporciones dimensionales del diseño del acoplamiento de brida:

Acoplamiento de brida:
El diámetro exterior del cubo, D = 2
Diámetro de los tornillos, D1 = 3 d
Diámetro de la brida, D2 = 4 d
Longitud del cubo L = 1.5 d
tf = 0.5 d
tp = 0.25 d

Diseño de Hub:

Se considera un eje hueco, con el diámetro interior = diámetro de los ejes,
Diámetro exterior = 2 * diámetro interior.
Para esfuerzo cortante torsional.
\ tau = \ frac {Tr} {J} <= [\ tau]

Dónde,
T = En el diseño del cubo requerido Momento de torsión (o par)
J = momento polar de inercia del eje (eje de rotación)
r = D / 2

Diseño de brida:

El cubo es para la transmisión del toque a través de los pernos,
La brida se somete al cizallamiento.

Fuerza tangencial,
F = \ frac {T} {d / 2}
Esfuerzo cortante,

\ tau = \ frac {F} {\ pi D * tf} \ leq [\ tau]

Diseño de pernos:

Sea n el número total de tornillos.
Fuerza que actúa sobre cada perno,Fb = \ frac {T} {nD1 / 2}
donde D1 es el diámetro del círculo primitivo de los pernos.
Área resistente al cizallamiento,

A = \ frac {\ pi} {4} dc ^ {2}

donde, dc = diámetro del núcleo de los pernos Esfuerzo cortante,

\ tau = \ frac {Fb} {\ frac {\ pi} {4} dc ^ {2}} \ leq [\ tau]

Área bajo aplastamiento
Estrés aplastante

\ sigma aplastamiento = \ frac {Fb} {dctf} \ leq [\ sigma c]
Los pernos están sujetos a esfuerzos tanto de corte como de aplastamiento,
Debido a la transmisión del par, la fuerza actúa perpendicularmente a los ejes del perno.

Tipos de acoplamiento de brida de la siguiente manera:
⦁ Acoplamiento de brida de tipo protegido
⦁ Acoplamiento de brida marina.
⦁ Acoplamiento de brida tipo desprotegido.

Acoplamiento de brida tipo desprotegido:

En acoplamientos de brida de tipo desprotegido,
No de tornillos utilizados = 3-6
Las llaves están unidas en ángulo recto a lo largo de la circunferencia de los ejes que dividen los chaveteros.

Dimensiones del acoplamiento de brida sin protección y del acoplamiento de brida de hierro fundido:

d = diámetro del eje,
entonces D = 2 d
Longitud del cubo, L = 1.5 d,
brida, D2 = D1 + (D1 - D) = 2D
El espesor de la brida, tf = 0.5 d
Número de tornillos = 3,

Las bridas se unen con los pernos.

Acoplamiento de brida de tipo protegido:

Se utiliza una llanta protectora circunferencial.
La llanta cubre la tuerca y el perno.

Consiste en los siguientes procedimientos de protección:

Realice inspecciones visuales,
Compruebe los signos de desgaste o fatiga.
Limpie los acoplamientos con regularidad y cambie los lubricantes con regularidad.
Se requiere mantenimiento en condiciones de funcionamiento y situaciones adversas.

Ventajas del acoplamiento de brida de tipo protector:

  1. Puede transmitir un par elevado.
  2. Es simple de construir.
  3. Fácil de montar y desmontar

Acoplamiento de brida marina:

Este es un tipo de acoplamiento en el que las bridas se unen a los ejes mediante los pernos cónicos sin cabeza.
espesor, t = d / 3,
pernos
D1 = 1.6 d,
D2 = 2.2 d,

Ventajas:

  1. Es barato.
  2. Es de estructura simple.
  3. Más eficiente.
  4. No se requiere mantenimiento.

Desventajas:

1.No se puede desacoplar en movimiento.
2.Este tipo de acoplamiento no puede transmitir el par entre los ejes que no son lineales.

Comprobación del equilibrio del acoplamiento:

Equilibrar requiere costos y es difícil de equilibrar.
El sistema puede tolerar la cantidad de desequilibrio del acoplamiento.
El análisis da las funciones detalladas y las características del sistema y las máquinas conectadas.

Aplicaciones de acoplamientos de bridas rígidas | Aplicaciones de acoplamiento

Los acoplamientos de brida rígidos son menos costosos que los acoplamientos flexibles.
Los acoplamientos de tipo rígido tienen conexiones rígidas por lo que son rígidos a la torsión y no dan acceso a ninguna desalineación entre los ejes. Debido al efecto térmico, las piezas tienen desalineación durante la operación y ambos ejes están alineados físicamente.

Los acoplamientos Rid son acoplamientos que tienen conexiones rígidas. No absorbe las vibraciones que provocan la sustitución de las piezas. Debido al desgaste de las piezas, se produce una desalineación.
Los operadores requieren un mantenimiento de rutina y la verificación de las piezas en busca de desgaste y alineación.

Acoplamientos de casquillo de pasador con brida:

El acoplamiento de casquillo de pasador con brida también se denomina acoplamiento de tipo pasador de casquillo.

Este acoplamiento funciona como acoplamiento de brida de tipo protector con mejores modificaciones.

Este dispositivo de acoplamiento tiene pasadores y se utiliza para trabajar con pernos de acoplamiento.

El material utilizado: caucho
El casquillo de goma puede absorber vibraciones y golpes durante su funcionamiento.

Acoplamiento de compresión de brida:

El acoplamiento de compresión de brida del dispositivo de acoplamiento.

Los acoplamientos de compresión de brida tienen dos conos que se utilizan para colocar sobre los ejes.

Los ejes deben ser ejes de acoplamiento.

El cilindro hueco es un manguito que se usa para encajar sobre los conos.

Brida de acoplamiento de manguito:

Las mangas están unidas a los ejes.

Para bloquear el acoplamiento en su posición, se proporcionan dos orificios roscados.

Acoplamiento de brida partida:

El acoplamiento de brida dividida es el dispositivo de acoplamiento, los manguitos se dividen en dos mitades hechas de hierro fundido.
Estas partes divididas se conectan mediante pernos de acero dulce.

Ventajas del acoplamiento de brida dividida:

Fácil montaje y desmontaje sin cambiar la posición de los ejes.
Se puede utilizar para conectar dos ejes de transmisión pesada a velocidad moderada.

Preguntas frecuentes

El acoplamiento de brida es qué tipo de acoplamiento:

Acoplamiento de tipo rígido.

Especificaciones de acoplamiento de brida. Explicar.

⦁ Debe ser fácil de montar o desmontar.
⦁ El acoplamiento de brida debe transmitir par y potencia.
⦁ Mantenga una alineación adecuada.
⦁ Minimizar la transmisión de cargas de choque.

Requisitos para garantizar la alineación del eje antes de colocar los pernos de fijación:

⦁ Si es fácil de conectar o desconectar el acoplamiento.
⦁ Sin partes salientes
Debe haber menos desalineación en la operación de funcionamiento, lo que lleva a transmisión de potencia máxima.

¿Por qué se utiliza la llave en un acoplamiento de brida de tipo protector?

Las teclas se utilizan para prevenir el movimiento de rotación.
Las superficies del eje y las piezas de los bujes proporcionan un corte para montar las chavetas, juntas.

¿Por qué se proporcionó el hueco en el acoplamiento de brida?

Para proporcionar el espacio libre en las bridas, se proporciona un hueco. Las bridas se ajustan firmemente mediante el uso de pernos utilizando el par a transmitir.

El número mínimo de pernos requeridos en el acoplamiento de brida:

Cuatro, seis o hasta 12 conjuntos de pernos.

¿Cuál es el grado de hierro fundido que se utiliza para hacer un acoplamiento de brida de tipo rígido?

Grado 1 Hierro fundido gris.

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