En los últimos 30 años, a la hora de diseñar transmisiones servo altamente dinámicas los ingenieros han optado por acoplamientos de fuelle para optimizar la rigidez, la inercia y la suavidad de rotación en sus aplicaciones. Cuando se trata de acoplamientos torsionalmente rígidos, el fuelle de acero inoxidable gana en las tres categorías. A medida que las máquinas incrementan su velocidad y sus ciclos de producción, la mayor rigidez que ofrecen los acoplamientos de fuelle ha sido necesaria para los casos donde se producen roturas con acoplamientos de láminas debido a dinámicas extremas. El acoplamiento de fuelle con cubos de aluminio también ofrece una inercia más baja, contribuyendo a reducir la carga en el motor y permitiendo que sea más reactivo. Y por otra parte, la simetría del fuelle, circular todo él, ayuda a mejorar la suavidad de la rotación de salida, minimizando el ruido mecánico en bancos de prueba altamente sensibles y generando imágenes más nítidas en impresoras accionadas por servomotor. Cuando se controla la alineación del eje y se planifica la producción, los acoplamientos de fuelle son una opción ganadora comprobada en equipos modernos de alta velocidad y alta precisión. Entonces, ¿por qué utilizar acoplamientos de láminas para servomotores? Si bien el acoplamiento de fuelle puede ofrecer el máximo rendimiento en precisión, el acoplamiento de láminas para servomotores también ofrece un comportamiento excelente y cercano en el sentido comentado anteriormente, y puede ofrecer algunas ventajas adicionales. Vamos a verlas con la serie de acoplamientos de láminas SCL de R+W para aplicaciones de accionamiento por servomotor.
Una ventaja del acoplamiento de láminas dual es su mayor flexibilidad, concretamente en términos de desplazamiento lateral entre los ejes. Dependiendo del tamaño, pueden tolerar un 50-100% más de desalineación que el acoplamiento de fuelle correspondiente, aunque con una disminución de la rigidez torsional de 30-50%. En aplicaciones de precisión donde la alineación de ejes es más difícil de controlar y no se necesita una rigidez torsional extrema, los acoplamientos de láminas pueden ser la opción adecuada, especialmente si no hay una campana de centrado entre el motor y el eje conducido. Después de todo, una rotura por desalineación del acoplamiento de precisión puede suponer una situación costosa y desagradable, especialmente en el caso de máquinas de alta producción y alta velocidad. Si bien esto puede ocurrir con cualquier tipo de acoplamiento cuando tiene una desalineación excesiva, el acoplamiento de láminas es más tolerante a los desplazamientos de eje, lo que reduce la probabilidad cuando existe una mayor desalineación.
Acoplamientos de fuelle, diseñados para proporcionar una alta rigidez torsional, baja inercia y una verdadera rotación de salida de velocidad constante.
Acoplamientos de láminas, para aplicaciones que requieren mayor tolerancia a la desalineación radial y mayor resistencia a productos químicos agresivos y temperaturas extremas.
Otra ventaja de utilizar acoplamientos de láminas es su tolerancia a productos químicos agresivos y temperaturas elevadas. Gracias a que el paquete de láminas está atornillado, se reduce la posibilidad de que la taladrina en máquina-herramienta, refrigerantes o productos agresivos de limpieza puedan afectar las conexiones del propio acoplamiento. Por el contrario, los acoplamientos de fuelle hasta cierto tamaño normalmente están unidos por un compuesto adhesivo de alta resistencia. Esto permite que la conexión fuelle-cubo se fije libre de tensiones por flexión hasta el curado del adhesivo, al mismo tiempo que se mantiene la concentricidad entre los agujeros de los dos cubos en un eje común. Esto funciona muy bien en la mayoría de las aplicaciones, pero la unión por adhesivo puede verse afectada por ciertos productos químicos. Una solución es realizar la conexión fuelle-cubo por soldadura con cubos de acero, en lugar del standard de aluminio. Si bien esto los hace más resistentes a la corrosión y manteniendo las ventajas de mayor rigidez torsional y simetría, también desplaza las ventajas de peso, momento de inercia y costo hacia los acoplamientos de láminas, en los casos con presencia de productos químicos agresivos.
Finalmente, los acoplamientos de láminas ofrecen cierta modularidad, lo que permite un ensamblaje relativamente rápidos sin la necesidad de herramientas especiales. Esto hace posible tener en existencia los cubos individuales con una variedad de diámetros de agujero y ensamblarlos según sea necesario. Además, si es crítico para su producción disponer del acoplamiento en stock, puede ser más conveniente configurar los acoplamientos por montaje que mecanizando el agujero. Por el contrario, los acoplamientos de fuelle suelen tener plazos de entrega cortos, o bien deben almacenarse con agujero mínimo para mecanizarlo al diámetro de agujero requerido cuando se precise. Si la disponibilidad en existencia es crítica, los acoplamientos de láminas permiten al usuario configurarse el acoplamiento minimizando en la práctica el tiempo de espera.
En conclusión, aunque para muchos diseñadores de equipos de alta velocidad y alta precisión el acoplamiento de fuelle es una elección obvia, hay algunas situaciones en las que puede ser menos conveniente de aplicar. Los ingenieros siempre deben considerar los costes que deben abordar para superar los obstáculos de cara a obtener un rendimiento óptimo del acoplamiento. A veces lo más simple es lo mejor.
La elección entre acoplamientos de fuelle y acoplamientos de láminas dependerá de las necesidades individuales de cada aplicación. Nuestros expertos en HERREKOR están a su disposición para asesorarle y ayudarle a tomar la decisión más adecuada para optimizar el rendimiento de sus sistemas industriales.
Consúltenos