EJES FLEXIBLES A veces se desea trasmitir trasmitir movimiento movimiento giratorio giratorio y potencia entre dos puntos no no alineados entre si en ese caso se puede usar ejes flexibles, para acoplar un impulsor, que puede ser un motor, a un dispositivo impulsado a lo largo de una trayectoria curva o que se mueva dinámicamente. Con una flecha flexible es posible combinar la fuerza y el empleo de varias herramientas diferentes en una práctica unidad portátil. Con ella podrá tallar, perforar, lijar, rautear, bruñir, aserrar, ilustrar y esmerilar, empleando simplemente los accesorios necesarios, instalándolos en el mango que se encuentra al extremo de la flecha. stas flechas flexibles se usan extensamente en la industria para operaciones tan pesadas como remover !xido e incrustaciones, esmerilar soldadura, lustrar grandes superficies de metal, y alisar piezas de fundici!n. "a flexibilidad permite que el punto impulsado se desplace respecto del punto impulsor en direcci!n paralela o angular# se usan ejes unidireccionales para trasmitir potencia en aplicaciones tales como sistemas de automatizaci!n, maquinas industriales, equipo agr$cola actuadores de aviaci!n ajustadores de asientos, aparatos m%dicos y dentales, veloc$metros, trabajo en madera y en herramientas de joyeros.
"os ejes flexibles bidireccionales se usan en control remoto actuaci!n de válvulas y dispositivos de seguridad. Con frecuencia pueden tener más flexibilidad en el diseño que otras opciones que se tenga, como el uso de trasmisiones con engranajes y ejes en ángulo recto, o con juntas universales. l desplazamiento entre la maquina impulsora e impulsada puede ser hasta de &'(), siempre y cuando el radio de la vuelta *es decir, el cambio de direcci!n+ sea mayor que un m$nimo especificado. "a capacidad de trasmisi!n par torsional aumenta al aumentar el radio de la vuelta. "as especificaciones están en el intervalo de ( a -. "as flechas flexibles se clasifican generalmente como grandes o pequeñas, seg/n sea la medida del eje o n/cleo, como se denomina. "a de tamaño grande es aqu%lla que posee un n/cleo de -0&12 diámetro o mayor, mientras que la de tamaño pequeño es aqu%lla que tiene un n/cleo de &0'2 a &034# "as flechas flexibles grandes transmitirán fuerza para las labores más pesadas posibles de efectuar con herramientas sostenidas manualmente5 las flechas pequeñas se prestan especialmente para usar con diminutas limas giratorias, ruedas esmeriladoras y lustradoras, que deben girar a velocidades extremadamente altas. "as flechas pequeñas son sumamente flexibles y operan eficientemente aun encorvándolas a un radio comparativamente reducido. "as dos flechas se manipulan sin impedimento alguno. Función •
Conectar y transmitir la potencia de un eje conductor a un eje conducido
•
6roteger el sistema
•
Conseguir compensar un total de 3 desalineaciones del eje7
o
Angular
o
xc%ntrica
o
Combinada *angular 8 exc%ntrica+
o
9ovimiento axial
stas desviaciones del eje son inevitables, ya que las máquinas están descargadas durante la alineaci!n. :urante el funcionamiento, las fuerzas resultantes hacen que se doblen los ejes. ;tras causas pueden ser, por ejemplo, la dilataci!n t%rmica, el desgaste de los rodamientos o los errores *humanos+ de instalaci!n. "a construcci!n consiste de un n/cleo semejante a un cable flexible, conectado a accesorios en cada extremo. "os accesorios facilitan la conexi!n con las maquinas impulsoras e impulsada. "a caja protege el equipo o las personas cercanas de contacto con el n/cleo rotatorio. xisten diseños para trasmitir potencia en cualquier direcci!n, en sentido de las manecillas del reloj o en contrasentido. Algunos funcionan bidireccionalmente. ( hasta casi >-((( lb.pulg *(.(? a >'> @+
"as flechas flexibles consisten en una cubierta estacionaria y un n/cleo que gira en el interior de la cubierta este n/cleo tanto tamaños grandes como pequeños es una unidad construida con precisi!n que consiste de capas de alambre de acero elástico para piano, devanado por la forma espiral alternativa hacia la derecha e izquierda.
l sentido de torsi!n de la capa exterior la direcci!n en la cual este n/cleo debe girar. "a torsi!n de la mayor$a de los n/cleos es hacia la izquierda y por consiguiente debe girar en torno a las manecillas del reloj, pues con este movimiento tiende a apretura el enrollado exterior del alambre. n el sentido de rotaci!n de las manos del reloj, es corriente en los tornos, taladros de banco y tambi%n en la mayor$a de los motores, es posible invertir la direcci!n de giro del n/cleo cuando carga de la labor en ning/n momento exceda la mitad de la fuerza. A pesar de que en algunas cubiertas consiste solamente en una sola tierra continua de acero elástico enrolada en espiral con bordes entrelazados, la mayor$a de las flechas de buena calidad están equipadas con cubiertas de alambre trenzados y forros de caucho moldeado o tela que les proveen una mayor flexibilidad y facilidad para el manejo. "as flechas pequeñas diseñadas para altas velocidades con frecuencia poseen un revestimiento interior en espiral que cabe flojamente sobre el n/cleo y que tiene por objeto reducir la fricci!n. "os miembros de conexi!n de la flecha se alojan bajo presi!n en la cubierta y su misi!n es permitir el acoplamiento directo al motor a un extremo y a la pieza manual en el otro cuando la flecha opera en l$nea recta o cerca de ella como muestra la figura.
l extremo del n/cleo se extiende ligeramente fuera de la cubierta como muestra la siguiente figura.
ndica como el n/cleo sobre sale cuando se encorva la flecha un extremo del n/cleo se fija en el conector y el otro se empalma o se acuña al conector para permitir su movimiento hacia adentro o afuera cuando el eje opera en un radio comparativamente reducido. n algunas flechas este movimiento se compensa en extremo del motor siendo fijo el extremo de manipulaci!n. Blechas de este tipo pueden ser directamente agregadas al árbol de un motor como muestra la figura siguiente.
; un
taladro de banco como a continuaci!n se presenta
en la
imagen
n la tabla anterior se muestran informaci!n simplificada de los tamaños corrientes de flechas flexibles. stos datos no son exactos pero se aceptaran como promedio para todas las flechas si usted desea una flecha para trabajos manuales ligeros como la construcci!n de modelos, la medida de n/cleo de ?0&1es bastante fuerte para absorber el torque de motores hasta de hp de fuerza. 6ara la flecha pequeña la longitud más practica ?D a ?&0>D *(.( a &.-(m+ y para la flecha grande, la longitud deber$a ser -D a 1D *&.-( a &.'(m+. stas flechas pueden conseguirse como unidades de motor y flechas con velocidades variables, y tambi%n su acoplamiento directo a motores o a cualquier husillo del tamaño velocidad, adecuados para las mismas. l extremo activo de la flecha flexible es donde se encuentra el mango en las unidades grandes, hay varios tipos diferentes disponibles de mangos el mango recto de tipo de husillo, se suministra usualmente con la flecha grande. "as bridas para esta pieza permiten montar accesorios que posean un agujero central y puedan ser sostenidos entre las bridas.
Fabricación de ejes flexibles
Eotoflex fabrica unidades flexibles para sus equipos de amolado con ejes en diferentes diámetros y a diferentes longitudes. "os ejes flexibles se fabrican seg/n el trabajo que van a realizar requiera de fuerza por parte del operario o de control de la herramienta5 otro criterio es si se necesita trasmitir alta o baja velocidad, alta o baja carga.
REFERENCIA
DIAM
LONGITUD
RPM
POT
(mm)
(m)
MAX
(hp)
&>
>
&(.(((
>.3 F ?.(
APLICACIONES
6ortaherramientas de trabajo pesado, pulido angular, brillo espejo *fundiciones, acero inoxidable, mármol, prefabricados+
DIN30
&-
>
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'
>#?
&-.(((
&(
>F?F3
&>.(((
>.3 F 6ortaherramientas de trabajo extra#pesado *máxima ?.(
&.( F >.(
resistencia torsional+
6ulido y esmerilado ligero discos 3#&0>2, ruedas ?2.
&.( F Gso general reencauche, pulido en general discos hasta = 2, >.(
ruedas 12
G28 &>
>F?
&(.(((
>.( F >.3
>.( F &-
>
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>.3 F ?.(
G22
1
>
&1.(((
=
>
&-.(((
(.= F &.(
(.= F &.(
6ortaherramientas de trabajo pesado, pulido angular, brillo espejo *fundiciones, acero inoxidable, mármol, prefabricados
6ortaherramientas de trabajo extra#pesado *máxima resistencia torsional+
Hrabajos de pulido en moldes que requieren precisi!n.
Hrabajos de pulido en moldes que requieren precisi!n.
'
>
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1
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&1.(((
3
&,- F >
&'.(((
(.=-
Hrabajo fuerte en matricera, reparaci!n de llantas, brillo de
F &.( moldes pequeños y medianos.
(.= F &.(
Hrabajos de pulido en moldes que requieren precisi!n.
G16 (.= F &.(
9áxima precisi!n con mayor control y menor peso.
Bee!"#"$% &e' ee !'e"*'e "os ejes flexibles son recomendados para trasmitir movimiento rotacional en mecanismos porque7
E'"m"+ p,$*'em+% &e +'"e+#"-7 los ejes flexibles no tienen necesidad de las tolerancias precisas y ajustadas que los ejes r$gidos requieren.
Pe,m".e /,+ '"*e,.+& &e &"%e$ otorga menores limitaciones en posicionamiento del motor y los mecanismos componentes.
T"ee +'.+ e!"#"e#"+ "os ejes flexibles tienen '- # - de eficiencia. 6iñones, juntas, bandas y poleas tienen mucho menor desarrollo debido a las grandes p%rdidas por fricci!n.
Pe,m".e /,+ $!!%e.7 los acoples flexibles permiten solo -I de desviaci!n, juntas bandas y poleas hasta ?(I pero con un 3(#-( de p%rdida en eficiencia. "os ejes flexibles permiten hasta &'(I de desviaci!n mientras mantienen su alta eficiencia.
S$ &e pe%$ '"/e,$ p$.e.e los ejes flexibles tienen una ventaja de ? a & sobre otras soluciones mientras transmiten grandes cargas de potencia.
B+$ #$%.$ &e "%.+'+#"- los ejes flexibles se instalan en minutos sin herramientas especiales ni gran destreza. jes r$gidos, piñones, poleas y juntas universales requieren alineamiento preciso y mecanismos especializados para su instalaci!n.
Re&#e p+,.e% #$%.$%+%7 Eodamientos y carcasas de ejes r$gidos y piñones requieren operaciones precisas de mecanizado. "os ejes flexibles eliminan la necesidad de muchas tolerancias y sus costos excesivos.
S$ &e !4#"' "%.+'+#"-7 no necesitan herramientas especiales de instalaci!n. Pe&e %e, &"%e+&$% + '$% ,e5e,"m"e.$% &e p,$e#.$7 otros diferentes mecanismos con movimiento de rotaci!n que requieren diseño debido a su rigidez, configuraciones definidas y gran masa. "os ejes flexibles permiten mayor libertad de diseño ya que los ingenieros tienen solo una pieza para trabajar, eliminando la coordinaci!n compleja de m/ltiples piezas.
N$ e% +!e#.+&$ p$, "*,+#"$e%7 las vibraciones no afectan el funcionamiento de los ejes flexibles.
7ERSATILIDAD DE LOS EES FLEXIBLES "os ejes flexibles son a menudo la opci!n preferida para la transmisi!n de movimiento rotacional sobre cajas de engranajes, juntas universales, y correas# poleas en productos industriales y m%dicos as$ como en art$culos personalizados al cliente.
EES FLEXIBLES 7%9 CAAS DE PI:ONES "os ejes flexibles son preferidos sobre las cajas de piñones porque7 •
•
•
•
;cupan menor espacio
•
•
Eequieren tolerancias menores
•
@o requieren acoples costosos que las cajas de piñones generalmente necesitan.
EES FLEXIBES 7%9 UNTAS UNI7ERSALES "os ejes flexibles son preferidos sobre las juntas universales porque •
•
Hienen pocos componentes.
•
•
@o requieren tolerancias precisas de montaje como las juntas universales.
•
Hienen velocidad angular constante
•
Eequieren m$nimo mantenimiento
•
Jacen muy poco ruido. Además, las juntas universales pueden tener desviaciones solamente hasta &-# >(I despu%s del cual el cambio en la velocidad angular puede ser no deseable. "os ejes flexibles van hasta (I sin un cambio perceptible en su funcionamiento. n las juntas universales, más componentes son necesarios para desviaciones mayores a >(I, agregando costo y espacio requerido.
Kiograf$as :iseño y elemento de máquinas cuarta edici!n *Eobert l. 9ott, p.e+ http700LLL.sMf.com0es0products0coupling#systems0flexible#shaft# couplings0index.html
http700LLL.rotoflex#ltda.com0rotoflex#ejes.html http700LLL.mimecanicapopular.com0vi.phpN tO&>PaO--PnOimg((10herramientasQflechaQflexibleQjunioQ&3#(&g.jpg