Why are flexible couplings preferred over rigid couplings?

Flexible couplings are preferred over rigid couplings for applications where misalignment between the shafts can occur.

Why use rigid coupling?

Use rigid coupling for applications in which there is no misalignment.

Acoplamientos rígidos y flexibles para aplicaciones industriales

Figura 1: Acoplador flexible de tornillo prisionero. Los cortes en espiral alrededor del cuerpo permiten que el acoplamiento se flexione ligeramente en caso de desalineación.

Las aplicaciones industriales utilizan habitualmente acoplamientos rígidos y flexibles para conectar ejes. Estos acoplamientos transfieren el par de un eje a otro. Los ejes rígidos transfieren más par pero no requieren desalineación entre los ejes. Los acoplamientos elásticos permiten cierta desalineación, normalmente de hasta 5° en direcciones paralelas, axiales o angulares. Este artículo ofrece una visión general de los acoplamientos rígidos y flexibles, así como ejemplos de aplicaciones para cada tipo.

Tipos de acoplamientos rígidos y flexibles

Existen varios tipos de acoplamientos rígidos y flexibles en las aplicaciones industriales. Es importante entender primero los requisitos de la aplicación para luego saber qué parámetros buscar en un acoplamiento. La lista que figura a continuación no es exhaustiva, pero ofrece una visión general de los tipos más comunes.

Acoplamientos rígidos

Los acoplamientos rígidos conectan ejes perfectamente alineados. Estos acoplamientos no pueden compensar la desalineación durante el funcionamiento, pero pueden transferir pares más elevados. Son acoplamientos sencillos y rentables y se presentan en una variedad de estilos que los hacen específicos para cada aplicación:

Acoplamientos embridados: Los acoplamientos con brida constan de dos extremos de brida separados que se atornillan. Estos acoplamientos pueden soportar cargas pesadas y tienen diámetros superiores a 200 mm (8 pulgadas). Los acoplamientos embridados pueden conectar ejes de diferentes diámetros.
Acoplamientos acanalados: También llamados acoplamientos de abrazadera, los acoplamientos acanalados conectan ejes del mismo diámetro. Estos acoplamientos están divididos por el centro a lo largo de su longitud. Las dos piezas de acoplamiento encajan en los extremos de dos ejes para unirlos. A continuación, las dos piezas del acoplamiento se unen con pernos. Estos acoplamientos son fáciles de instalar y son adecuados para velocidades medias y altas.
Acoplamientos de manguito: Los acoplamientos de manguito son fáciles de usar e instalar. Los extremos del eje se insertan en los extremos opuestos del manguito, y los tornillos de fijación aprietan el acoplamiento del manguito a los ejes. Estos acoplamientos son adecuados para aplicaciones de servicio ligero a medio.

Figura 2: Un acoplamiento embridado conecta un motor eléctrico a una bomba.

Acoplamientos elásticos

Los acoplamientos elásticos funcionan de forma similar a los rígidos, transmitiendo el par de un eje a otro para que ambos se muevan al unísono. La principal diferencia es que los acoplamientos elásticos permiten cierta desalineación entre los dos ejes en dirección angular, paralela o axial. Algunos acoplamientos permiten la desalineación en una combinación de direcciones.

Acoplamientos de tornillo prisionero: Un acoplamiento de tornillo prisionero (figura 1) une dos ejes por sus extremos para transmitir potencia. Contiene uno o varios tornillos de fijación que se aprietan contra los ejes para fijarlos en su sitio y evitar que resbalen. Los cortes en espiral alrededor del cuerpo del enganche permiten una ligera flexibilidad.
Acoplamientos de engranajes: Los acoplamientos de engranajes transmiten la mayor torsión de todos los acoplamientos elásticos. Estos acoplamientos constan de dos cubos con dientes de engranaje externos que forman un par externo/interno. Los flancos de los dientes del engranaje están diseñados para permitir hasta 4° o 5° de desalineación.
Acoplamientos de mordaza: Los acoplamientos de mordaza se utilizan a menudo en motores eléctricos de funcionamiento continuo. Manejan desalineaciones angulares de hasta 1 grado y paralelas de hasta 0,015 pulgadas. Los acoplamientos de mordaza son populares por su fiabilidad, protección y versatilidad.
Acoplamientos de rejilla: Los acoplamientos de rejilla destacan por reducir hasta un 30% las vibraciones y amortiguar los golpes en los equipos de transmisión de potencia motriz y accionada.
Acoplamientos de cadena de rodillos: Los acoplamientos de cadena de rodillos son una opción rentable para aplicaciones de par elevado en sectores como la agricultura y la minería. Permiten aproximadamente 2° de desalineación.

Figura 3: Instalación de un acoplamiento de rejilla.

Selección de acoplamientos para aplicaciones industriales

A continuación se ofrece una visión general de las aplicaciones industriales que utilizan acoplamientos rígidos o flexibles.

Aplicaciones de acoplamiento rígido

Maquinaria rotativa de alta velocidad: Las turbinas, las bombas de alta velocidad y los compresores utilizan acoplamientos rígidos. Es necesaria una alineación precisa para evitar vibraciones que impidan un funcionamiento suave.
Mecanizado CNC de precisión: Las máquinas CNC utilizan acoplamientos rígidos para obtener precisión y un juego mínimo, ambos necesarios para las operaciones de corte, fresado y torneado.
Robótica y automatización: La maquinaria automatizada y los sistemas robóticos utilizan acoplamientos rígidos para el control preciso del movimiento y la sincronización entre varios ejes.
Sistemas de transmisión de potencia: Las aplicaciones de transmisión de potencia para trabajos pesados utilizan acoplamientos rígidos para pares elevados y alineación de ejes.

Aplicaciones de acoplamiento flexible

Equipos accionados por motor eléctrico: Los motores eléctricos disponen de acoplamientos elásticos para conectarlos a bombas, compresores, ventiladores y otros equipos accionados con el fin de reducir la transmisión de vibraciones.
Industria del automóvil: Los sistemas de transmisión y suspensión utilizan acoplamientos flexibles para minimizar las vibraciones y gestionar cualquier desalineación causada por los movimientos del motor.
Sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado: Los sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado utilizan acoplamientos flexibles para conectar motores a ventiladores, soplantes y otros equipos.
Aplicaciones marinas y en alta mar: Los sistemas de propulsión marina, las plataformas de perforación en alta mar y los equipos barco-costa utilizan acoplamientos elásticos para resolver los desajustes causados por los movimientos de los barcos.