Tecnología de Árboles y Semiárboles: Tipos de Juntas y Montajes

ÁRBOLES DE TRANSMISIÓN Y SEMIÁRBOLES

1. Árboles de Transmisión

Los árboles de transmisión son los componentes encargados de transmitir el par motor desde la caja de cambios hasta la caja de transferencia o el diferencial repartidor. Se utilizan en vehículos que requieren transmitir el par de giro de la parte delantera a la trasera o viceversa. En vehículos con motor delantero y tracción delantera, no son necesarios, ya que la transmisión se realiza directamente mediante semiárboles.

En vehículos 4x4, se emplean generalmente dos árboles de transmisión: uno corto para el eje delantero y otro largo para el eje trasero. La unión entre estos elementos no es rígida y se realiza por medio de crucetas (juntas universales) que permiten el movimiento de vaivén del grupo y absorben los diferentes grados de inclinación de los puentes durante los recorridos de la suspensión.

Constitución y Diseño

• Están fabricados en acero de alta calidad, presentando un diámetro mayor en el centro.
• Deben estar perfectamente equilibrados.
• Son elementos robustos sometidos a esfuerzos de torsión y fatiga, diseñados para tener el menor peso posible.
• El diseño más sencillo consta de dos juntas tipo Cardan y el cuerpo del árbol extensible para absorber los desplazamientos (ascenso y descenso) del puente trasero.
• Poseen una velocidad crítica de vibración que no debe alcanzarse durante el funcionamiento. Esta velocidad depende de la distancia entre articulaciones y de la rigidez del tubo utilizado.

Juntas Cardan (Juntas Universales)

Son empleadas en árboles de dirección y transmisión, generalmente montadas en parejas. Pueden transmitir el par generado por el motor, permitiendo un desplazamiento angular de hasta 25º. Su principal inconveniente es la variación de la velocidad angular: a medida que el ángulo de trabajo aumenta, la velocidad también varía.

Cuando se montan dos juntas, la variación de velocidad que produce una es compensada por la otra, manteniendo así una velocidad constante a la salida. Están formadas por horquillas unidas entre sí por una cruceta y montadas en un vaso sobre rodamientos de agujas.

2. Semiárboles de Transmisión

Los semiárboles son los encargados de transmitir el par desde los planetarios del diferencial hasta las ruedas. Su diseño se realiza teniendo en cuenta el tipo de propulsión y el sistema de suspensión empleado.

Semiárboles para Suspensión Independiente

Cuando se utiliza suspensión independiente, es imprescindible el uso de juntas homocinéticas para garantizar que la velocidad de giro transmitida a la rueda sea constante, independientemente del ángulo de trabajo.

Tipos de Juntas Homocinéticas

• Junta Homocinética de Bolas (Tipo Rzeppa): Lleva seis bolas sujetas por medio de una jaula que se desplaza sobre seis gargantas tóricas que forman la otra media mitad de la junta. Permite el deslizamiento longitudinal, característica que no posee la junta Cardan.
• Homocinética Deslizante (Tipo Trípode): Permite compensar el movimiento axial que se produce por la variación de longitud del árbol cuando la rueda pisa un bache, así como el movimiento de ascenso y descenso en cualquier posición de la transmisión. Está formada por un trípode que acopla tres rodillos con rodamientos de agujas, los cuales se acoplan a su vez en las tres ranuras cilíndricas que dispone el alojamiento de la transmisión.
• Homocinética Doble Cardan: Emplea dos juntas Cardan unidas por una pieza de doble horquilla. El giro alterno que produce una es compensado por la otra. No permite el deslizamiento, por lo que no se puede montar en solitario cuando el eje de tracción tiene suspensión independiente.

Semiárboles para Eje Rígido (Palieres)

Utilizados comúnmente en vehículos 4x4, camiones y vehículos industriales. Están fabricados en acero forjado y estampado en caliente, con dureza obtenida por temple y cementación. Es un semiárbol de una sola pieza, sin juntas homocinéticas, que se monta sobre el eje rígido. Por un extremo, engrana con un estriado en los planetarios del diferencial y, por el otro, se conecta a la rueda, requiriendo dos rodamientos de apoyo.

3. Sistemas de Montaje de Palieres

Sistema Semiflotante

Este sistema se emplea en vehículos ligeros. Por un extremo, el palier apoya en el planetario y en su rodamiento, y por el otro, en la trompeta con rodamiento de bolas. En este montaje, el peso del vehículo recae directamente sobre el palier, el cual soporta esfuerzos de flexión y torsión.

Sistemas Flotante y Tres Cuartos (¾) Flotante

Ambos sistemas son muy similares y se diferencian en el número de rodamientos montados en la mangueta del puente: uno para el sistema de tres cuartos flotante y dos para el sistema flotante completo.

En estos sistemas, el peso del vehículo no recae sobre el palier, por lo que este no soporta esfuerzos de flexión. Son empleados habitualmente en camiones y vehículos industriales, donde la carga es elevada.