Este documento trata sobre chavetas y acoples mecánicos. Explica los diferentes tipos de chavetas como planas, de cabeza, redondas y cóncavas, y describe acoples rígidos, flexibles y especiales. También analiza el diseño de chavetas planas, las causas y efectos de la desalineación entre ejes, y cómo esto afecta la vida útil de los acoples.

1. Noviembre 2016
Chavetas y acoplamientos mecánicos
Santiago González, Raúl Rainusso, Juan Puig
Ingeniería Industrial, Facultad de Ingeniería y Tecnologías, Universidad Católica del Uruguay
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Introducción
En la siguiente monografía se desarrollará el tema de chavetas y acoples. Se dará información
acerca de los diferentes tipos de chavetas y se describirán algunos acoplamientos típicos que
se utilizan para conectar ejes.
Objetivo
Estudiar el funcionamiento de los distintos tipos de chavetas y acoples utilizados en la
industria, analizando ventajas y desventajas en su aplicación.
Desarrollo
Las chavetas son órganos mecánicos destinados a la unión de piezas que deben girar solidarias
con un árbol para transmitir un par motriz (volantes, poleas, ruedas dentadas, etc.),
permitiendo, a su vez, un fácil montaje y desmontaje de las piezas. El hueco que se
mecaniza en las piezas acopladas para introducir la chaveta se llama chavetero.
Tipos de chavetas
Chavetas planas:​ ​La mayoría de las chavetas son de las llamadas planas o cuadradas.
Las chavetas planas son de sección rectangular y pueden ser o no inclinadas o con forma de
cuña. Las cuadradas son de sección cuadrada y también pueden ser o no en forma de cuña.
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Chavetas de cabeza:​ ​Son rectangulares o cuadradas y de cuña con una cabeza. Esta
cabeza no debe quedar expuesta dado que podría engancharse a la ropa del operario y causar
graves daños. Son utilizadas cuando el extremo pequeño es inaccesible para quitar la chaveta,
la cabeza permite su fácil extracción.
Chaveta redonda o de pasador:​ ​Puede ser recta (cilíndrica) o cónica. Suele ser de
ajuste forzado. En ensamble longitudinal en el extremo de un eje es fácil de hacer y en esta
posición es capaz de transmitir una gran potencia. El diámetro del pasador debe ser
aproximadamente la cuarta parte del diámetro del eje. En la posición transversal no puede
transmitir tanta potencia y en esta configuración se utiliza a veces como chaveta o pasador
cortable.
Chaveta Rollpin:​ ​o de pasador en forma de muelle tubular abierto longitudinalmente,
constituye uno de los diversos métodos de enchavetado patentado. Se introduce a presión en
un agujero lo suficientemente pequeño para cerrar la hendidura o abertura longitudinal del
pasador, quedando ensamblada en direcci​ón​ radial. El extremo achanflado facilita su
introducción y la presión que ejerce la mantiene en su sitio. La chaveta Rollpin será eficaz en un
agujero perforado con amplias tolerancias, lo que implica reducción de costos.
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Chavetas cóncavas:​ ​Son de cuña y adecuadas para poca potencia y pueden ser huecas
o de media caña, con un radio de curvatura ligeramente menor al radio del eje. Dependen por
completo de la fricción para transmitir la carga.
Chavetas Kennedy:​ ​Son cuadradas y de cuña, con o sin cabeza y se ensamblan como se
puede ver en la figura. Se dice también que son chavetas tangenciales. En esta configuración se
logra un importante aumento en su capacidad de transmisión de potencia.
Chavetas Woodruff:​ ​Encaja en un asiento o chavetero semicilíndrico fresado en el eje.
Se emplea mucho en industrias del automóvil y de máquinas herramientas. Como entra
profundamente en el eje tiene menos tendencia a inclinarse o ladearse cuando es aplicada la
carga. Para resistencia extra se pueden emplear dos o más chavetas, usualmente en disposición
tándem o en serie, una tras otra.
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Chaveta fija:​ ​También llamada deslizante, permite que el cubo se mueva a lo largo del eje,
pero impide la rotación sobre éste. La chaveta puede ser fijada al eje o al cubo como se puede
apreciar en las figuras.
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Diseño de chaveta plana:
El esfuerzo cortante actúa sobre un área A=bL siendo L la longitud de la chaveta en contacto
con el cubo, por lo que la fuerza resulta . El brazo del torque es D/2, por lo tanto, el momento
de torsión es (1). Dado que la superficie del esfuerzo esta mitad con el cubo y mitad con el eje,
se toma como cada superficie de contacto . A su vez, en la realidad, las líneas de acción de las
fuerzas entre la chaveta y el cubo, por un lado y entre la chaveta y el eje, por el otro no están
alineadas respecto a . Pero en la práctica, las inexactitudes y diferencias son pequeñas por lo
que de igual manera se toma al brazo del torque como D/2, con lo que resulta que y luego el
torque de torsión como (2).
Para el diseño de la chaveta, en la ecuación (1) el se obtiene del esfuerzo de fluencia del
material de la misma, mientras que en la ecuación (2) se utiliza el esfuerzo perteneciente al
material más débil de entre chaveta, cubo y eje.
Las normas ASA (American Standard Asociation) proporcionan el marco regulatorio para el
dimensionamiento de las chavetas, mientras que a su vez, se recomienda que el coeficiente de
cálculo aplicado a la resistencia de fluencia sea 1.5 para cargas uniformes entre 2 y 2,25. Si la
longitud de la chaveta necesaria en el diseño es superior a 2D, se recomienda el uso de
chavetas Kennedy o de dos chavetas separadas 180º. A veces sucede que el rozamiento entre el
cubo y el eje es lo suficientemente alto como para disminuir los esfuerzos y momentos sobre la
chaveta, incluso por debajo de los calculados mediante las ecuaciones (1) y (2).
Usualmente el material escogido para la chaveta es acero bajo en carbono (hasta 0.2% C)
acabado en frío, aunque en otras ocasiones son necesarios aceros aleados con tratamiento
térmico.
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Acoples Mecánicos
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.
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. 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.
En modelos de acoplamientos más avanzados y modernos, estos dispositivos de acople también
cumplen con la función de proteger su sistema y el mismo mecanismo de sujeción contra cargas
y fuerzas excesivas.
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.
Los acoplamientos que incorporan elementos deslizantes requieren lubricación para minimizar
el desgaste y en consecuencia incrementar su vida útil. Con unas cuantas excepciones este tipo
de acoplamientos se lubrica con grasas. El uso de lubricantes y procedimientos apropiados
recompensan al usuario con una vida de servicio larga y sin problema, no todas las grasas son
apropiadas para lubricar los 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.
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Acoplamientos rígidos:​ Se utilizan cuando los árboles se encuentran virtualmente sobre
la misma línea recta, y cuando deben permanecer en una relación angular. No resulta fácil
obtener una verdadera alineación de los ejes de los árboles conectados entre sí, y una vez
obtenida, es difícil mantenerla, ya sea por el asentamiento de las cimentaciones, deformación
del árbol bajo carga, variaciones de temperatura, desgaste de los cojinetes, efectos de choques
y vibraciones. Este tipo de acoples funciona mejor cuando los árboles son flexibles, ya que
llegan a generar esfuerzos que pueden conducir a la rotura.
Los mayores beneficios del uso de acoplamientos rígidos son su alta capacidad de transmisión
de par con cero juego y su precio económico. Los acoplamientos rígidos son adecuados para
aplicaciones donde los ejes no presentan desalineamiento o se quiere evitar el mismo, como
por ejemplo la conexión de varios ejes en línea o conectar un motor a una caja de engranajes.
Los acoplamientos rígidos deben emplearse sólo cuando la alineación de los dos ejes puede
mantenerse con mucha precisión, no solo en elemento en que se instalan, sino también
durante la operación de las máquinas. Si surge desalineación angular, radial o axial significativa,
aquellas tensiones que son difíciles de predecir y pueden conducir a una falla temprana del eje
debida a fatiga pueden ser inducidas sobre los ejes. Dificultades como las anteriores son
susceptibles de evitarse utilizando acoplamientos flexibles.
En el mercado, los acoplamientos rígidos se ofrecen en diseños de una y de dos piezas
elaborados de acero al carbono, acero inoxidable o aluminio y con opción de chaveteros. Una
gran cantidad de tamaños estándar están disponibles con agujero uniforme o distinto de los dos
lados desde 1/8" a 2" en la serie imperial o de 3 mm a 50 mm en la serie métrica.
Acoplamiento flexible:​ Fueron diseñados para evitar los problemas de rotura ya
mencionados en los acoplamientos rígidos. Estos acoplamientos remedian los efectos de
pequeñas magnitudes de angularidad, juego de extremo y desplazamiento axial. También
tienen la característica de absorber choques y vibraciones que pueden aparecer en el árbol, y
prevenir la producción de esfuerzos invertidos originados por la deformación de los árboles en
el acoplamiento. Algunos acoplamientos necesitan lubricación para evitar el calentamiento,
algunos pueden tolerar más desalineación que otros, pero todos ellos actúan mejor con una
buena alineación.
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Sus principales funciones son, conectar y transmitir la potencia de un eje conductor a un eje
conducido, proteger el sistema y conseguir compensar los distintos tipos de desalineaciones del
eje.
Estas desviaciones del eje son inevitables, ya que las máquinas están descargadas durante la
alineación.
Durante el funcionamiento, las fuerzas resultantes hacen que se doblen los ejes. Otras causas
pueden ser, por ejemplo, la dilatación térmica, el desgaste de los rodamientos o los errores
(humanos) de instalación.
Dentro de los acoplamientos flexibles, estos se dividen dependiendo del material del que están
hechos los elementos de transmisión.
Con elemento metálico​: están compuestos por un conjunto de discos, normalmente hechos de
acero inoxidable. Sólo pueden absorber la desalineación en cada punto de flexión. Cuanto
mayor sea la distancia entre los elementos, será mayor la desalineación que pueda absorber.
No funciona a altas velocidades.
Con elemento elastómero​: están hechos de caucho, goma o plástico y se utilizan en máquinas
acopladas que están cerca una de la otra. Los más populares acoplamientos flexionantes de
elastómero son las llantas y rosquillas de caucho, los elementos rasurados y la quijada o
estrella.
Tal vez los acoplamientos flexibles son las partes peor tratadas de cualquier maquinaria, tanto
por lo que respecta al tiempo de selección como al de instalación. A través de una apropiada
selección del acoplamiento y de un buen procedimiento de alineación pueden evitarse altos
costos de mantenimiento y pérdida de tiempo en la producción.
Acoplamientos especiales o articulados:​ ​Representan una combinación de
características de acoplamientos rigidos y flexibles y se clasifican en: junta universal, junta
eslabonada de desplazamiento lateral.
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Desalineación entre ejes
La desalineación es una condición provocada por dos ejes que axialmente no se encuentran
en la misma línea recta. Existen tres formas de desalineación: paralela, angular o una
combinación de ambas. La flotación del extremo es el movimiento relativo de los extremos
del eje.
Desalineación paralela​: se produce cuando los dos ejes conectados están en paralelo, pero
no en la misma línea recta.
Desalineación angular ​: se produce cuando los ejes intersectan en el punto central del
acoplamiento.
Desalineación combinada​: cuando ocurren la angular y paralela al mismo tiempo.
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Extremo flotante (y desalineación axial)​: se produce cuando se produce un desplazamiento
axial del eje con respecto al otro eje.
Causas
La desalineación puede ser consecuencia de una combinación de tolerancias de fabricación,
métodos de instalación defectuosos, expansión o contracción térmica, movimiento de los
cimientos y/o desgaste de componentes. La combinación de desalineación angular y paralela
dentro de un sistema puede perjudicar más al acoplamiento y el equipo que una u otra
desalineación individual.
Desalineación axial: resultado de cargas de empuje o de reacción; los movimientos
generados térmicamente hacen más complejo el problema. La magnitud de desalineación
que debe soportar el acoplamiento o instalar un acoplamiento en condiciones tales que
exceda de una desalineación nominal máxima puede conllevar el fallo prematuro del
acoplamiento o daños importantes para la maquinaria.
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Desalineación y vida útil del acoplamiento
La vida útil de un acoplamiento se verá afectada por el grado de desalineación. Cuanto
mayor la desalineación, más corta será la vida útil del acoplamiento. La desalineación puede
provocar recalentamiento, fatiga y un incremento del desgaste de los cojinetes de los
componentes accionadores y accionados.
Desalineación y consumo de energía
La desalineación tiene un impacto directo en el consumo de energía. Hay casos
documentados que muestran ahorros de 2 al 17%. El termograma de abajo muestra dos
acoplamientos diferentes y la cantidad de calor generada debido a una mala alineación.
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Los acoplamientos se clasifican en los siguientes tipos:
● Acoplamientos Rígidos
-Acoplamientos Rígidos de manguito o con prisionero (Figura a)
-Acoplamientos Rígidos de platillos (Figura b)
-Acoplamientos Rígidos por sujeción cónica (Figura c)
● Acoplamientos flexibles
- Acoplamientos flexibles de Manguitos de goma (Figura d)
-Acoplamientos flexibles de Disco Flexible (Figura e)
-Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales (Figura f)
-Acoplamientos flexibles de Quijadas de Goma (Figura g)
-Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk (Figura h)
-Acoplamientos flexibles de Cadenas (Figura i)
-Acoplamientos flexibles de Engrane (Figura j)
-Acoplamientos flexibles de fuelle metálico (Figura k)
● Acoplamientos especiales o articulados
-Junta eslabonada de desplazamiento lateral. (Figura l)
-Junta universal (Figura m)
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Acoplamientos rígidos de manguito con prisionero
Estos acoplamientos cierran o ajustan por interferencia, mediante los tornillos que se ven en
la Figura a. Algunos suelen poseer una chaveta o un prisionero común a ambos ejes, sin
embargo es usual que estos casos se empleen en transmisiones de baja potencia o bajo
torque. Los que tienen un ajuste preponderante por interferencia suelen tener los prisioneros
con extremos en forma de tazas para que se incrusten mejor en el eje, a su vez los ejes en los
extremos deben tener algún ligero rebaje para efectuar el ajuste en forma gradual. En caso de
no contar con datos de fabricante, para detalles de cálculo de interferencia se sugiere emplear
coeficientes de rozamiento de entre 0.15 y 0.20, correspondientes a la fricción de hierro
fundido.
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Acoplamientos rígidos de platillos
Los platillos se ajustan fuertemente por medio de pernos y chavetas de material muy
resistente. Estos dispositivos pueden calcularse aunque no se cuente con datos del fabricante,
empleando hipótesis de esfuerzos cortante en los pernos de unión e hipótesis de fricción en
toda la superficie de contacto, sin embargo se supone como condición de trabajo más segura
emplear la hipótesis de corte puro. En estas circunstancias se debe garantizar un maquinado
muy preciso en los alojamientos de los pernos y deben coincidir perfectamente.
Acoplamientos por sujeción cónica
Se fabrican en varios diseños, siendo el más común el acoplamiento de dos o más piezas
divididas, que se fijan alrededor de los ejes y que transmiten el torque por fricción e
interferencia. El efecto de bloqueo se logra cuando el collarín dividido de superficie cónica es
presionado entre el eje y la carcasa del acoplamiento, también de superficie cónica.
FLEXIBLES
Acoplamientos de manguitos de goma
Estos acoplamientos poseen discos de goma embutidos entre los pernos y los alojamientos
permitiendo absorber vibraciones de diversa índole, principalmente las torsionales. Su cálculo
está fuertemente asociado a los datos que aporta el fabricante.
Acoplamientos flexibles de Disco Flexible
Las dos masas quedan conectadas por un miembro elástico de material elastómero o bien por
un resorte mecánico, permiten cierta desalineación axial, angular y paralela pero ninguna
desalineación torsional y permiten poco juego.
Acoplamientos flexibles de fuelle Helicoidales
Aceptan la desalineación axial, angular y paralela con poco o ningún juego. Se fabrican de un
cilindro sólido con una ranura helicoidal para aumentar su flexibilidad. Son muy versátiles
aunque tienen riesgos de rotura por fatiga.
Acoplamientos flexibles de Quijadas de Goma
Tienen dos masas con quijadas protuberantes, las cuales se superponen y se conectan por
medio de un inserto elastómero o algún metal blando. El tipo de holguras con que se fabrican,
permiten la desalineación axial, angular y paralela, pero suelen conducir a juegos no deseables
entre las partes.
Acoplamientos flexibles Direccionales de tipo Falk
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Constan de dos platillos similares con dentado o ranurado idéntico y el enlace de los mismos
se lleva a cabo con una lámina elástica tal como se ve en la Figura h.
Acoplamientos flexibles de Cadenas
Similares a los anteriores, el acoplamiento se lleva a cabo con una cadena doble o cuádruple
de rodillos como se muestra en la Figura i.
Acoplamientos flexibles de Engrane
Estos acoplamientos combinan dientes de engranes rectos externos y curvos con dientes
internos. Suelen permitir un deslizamiento axial sustancial y dependiendo de las formas de los
dientes, también puede tolerar cierto desplazamiento angular. Debido a la cantidad de
dientes actuando en forma conjunta pueden transmitir torque muy elevados. Estos
acoplamientos son muy empleados en hornos rotativos de calcinación para cal y cementos,
como también en las construcciones navales ya que permite absorber las dilataciones de los
ejes soportando las variaciones de temperatura.
Acoplamientos flexibles de fuelle metálico
Estos acoplamientos se fabrican con una delgada lámina de metal soldando juntas una serie
de arandelas metálicas cóncavas formando así un tubo de fuelle. Estos acoplamientos ofrecen
una gran rigidez a la torsión pero comparativamente con otros diseños tienen un par limitado,
sin embargo garantizan un juego nulo o muy pequeño.
ESPECIALES
Junta eslabonada de desplazamiento lateral.
Este tipo de acoplamiento conecta dos ejes con desalineación paralela muy grande sin que por
ello se pierda capacidad de transmisión de par torsor. Existen diversos modelos como la junta
Schmidt que se muestra en la Figura l o la denominada junta Oldham.
Juntas universales
Este tipo de juntas permite una desalineación angular sustancial. Existen varios tipos, la
denominada junta Cardan o Hooke y que no posee velocidad constante y la junta Rzeppa que
si tiene velocidad constante. Los primeros se montan de a pares para poder garantizar
transmisión de velocidad constante cancelando el efecto de error de velocidad. Las juntas
Rzeppa también conocidas como juntas homocinéticas son empleadas en los vehículos de
tracción delantera.
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Ejes ranurados:​ ​Los ejes ranurados constituyen una conexión más fuerte que la
proporcionada por las chavetas. Son muy utilizados en automoción y otras industrias para
ajustes permanentes, para ajustes no destinados a deslizar bajo carga y para ajustes que
deben deslizar bajo carga. Las dimensiones nominales de los ajustes para 4, 6, 10 Y 16 ranuras
se consideran según la norma SAE, la cual detalla de los diversos ajustes. La dimensión
nominal es el diámetro mayor D, la cual es la máxima dimensión del ajuste, ya que las
tolerancias admitidas para D en la norma son negativas y el ajuste deseado se obtiene
variando las dimensiones en el eje.
En la maquinaria en la que se necesitan cinco clases de ajustes; sean estos, ajuste libre, ajuste
deslizante, ajuste sin holgura, ajuste forzado ligero y ajuste a presión, se escoge el ajuste sobre
el diámetro menor, ya que las superficies apareadas correspondientes son las únicas que
pueden ser rectificadas económicamente. La capacidad de momento torsional T de una
conexión de eje ranurado con deslizamiento axial bajo carga, se basa en una presión superficial
lateral de 70 kg/cm2
sA)r 0T = ( m = 7 * h * L * rm * Nt
Donde L es la longitud de contacto en centímetros (o bien en pulgadas), r es el radio medio
(D + d)/4, h es la altura de las ranuras en centímetros (o bien en pulgadas) y Nt es el número
total de ranuras. Si no hay deslizamiento bajo carga la presión lateral puede ser mucho mayor
que 70 kg/cm2.
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Ranuras de evolvente:​ ​Tienen la forma de los dientes de engranaje concéntricos externos
e internos con un ángulo de presión de 30 grados. Existen tres clases de ajustes: deslizante con
holgura en todas las superficies aparcadas, apretado, ya sea en el diámetro mayor, menor, o en
el diámetro de los dientes, y ajuste forzado o de presión, que tienen dimensión de la pieza
interior ligeramente excesiva en el diámetro mayor, menor, o en el flanco de los dientes.
Los pasos diametrales normalizados en Norteamérica son 1, 2,5, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24,
32, 40 Y 48 ranuras por pulgada de diámetro primitivo. El diámetro primitivo D (fig. 10.13) se
obtiene por el número de ranuras y el paso diametral ; D = / .Nt Pd Nt Pd
Sobre la base de que las ranuras estén sometidas al mismo esfuerzo cortante que el árbol
cuando la cuarta parte de ellas están en contacto y el esfuerzo cortante actúa en el diámetro
primitivo D, a su vez que el área cortante A es igual a la cuarta parte de la semicircunferencia
πD/2, multiplicada por la longitud L, o sea A = πDL/8; la fuerza correspondiente es F = A =ss
πDL/8 y el momento de torsión T = Fr. para r = D/2, es .ss )T = ( 8
s πDLs
* 2
D
Pasadores o clavijas de cortadura:​ Se utilizan como acoplamientos, o en adición con
otros acoplamientos, en los casos que exista riesgo de deterioro de las máquinas o del material
sometido a una carga.
Juntas universales:​ Son utilizadas para conectar árboles cuyos ejes fueron cortados, y su
desalineación angular es permanente.
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​Embrague de rueda libre:​ También llamado de rotación libre. Sus principales usos son:
como embrague en automóviles, como freno en transportadores inclinados para inmovilizar el
transportador contra un movimiento de retroceso no intencionado, como mecanismo
alimentador, y como acoplamiento entre árboles.
Ventajas y desventajas de los acoplamientos:
Ventajas
• Como resultado de una innovación en tecnología y del avance en materiales, los
acoplamientos de elastómero logran menor esfuerzo ante una gran desalineación, reducen las
cargas de momento reducido en el rodamiento debidas al acoplamiento, y reducen las cargas
debidas a acoplamientos desequilibrados y de alta confiabilidad.
• 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.
• En los equipos rotatorios, el par torque se transmite normalmente de los ejes a los cubos del
acoplamiento a través de chavetas, de fricción o de una combinación de ambos. Algunos
aspectos que se deben considerar al seleccionar la conexión de interfaz son: la facilidad de
montaje y desmontaje, la fiabilidad de la conexión, la cantidad de par torque que se puede
transmitir, y las
condiciones en campo.
• Permiten la separación de la máquina motriz y la conducida o receptora rápidamente.
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• 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.
• Los acoplamientos de tipo elastómero son capaces de absorber vibraciones que pudieran
afectar a las máquinas.
• La duración de un acoplamiento depende en gran medida de la alineación del equipo, razón
por la cual la alineación se ha convertido en un tema crucial; sin embargo, los nuevos
acoplamientos
flexibles permiten una desalineación de 1 a 3 grados. El motivo principal por el cual es
necesario
alinear mejor el equipo es que las cargas axial y radial sobre los ejes, y los sellos y rodamientos
conectados originan su desgaste o falla prematura.
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 engranajes bajo fuerzas centrífugas la grasa tiende a separarse en
aceite y jabón.
• Los acoplamientos de alta velocidad se lubrican continuamente a través de un flujo de aceite
permanente que ocasiona intrínsecamente un problema de acumulación de sedimentos.
• Los del tipo elastómeros son afectados por los agentes contaminantes del medio en el que
se
encuentran, provocando un envejecimiento prematuro.
• Cuando los acoplamientos rotan a alta velocidad en cajas de protección estancas, cortan el
aire y este corte produce una generación de calor significativa.
• Los del tipo metálico son afectados por oxidaciones, razón por la cual no son recomendables
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en instalaciones expuestas a la adversidad del clima.
• Debido al tamaño de los acoplamientos, éstos requieren de mayor espacio para su
ubicación.
• Los acoplamientos con elastómeros en su interior (mixtos), no son inspeccionables
visualmente, ya que están cubiertos por un cuerpo metálico que no permite la libre
visualización del núcleo.
• Eventualmente pudiese existir un cierto desaprovechamiento de energía al utilizar núcleos
con
elastómeros, ya que éstos son capaces de absorber dicho rendimiento motriz, durante el
proceso de transmisión de potencia.
Conclusiones
El cálculo y desarrollo de las chavetas y acoples se ha especializado tanto que lo mejor es
elegirlos de catálogo, tomando en cuenta factores como el tamaño, forma, movilidad y
alineación de los ejes, entre otros factores que pueden afectar el funcionamiento de los
mismos.
A su vez, pudimos concluir que las principales ventajas de las uniones de chaveta, son la
garantía del giro de circulación exacto de las piezas, junto con la estabilidad de la unión,
también cuando se transmiten fuerzas de giro mayores.
En cuanto a sus desventajas, podemos decir que la unión de chaveta no soporta cargas de
cambio frecuente por adherencia de choque.
En términos generales, la gran diversidad de acoplamientos disponibles en el mercado hace
que el diseñador o calculista deba pedir constantemente información a los fabricantes para
tener los detalles más actualizados sobre capacidades, usos y métodos de mantenimiento de
los dispositivos más novedosos entre los que existen en plaza.
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Bibliografía
engineersgallery. (s.f.). Recuperado el 2016, de
http://www.engineersgallery.com/keys-and-coupling/
Faires, V. M. (1998). ​Diseño de elementos de máquinas. México: Limusa.
http://www.skf.com/binary/148-253823/SKF-Couplings-catalogue---15822-EN.pdf
http://www.lovejoy-inc.com/engineering-data.aspx?LangType=1034
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http://www.frbb.utn.edu.ar/frbb/images/carreras/elementosdemaquinas/cap08-02.pdf
http://www.fixturlaser.com/es/alineacion-de-ejes/
https://mantenimiento6to.wikispaces.com/file/view/acoplamientos.pdf
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