Acople mecánico entre dos elementos concéntricos

(salvo, por razones obvias, el acople camisa/embolo).

Caso 1.

Acople cilíndrico;

Es aquel en que los asentamientos de ambas partes son de forma de cilindro de revolución.

Podemos contemplar dos casos genéricos, a saber:

1.1) Elementos que no requieren, ni precisan, ser desmontados, con asiduidad. Ni tan siquiera por medios “domésticos” (requieren el uso de una prensa, o elemento similar, previo el pertinente calentamiento de alguno de los dos elementos).

1.1.a) Con tolerancia positiva del eje.

Es decir, el diámetro del eje es mayor que el diámetro del orificio donde vaya a ir aquel acoplado.

Sería el caso de un eje de muñequilla de un cigüeñal, donde dicho elemento va, tiene que ir, clavado en los orificios de las palas del cigüeñal. De tal manera que al originarse los momentos giroscópicos (rotaticionales) correspondientes no se generen momentos diferenciales (el eje no puede, bajo ningún concepto, “resbalar” sobre las palas del cigüeñal).

Otro caso podría ser, por ejemplo, el asentamiento de un rodamiento en su correspondiente bancada.

Las pistas interior y exterior de dicho rodamiento no pueden, bajo ningún concepto, “resbalar” sobre sus asentamientos.

Otro caso podría ser, por ejemplo, cierto tipo de bulón de cierto tipo de émbolo.

En este caso, el bulón no puede, bajo ningún concepto, “resbalar” sobre el émbolo.

1.2) Elementos que requieren poder ser desmontados.

1.2.1) Con tolerancia positiva del eje.

Es decir, el diámetro del eje es mayor que el diámetro del orificio donde vaya a ir aquel acoplado.

Por ejemplo, el cuello de un cigüeñal, que a temperatura “normal”, estuviera clavado en la pista interior de un rodamiento. Pero que en un momento dado (calentando convenientemente el rodamiento –o enfriando el eje-), a su vez pudiéramos desacoplar ambos elementos.

Nota. Tanto en “1.1” como “1.1.a” como “1.2.1”, a cierta temperatura uno de los dos elementos se dilatará para permitir el asentamiento.

Contrariamente, en ausencia de dicho nivel de temperatura aquel elemento se contraerá asegurando de esta manera el afianzamiento de ambos elementos mediante acople mecánico.

1.2.2) Con tolerancia negativa del eje.

Es decir, el diámetro del eje es menor que el diámetro del orificio donde vaya a ir aquel acoplado.

Aquí, a su vez, se pueden dar dos casos;

1.2.2.a) El eje necesita, imperativamente, poder “resbalar” (jugar) en el orificio (en este caso, por ejemplo, un eje sobre un casquillo antifricción).

Este sería el caso de un eje que tiene, y/o puede tener, un valor de momento diferencial respecto al casquillo (el eje gira en el interior del casquillo mientras este no gira –no puede ni debe girar. Es solidario al carter-).

1.2.2.b) El eje no puede, bajo ningún concepto, “resbalar” sobre el otro elemento.

Y sería, sólo en este caso… indispensable el uso de algún elemento de nexo o unión entre ambos elementos. Como, por ejemplo, una chaveta. En donde esta chaveta tiene que ser de un material suficientemente resistente como para soportar, aunque no por sí sola, los momentos giroscópicos diferenciales entre ambos elementos.

Por ejemplo, un volante de inercia montado sobre un eje (o “cuello”) de cigüeñal en un motor Bultaco, etc..

En este caso la resiliéncia de la chaveta + la presión de la tuerca (o tornillo) son quienes asegurarán la suficiente unión entre ambos elementos, a fin de evitar los momento giroscópicos diferenciales entre ambos.

1.2.3) Con tolerancia cero (0) entre ambos elementos.

Es decir, el diámetro del eje es, casi, “igual” (aunque sensiblemente menor -0,00x mm-) que el diámetro del orificio donde vaya a ir aquel acoplado.

Por ejemplo, un eje de rueda vs la pista interior de los rodamientos sobre el cubo de la misma.

Nota. Para todos estos casos…, a tener en cuenta la posibilidad de que los materiales pudieran ser de distinta naturaleza molecular.

Caso 2.

Acople cónico;

Es aquel en que los asentamientos de ambas partes son de forma de cono de revolución truncado. De tal manera que sean sólo dicho cono y contra-cono correspondientes quienes aseguren el afianzamiento suficientemente solidario entre ambos elementos para que no puedan “resbalar” entre sí. Sin intervención de ningún sistema, u otro elemento, ni tan siquiera el uso de una cha-ve-ta.

Ejemplos:

Un engranaje de toma de fuerza sobre el cuello de un cigüeñal.

Un volante magnético y/o alternador.

Nota2. Sólo en el caso, aunque no siempre, de requerir una única y determinada posición del volante magnético respecto al eje del cigüeñal, se usará una chaveta.

En este caso, dicha chaveta no requiere ser: ni de ningún material especial, ni tan siquiera de una dureza extrema. Ya que como acabo de decir… son solamente el cono y contra-cono quienes deben asegura el suficiente “agarre” y afianzamiento entre ambos elementos sin que corran el riesgo de “resbalar”.

Nota3. En el punto 1.2.2.b, y en el caso 2, es imperativo que el acople entre ambos elementos requiera el pertinente par de apriete, sobre uno de los elementos, mediante la correspondiente tuerca, tornillo, etc.

Conclusión final;

1) Para afianzar solidariamente dos elementos cilíndricos, es imprescindible el uso de: una chaveta; centradores; estriado (acanaladuras en los dos elementos); etc.

2) Para afianzar solidariamente dos elementos cónicos, es totalmente prescindible el uso de una chaveta, o cualquier otro elemento. Salvo que se requiera como elemento de referencia,

3) En ambos casos es imperativo que uno de los dos elementos esté sometido al pertinente par de apriete.

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