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Conjuntos de sujeción

En ingeniería mecánica, los conjuntos de sujeción son una conexión eje-cubo. Es no positivo y une un cubo (por ejemplo, de una rueda dentada) con un eje y el elemento de la máquina. Los elementos de la máquina también pueden ser llaves de pluma. Esto crea un par de torsión entre el cubo y el eje. El cubo se fija en el eje (desplazamiento axial).

Cómo funcionan los conjuntos de sujeción

Están disponibles en diferentes diseños según el uso previsto. Los elementos de sujeción suelen incluir dos anillos anulares con forma de muelle. Estos se deslizan unos sobre otros en superficies cónicas. Tanto la superficie exterior como la interior de los conjuntos de sujeción son cilíndricas. Se introducen en el agujero del cubo (holgura). Varios tornillos con alineación axial garantizan el apriete de las superficies cónicas del anillo exterior e interior para su sujeción. Las superficies cónicas también pueden dividirse en varias partes en forma de diente de sierra. Se tornean a partir de una o varias piezas.

Las superficies cónicas (fuerza de precarga axial) provocan el ensanchamiento del anillo exterior y la contracción del anillo interior. Esto crea una presión en el eje. En algunas variantes, se utilizan anillos exteriores e interiores ranurados para facilitar el proceso. Esto crea una fricción muy alta en el eje y el cubo. De este modo, se consigue una conexión firme. Esto significa que los pares se pueden transmitir muy bien. Si los ángulos cónicos son más bien planos, se produce el autobloqueo. Entonces ya no es posible abrir los juegos de sujeción.

Uno de los posibles diseños utiliza varios discos retráctiles. Se coloca en un eje hueco o cubo desde el exterior. A continuación, genera presión en el eje hueco reduciendo su diámetro interno. Esto se hace mediante superficies de prensado cónicas de las partes exteriores. Se produce así un ajuste de interferencia. Se trata de una conexión completamente libre de holguras entre el cubo y el eje. La precarga necesaria se aplica hidráulicamente o mediante tornillos de alta resistencia.

¿Dónde se utilizan los conjuntos de sujeción y cuáles son las ventajas e inconvenientes?

Para su instalación, los juegos de sujeción deben tener un orificio cilíndrico en el cubo y un extremo cilíndrico en el eje. Se pueden fabricar de forma sencilla y son fáciles de instalar. Esto elimina la necesidad de fabricar ranuras o perfiles complicados, lo que supone una gran ventaja. La única desventaja es el mayor espacio necesario para la instalación en comparación con las conexiones de material y de ajuste de forma. Los requisitos para el montaje son unas dimensiones adecuadas del conjunto de sujeción y un grosor de pared suficiente del cubo. Si no hay espacio suficiente para la llave Allen (herramienta de montaje), existen modelos de montaje radial (llave especial). Para los diámetros de los ejes, los juegos de sujeción están disponibles en una gama muy amplia. El rango estándar está entre 5 mm y 1.000 mm.

Gracias a sus buenas propiedades de concentricidad, los conjuntos de sujeción pueden utilizarse muy bien para trabajos de precisión, como en las máquinas herramienta. Con un diseño y unas medidas constructivas adecuadas, los conjuntos de sujeción pueden utilizarse como protección contra la sobrecarga para diversas piezas de la máquina.

Otras ventajas de los conjuntos de sujeción:

Se elimina el juego entre el elemento motriz y el eje. La carga se distribuye uniformemente en todo el diámetro. Es relativamente fácil sincronizar los órganos conectados entre sí. La sección de tensión del eje de transmisión aumenta. El montaje de las máquinas es rápido. Se eliminan los tiempos de inactividad de la máquina gracias a la simplificación del mantenimiento. Las piezas de recambio de diferentes fabricantes pueden utilizarse conjuntamente.

Formas especiales

En lugar de los tornillos de sujeción paralelos al eje, los anillos exterior e interior pueden atornillarse juntos (elementos de sujeción de acción rápida). Además, hay conjuntos de sujeción en forma de diafragma. Los casquillos cónicos funcionan como conjuntos de sujeción cónicos. Estos se arreglan con un anillo. Sin embargo, la superficie del cubo debe ser cónica.

Consejos para el manejo de conjuntos de sujeción

Las uniones forzadas sólo son tan seguras como la presión calculada y generada. Además, hay que tener en cuenta el esfuerzo de los componentes y los valores límite admisibles. No tiene mucho sentido instalar piezas que no encajan exactamente, que ya están ligeramente dañadas o que no son adecuadas para esta carga. Si se tienen en cuenta las condiciones específicas del producto, los conjuntos de sujeción también pueden instalarse donde antes no era posible (tensión de flexión).