Ejes y árboles mecánicos: diferencias, extremos, anillos y manguitos cónicos

Diferencias Fundamentales: Ejes vs. Árboles

La misión principal de los árboles es la transmisión de movimiento (mediante chavetas, ranuras estriadas o algún sistema que arrastre al elemento que soportan), estando sometidos a esfuerzos combinados de flexión y torsión.

Los ejes, en cambio, son elementos de sustentación de piezas giratorias. Están sometidos principalmente a esfuerzos de flexión debido al peso de los elementos montados sobre ellos, pero no soportan esfuerzos torsores significativos (solo sirven de apoyo).

Tipos de Extremos en Ejes y Árboles

Extremos Cilíndricos

No se deben dejar aristas vivas en los extremos cilíndricos para no interferir en el correcto montaje de los componentes.

Extremos Cónicos

Este tipo de extremo es fiable, ya que permite variar la posición axial del cubo sobre el eje, aumentando o disminuyendo la presión del ajuste. Lo encontramos frecuentemente en la unión de ejes con volantes, poleas, acoplamientos, etc.

Suelen poseer una rosca interior o exterior en el extremo del eje para aplicar la fuerza necesaria en el calado (montaje a presión) de la pieza. Se debe tener precaución durante su desmontaje, ya que a menudo requiere la aplicación de una fuerza puntual y potencialmente violenta.

Tipos Especiales de Árboles

Árboles Nervados (o Acanalados)

Se emplean cuando, además de transmitir movimiento, se necesita que los elementos montados en el árbol puedan desplazarse axialmente sobre él. También se utilizan cuando el par a transmitir es muy elevado. Incluso se aconsejan en aplicaciones con cambios bruscos de rotación, vibraciones o golpes.

Árbol Estriado

Es una variante común en el mercado. Se suele emplear como acoplamiento fijo, es decir, como mecanismo de transmisión de movimiento sin permitir desplazamientos axiales relativos entre el eje y el elemento montado en él.

Posicionamiento y Fijación de Elementos Montados

Existen diversos métodos para posicionar y fijar elementos (como rodamientos, engranajes, poleas) en ejes y árboles:

1. Mediante un ajuste de apriete (interferencia) entre el eje y el elemento.
2. Mediante anillos de seguridad (circlips) y arandelas de retención.
3. Mediante anillos o collarines de retención (fijados con tornillos prisioneros).
4. Mediante manguitos o casquillos cónicos de fijación.

Anillos de Seguridad y Arandelas

Tipos de Anillos

Existen anillos de seguridad diseñados específicamente para ejes (exteriores) y para agujeros (interiores).

Montaje de Anillos para Ejes

Se sitúan en ranuras mecanizadas a tal efecto en el eje. Se introducen generalmente por un extremo del eje utilizando alicates específicos (de puntas acodadas y redondeadas para abrir o cerrar el anillo).

Los anillos son capaces de absorber cargas axiales cuando estas no son muy elevadas.

Montaje de Arandelas de Retención

A diferencia de los anillos, algunas arandelas no se introducen por los extremos del eje, sino que se posicionan directamente en su alojamiento y se ejerce presión sobre ellas (por ejemplo, con un destornillador sobre la arandela para encajarla en la ranura y girarla si es necesario para bloquearla).

Manguitos y Casquillos Cónicos

Manguitos Cónicos

Los manguitos cónicos (como los Taper Lock) consiguen bloquear un cuerpo (polea, engranaje) sobre un eje sin necesidad de chaveta, utilizando la presión generada por la conicidad.

Casquillos Cónicos

Los casquillos se montan sobre los ejes, a los que se unen mediante su propia conicidad interna y, a menudo, una chaveta. Por su parte exterior cónica, permiten la fijación de poleas, ruedas de engranaje u otros elementos con alojamiento cónico compatible.

Estos sistemas van provistos frecuentemente de tornillos que roscan parcialmente en el casquillo y en el elemento que sustentan, formalizando así la unión para que todo gire solidariamente. Este principio de fijación por conicidad es similar al empleado en algunos tipos de rodamientos de asiento cónico.