En los sistemas de control de movimiento, el acoplamiento es un componente crítico que suele subestimarse. Una selección incorrecta puede provocar vibraciones, desgaste prematuro, pérdida de precisión e incluso fallos graves en el tren motriz. Por el contrario, elegir el acoplamiento correcto mejora la confiabilidad, la vida útil del equipo y la estabilidad del proceso.
En este artículo te compartimos 7 puntos clave que debes considerar al momento de elegir un acoplamiento, lo que te permitirá proteger el tren motriz y mejorar la confiabilidad del sistema, ya sea en un proyecto nuevo o al reemplazar una refacción existente.
¿Qué es un acoplamiento y cuál es su función?
Un acoplamiento es un elemento mecánico que uno de dos ejes (flechas) para transmitir torque y movimiento rotativo desde un motor o reductor hacia un actuador, bomba, transportador u otro elemento del sistema.
Además de transmitir potencia, un acoplamiento cumple funciones esenciales como:
- Compensar desalineaciones entre ejes.
- Mitigar vibraciones y picos de carga.
- Proteger componentes críticos del tren motriz de sobrecargas.
- Aportar estabilidad dinámica al sistema.
Elige el acoplamiento correcto para tu aplicación
1.- Torque: El factor que define el tamaño del acoplamiento
El torque transmisible es el parámetro principal para definir el tamaño del acoplamiento.
⚙️ Torque nominal vs. torque máximo
No basta con considerar el torque nominal del motor. Es indispensable evaluar escenarios como arranques, paros de emergencia, atascamientos o fuerzas de proceso variables. En estos eventos, el torque puede multiplicarse varias veces, y si el acoplamiento no está dimensionado para ello, fallará, por lo tanto, el acoplamiento debe soportar el peor escenario de torque, no solo la condición normal de operación.
¿Cuándo sustituir un acoplamiento por un limitador de torque?
Si el acoplamiento se fractura de forma recurrente, es una señal clara de que el sistema está sometido a sobrecargas no controladas.
En estos casos, la mejor solución no es un acoplamiento más grande, sino un limitador de torque, gracias a esto:
- Se libera ante un atasco.
- Protege el tren motriz.
- Permite desatascar la máquina.
- Puede volver a engranar automáticamente.
Esto evita daños costosos en motores, reductores o actuadores.
2.- Velocidad de operación
Todo acoplamiento tiene una velocidad máxima permisible, si se supera este valor, se generan vibraciones, desequilibrio dinámico y se reduce su vida útil. Esto es especialmente crítico en Motores eléctricos, Servomotores y Aplicaciones de alta velocidad.
Un acoplamiento mal balanceado a alta velocidad vibra por la distribución de masa, no por falta de rigidez.
3.- Tipos de desalineación que se deben considerar
En la práctica ningún sistema está perfectamente alineado. Existen tres tipos de desalineación:
🔹 Desalineación axial: Desplazamiento longitudinal entre ejes.
🔹 Desalineación radial: Desfase paralelo entre los centros de los ejes.
🔹 Desalineación angular: Los ejes se cruzan formando un ángulo.
El acoplamiento debe ser capaz de absorber estas desalineaciones sin transmitir esfuerzos excesivos a los rodamientos.
Tecnologías de asociación Mayr
🔹 Acoplamientos con elastómero: Mitigan vibraciones, reducen ruido y compensan desalineaciones.
Existen distintos tipos de elastómero, cada uno con diferente rigidez y comportamiento dinámico.
Acoplamiento de inserto de elastómero ROBA-ES de mayr®
🔹 Smartflex®: Alta capacidad de torque, absorbe impactos y es Ideal para aplicaciones industriales robustas
🔹 Discpak: Alta rigidez torsional, cero backlash o juego mecánico y son perfectos para servosistemas y aplicaciones de alta precisión
4.- Rigidez torsional e inercia en sistemas servo
En aplicaciones con servomotores, el acoplamiento aporta inercia, afecta la respuesta dinámica e impacta directamente en la precisión, por ello, es clave seleccionar acoplamientos de baja inercia y alta rigidez torsional, especialmente en sistemas de posicionamiento.
Los acoplamientos de baja rigidez torsional son adecuados para aplicaciones con desalineaciones significativas, ya que pueden absorber movimientos angulares, axiales o radiales, sin embargo, esta flexibilidad suele venir acompañada de un mayor juego mecánico, lo cual limita su uso en sistemas donde la precisión es un factor crítico.
En sistemas servocontrolados, el acoplamiento también influye directamente en la inercia total del sistema. Por esta razón, es fundamental considerar acoplamientos de baja inercia, especialmente cuando el tamaño del acoplamiento es mayor debido a un escenario de torque alto. Por ejemplo, en un paro de emergencia. En caso contrario, la inercia del acoplamiento debe ser cuidadosamente considerada durante la selección, ya que un exceso de inercia dificulta el control de la carga, afecta la respuesta dinámica del sistema, y en consecuencia reduce la precisión y estabilidad del control.
5.- Tipos de sujeción del acoplamiento
Otro punto fundamental es la sujeción. Un acoplamiento puede tener diferente tipo de sujeción en cada lado, no tiene que ser simétrico.
Los tipos de sujeción más comunes son:
- Opresor
- Abrazadera (clamping)
- Con cuña
- Apriete cónico ( shrink disk)
La selección depende del torque transmitido, el diámetro del eje, la precisión requerida y la facilidad de montaje/desmontaje.
Un aspecto crítico que debe considerarse en la selección de un acoplamiento es el juego mecánico (backlash), ya que es una condición común en muchos diseños y está directamente relacionada con el nivel de precisión y repetibilidad que puede ofrecer el equipo. A mayor juego mecánico, menor será la exactitud del sistema, especialmente en aplicaciones de posicionamiento. La buena noticia es que actualmente existen acoplamientos libres de juego mecánico, como los acoplamientos Mayr, diseñados específicamente para aplicaciones de alta precisión, y en Urany contamos con acoplamientos en stock de entrega inmediata.
Tipos de Sujeción
6.- Diámetros de eje y cuñas
Los acoplamientos suelen suministrarse con un diámetro piloto, que puede maquinarse al tamaño requerido.
Es importante considerar el diámetro de ambos ejes (pueden ser distintos), las normas de las cuñas y las dimensiones del cuñero. Es de suma importancia contar con la herramienta adecuada para montaje, ya que de otra manera puede impedir el montaje y provocar fallas prematuras.
Te compartimos las principales normas de las cuñas para que las considere:
7.- Condiciones ambientales
Aunque un acoplamiento es un componente mecánico relativamente simple, las condiciones ambientales pueden impactar de forma significativa su desempeño, vida útil y confiabilidad, por ello, las condiciones ambientales deben considerarse desde la etapa de selección.
Polvo: En industrias como fundición, cementeras, extrusión o manufactura metálica, el polvo puede provocar desgaste y abrasión en las superficies de contacto, deterioro acelerado del elastómero, reduciendo la absorción de vibraciones y contaminación en las zonas de sujeción, generando deslizamientos o pérdida de torque.
Recomendaciones:
- Utilizar complementos protegidos o cerrados.
- Preferir acoplamientos metálicos en ambientes altamente abrasivos.
- Considere materiales y recubrimientos resistentes al desgaste.
Temperatura: Las temperaturas elevadas o variables pueden causar pérdida de rigidez y capacidad de transmisión de torque, envejecimiento prematuro o agrietamiento del material flexible y cambios dimensionales por dilatación térmica, afectando la sujeción al eje.
Recomendaciones:
- Respetar el rango de temperatura del acoplamiento.
- Seleccione elastómeros diseñados para alta temperatura.
- Usar accesorios totalmente metálicos en condiciones extremas.
Humedad: La humedad constante o la exposición al lavado puede generar corrosión en el acoplamiento y los ejes, degradación del elastómero y la pérdida de precisión en sistemas de control de movimiento.
Recomendaciones:
- Utilizar recubrimientos anticorrosivos o acero inoxidable.
- Seleccione elastómeros resistentes a la humedad.
- Optar por diseños fáciles de limpiar y drenar, especialmente en industrias higiénicas.
Ahora que ya conoces estos puntos clave en la correcta selección de un acoplamiento, te compartimos los cuales son los errores más comunes.
Errores más comunes al seleccionar un acoplamiento
- Seleccionar solo por torque nominal.
- Ignorar desalineaciones.
- Subestimar picos de sobrecarga.
- Usar acoplamientos flexibles en aplicaciones de alta precisión.
Si estás buscando integrar un acoplamiento en tu línea de producción, en Urany podemos apoyarte en la selección, proporcionándote asesoría técnica especializada, soporte en dimensionamiento e integración con sistemas de control de movimiento.
Mayr es una compañía alemana fabricante de acoplamientos, limitadores de torque y frenos. Sus altos estándares de calidad la han posicionado como un líder mundial en la transmisión de potencia y frenos de seguridad para una amplia gama de aplicaciones. Contáctanos y recibe asesoría técnica especializada de este producto para tu aplicación.
