¿Cómo se debe elegir un acople de potencia según su aplicación?

La elección de un acoplamiento para cualquier tipo de aplicación requiere la consideración del diseño pero también de factores que tienen que ver con el mantenimiento, dimensiones y costo de los sistemas de transmisión de potencia. 

De la misma forma se deben tener en cuenta parámetros como la capacidad de torsión, factores de servicio, la velocidad, desalineación y el tamaño del orificio.

A pesar de que todos estos factores influyen en la elección de un acoplamiento, cada uno cuenta con distinto nivel de prioridad, en ocasiones también se le da mucho peso a la confiabilidad de un acople, la facilidad de instalación o los costos de mantenimiento.

Para elegir el acople de potencia que resulte mejor para una aplicación es importante conocer cómo influye cada uno de estos factores, por lo que a continuación se realiza una breve descripción.

Valor de par:

Este es una de las consideraciones clave al momento se seleccionar una acoplamiento, hace referencia a la cantidad de par que puede transmitir en un determinado tamaño, se define como densidad de par, es la clasificación de par dividida entre el diámetro exterior.

Los acoples de engranajes cuentan con mayor capacidad de torque en la transmisión de potencia en tamaños pequeños, sin embargo el diámetro máximo de los acoples de este tipo pueden limitar su selección.

Otros tipos de acoplamientos son aquellos con elementos metálicos flexibles,  como disco o rejilla, brindando mayor par de torsión para el tamaño que tienen. Los acoples elastoméricos brindan menor capacidad de par que el resto de los tipos.

Factor de servicio:

Después de considerar el par para las condiciones de funcionamiento estándar, es necesario aumentar el requisito de par para adaptarse a una aplicación en particular, para esto es que los ingenieros utilizan el factor de servicio. Cuando es mayor de 1.0 puede indicar severidad en el servicio, a mayor número es mayor la gravedad.

En muchas ocasiones los fabricantes no toman en cuenta estos valores, sino que desarrollan los propios basándose en su propia experiencia. Estos valores también se asignan de acuerdo a los materiales con que se fabrica el acople, estos pueden ser de acero al carbono, elastómeros o materiales compuestos.

Diámetro exterior:

Los diámetros de acoplamiento grandes y las longitudes de cubo largas pueden causar interferencias con las placas de base, los ventiladores de eje, las tuberías y las protecciones.

Debajo de los 50 HP todos los tipos de acoplamientos cuentan con diámetros semejantes, pero conforme es más grande el tamaño del eje y el par, los acoplamientos con elementos metálicos como los de rejilla, engranaje y disco, poseen un diámetro exterior más pequeño que los acoplamientos elastoméricos.

Peso:

El acople elastomérico para el eje de baja velocidad pesa 500 lb más que los de engranaje, este peso induce deflexiones en los ejes del equipo por lo que pueden producirse vibraciones, así que se debe verificar la transmisión por el efecto de la carga en el eje.

Momento de inercia:

En los casos donde se necesita una aceleración o desaceleración controladas, se utilizan los valores de inercia de acoplamiento, de manera que se puede dimensionar de manera adecuada los motores requeridos. Este no suele ser un problema para las cintas transportadoras ya que tienen tiempos de aceleración prolongados.

Deflexión torsional:

Mientras que el par se va transmitiendo por medio de un acoplamiento, su elemento flexible se gira de manera ligera, a esto se le conoce como deflexión torsional o enrollamiento. Por lo general se desea cierto grado de torsión ya que permite amortiguar las cargas desiguales evitando el desgaste del equipo.

Los acoplamientos de rejilla permiten que los ejes giren entre un medio y tres cuartos de grados, por otro lado los acoples elastoméricos blandos permiten entre cinco y medio y seis grados.

Rigidez  torsional:

Se le llama rigidez torsional a la resistencia de un acoplamiento a la deflexión torsional, esto afecta a la velocidad del sistema y a las vibraciones críticas. Los acoples de engranajes proporcionan la rigidez torsional más alta de todos los tipos, por el contrario de los elastoméricos que brindan la más baja.

Reacción:

También llamada juego, es la holgura de la rotación entre las diversas partes del acople. Los acoples de engranaje tienen una pequeña cantidad de espacio como este entre los dientes del cubo y los del manguito. En los acoples de rejilla esta holgura resulta entre el miembro de rejilla y las ranuras del cubo, este espacio suele adaptarse a la desalineación brindando lugar para la película de lubricación. Los acoplamientos de disco no poseen holgura ya que sus componentes se encuentran fuertemente unidos, y los acoples elastoméricos tampoco poseen juego, pero se desvían torsionalmente en cargas que resultan cambiantes produciendo un efecto semejante al del juego.

Capacidad de desalineación:

Las recomendaciones respecto a la desalineación resultan muy variadas dependiendo del fabricante, los límites de operación que se sugieren se encuentran en una tabla donde se publican los valores más elevados que se permiten para la desalineación.

De la misma manera se brindan sugerencias respecto a los límites estáticos y de instalación, éstos últimos son más pequeños que los límites operativos de manera que permiten el movimiento dinámico del equipo.

Huecos del eje:

Los acoples de rejilla y los de engranajes permiten el ensamble con equipos que cuentan con espacios de eje más pequeños, este es un factor importante en las aplicaciones que cuentan con espacios limitados.

Equilibrio:

Es importante que los acoplamientos estén equilibrados, de los contrario se pueden provocar vibraciones en el equipo al que están conectados, La cantidad de desequilibrio que soporta un acople se expresa en su clase de equilibrio en el cual los números mayores significan mejor equilibrio y suave funcionamiento.

Ya que existen todo tipo de acoples es indispensable conocer los aspectos antes mencionados para la correcta elección para la aplicación.