Acoplamiento de mandíbula

En ingeniería mecánica , un acoplamiento de mandíbula es un tipo de acoplamiento de transmisión de potencia de uso general que también se puede utilizar en aplicaciones de control de movimiento (servomotores). Está diseñado para transmitir par (conectando dos ejes ) a la vez que amortigua las vibraciones del sistema y compensa la desalineación, protegiendo así otros componentes de posibles daños. Los acoplamientos de mandíbula se componen de tres partes: dos cubos metálicos y un inserto de elastómero llamado elemento , pero comúnmente conocido como "araña". Las tres partes se ensamblan a presión, con una mandíbula de cada cubo que se ajusta alternativamente a los lóbulos de la araña. El par del acoplamiento de mandíbula se transmite a través de los lóbulos de elastómero por compresión.

El elastómero de la araña puede fabricarse con diferentes materiales y durezas, lo que permite al usuario personalizar el acoplamiento para que se adapte mejor a su aplicación. Entre las consideraciones para la selección del elastómero se incluyen la capacidad de amortiguar vibraciones, la capacidad de soportar desalineaciones, el rango de temperatura de funcionamiento, la velocidad del equipo y las condiciones químicas. ^{[ 1 ]}

Los acoplamientos de mandíbula se consideran " a prueba de fallos " porque, si el elastómero falla o se desgasta, los dientes del cubo del acoplamiento de mandíbula se acoplarán, de forma similar a los dientes de dos engranajes, y continuarán transmitiendo par. Esto puede ser deseable o no para el usuario, dependiendo de la aplicación. ^{[ 2 ]}

Los elastómeros de los acoplamientos de mandíbula son elementos de desgaste que requieren inspección y reemplazo. Suelen presentar patrones de desgaste característicos, y las fallas a menudo se pueden atribuir a la condición del elastómero y los cubos. Las causas comunes de falla incluyen desalineación, exceso de torque, exposición a productos químicos, exposición a temperaturas extremas, vibraciones torsionales y falla del cubo. ^{[ 3 ]}

Los acoplamientos de mandíbula están disponibles con diseño de mandíbula de dientes rectos y curvos. El diseño de dientes rectos permite acoplar y desacoplar elastómeros radialmente, incluyendo un diseño de mandíbula de elastómero sometido a cizallamiento que no es totalmente seguro. En este último diseño, los dientes del cubo del acoplamiento ya no están engranados, por lo que un fallo del elastómero no produce transmisión de par. Cuando se utiliza con un elastómero rígido, el diseño de mandíbula curva permite mantener un ajuste sin holgura, necesario para muchas aplicaciones de control de movimiento. ^{[ 4 ]}

Los acoplamientos de mordaza curva sin juego son ideales para aplicaciones que dependen de un movimiento intermitente, donde se requiere precisión al detenerse para realizar diversas tareas de precisión, como tomar una fotografía de alta resolución (sistema de visión artificial ). La absorción de vibraciones reduce el tiempo de estabilización del sistema, lo que aumenta el rendimiento. El acoplamiento de mordaza curva es menos adecuado para aplicaciones que dependen de un movimiento de escaneo constante, donde se requiere precisión durante el movimiento, lo que exige un acoplamiento con mayor resistencia torsional. ^{[ 5 ]}

Al igual que otros acoplamientos flexibles , los acoplamientos de mandíbula tienen limitaciones en cuanto a la desalineación del eje que pueden soportar. Un movimiento axial excesivo provocará que los acoplamientos se separen, mientras que una desalineación angular o paralela excesiva generará cargas en los cojinetes que pueden provocar un desgaste prematuro o una falla del sistema. ^{[ 6 ]}

Gracias a su capacidad de amortiguación, sus arañas intercambiables y su amplia variedad de opciones personalizadas, los acoplamientos de mandíbula constituyen una excelente solución para la absorción de impactos y la transmisión de par en numerosas aplicaciones.

• Acoplador Oldham , un tipo de acoplamiento de dos mandíbulas en el que la araña central es larga, lo que permite que las dos mitades se desplacen radialmente.