Tipos de Embragues en Vehículos y Maquinaria: Funcionamiento y Aplicaciones

Embrague Vehicular

El embrague vehicular es un sistema de acoplamiento que permite unir el movimiento generado por el motor de combustión con la caja de velocidades o transmisión, a través de un volante.

Embrague a Disco: Principio de Funcionamiento

El embrague a disco sirve para reducir y amortiguar las vibraciones con un movimiento cíclico. Este tipo de embrague es un acoplamiento temporal. Su elemento fundamental es un disco diseñado específicamente para esta función. Perimetralmente, en ambas caras, presenta material de fricción. Concéntricamente, el tubo puede deslizarse axialmente sobre el árbol primario, lo que significa que el disco y el árbol primario giran en conjunto.

Además, se compone de una placa circular presionada por resortes que, en conjunto, están contenidos en una carcasa. Esta parte está vinculada con tornillos al volante motor. El accionamiento se produce de la siguiente manera: la placa ejerce presión sobre una parte del disco, y el disco, en la otra parte, ejerce presión en el volante. De esta manera, por fricción, se produce el acoplamiento. Si se libera la presión de la placa mediante un mecanismo de palancas, se produce el desacoplamiento o embrague.

En un disco grande, la relación entre la fuerza (F) y el torque (T) es C = F.T. Conviene aumentar el radio para disminuir la fuerza, logrando que los elementos sean más livianos.

Embrague Centrífugo

El embrague centrífugo es un acoplamiento temporal automático. Se compone de zapatos o patines con material de fricción dispuestos radialmente, con desplazamiento y en conjunto con el árbol motor. También incluye una campana cilíndrica solidaria al sistema de transmisión del movimiento.

Funcionamiento: El conjunto anterior trabaja dentro de la campana cilíndrica. Al ir aumentando el número de vueltas, por acción de la fuerza centrípeta, los patines son desplazados radialmente, tomando contacto por fricción dentro de la campana cilíndrica y transmitiendo gradualmente el movimiento. Al modular la tensión de los resortes, se puede programar a qué número de vueltas se produce el acoplamiento.

Aplicaciones: Se aplica en sistemas mecánicos como cintas transportadoras, ventiladores industriales, desplazamiento de grúas, motovehículos, motosierras y motoguadañas.

Embrague Magnético

El embrague magnético se puede observar en el climatizador del automóvil, activándose con un pulsador o tecla. Consiste en un electroimán solidario al árbol de un motor, con una alimentación de 12V a 24V. En una de sus caras presenta material paramagnético, mientras que en la parte conducida se enfrenta con un material ferromagnético.

Aplicaciones: Sistemas de aire acondicionado, motrices y máquinas copiadoras.

Nota: No permite un acoplamiento gradual, ya que es un acoplamiento brusco. Por lo tanto, la cupla debe ser baja.

Embrague Neumático

El embrague neumático consta de una campana cilíndrica de acero hueca en su interior, solidaria al árbol motor. Dentro de esta, se dispone una cavidad neumática de caucho y tela que tiene distribuidas perimetralmente placas de material de fricción. Esta cavidad se alimenta de aire mediante un dispositivo diseñado para este sistema. Por otro lado, el árbol conducido está solidario a un cilindro de paredes lisas, cuyo diámetro es levemente inferior al interior de la cavidad (aproximadamente 5 mm menor).

Funcionamiento: Al ingresar el aire, la cavidad se expande y el material de fricción roza el cilindro conducido, produciendo la transmisión del movimiento. Para el desacople, otro sistema de válvulas produce el vacío, contrayendo la cavidad y liberando la presión en el cilindro conducido.

Características: P+C+n-.

Acoplamiento Especial: Junta Homocinética

La junta homocinética es uno de los acoplamientos especiales más utilizados en los vehículos. Tiene la particularidad de poder adoptar entre la entrada y la salida del movimiento un ángulo de inclinación importante (más de 45º) y variable en el tiempo, aunque debe ser por un tiempo muy corto, como cuando el automóvil cambia de dirección en una maniobra determinada. Se debe evitar transmitir el movimiento bruscamente en la posición desfavorable (mayor inclinación), ya que esto puede llevar a la rotura prematura del acoplamiento debido a las tensiones de contacto.

Descripción: La junta homocinética presenta una pieza o envoltura con cavidades curvas en su interior. Otra pieza trabaja en el interior con cavidades curvas coincidentes. El vínculo entre ambas partes se produce con esferas o bolillas de acero de alta dureza.

P+C+n+.

Materiales en Ingeniería

Bronce

El bronce es una aleación de hierro que actúa como material de sacrificio. Si no hay grafito, debe ser lubricado.

Metal Babbit

El metal Babbit es una aleación de estaño, cobre y antimonio. Es un material antifricción y trabaja con una película de aceite (elastohidrodinámica).

Plásticos

Se denomina plástico a cualquier material que a altas temperaturas se encuentra en estado plástico. Los más comunes son:

• Poliestireno: Apto para contacto con alimentos.
• Resina Aceitálica (Delrin)
• Nylon: Contiene fibra de vidrio que lo hace más resistente.
• Grilon

Termoplásticos

• Teflón: Contiene flúor, especial para variaciones de tiempo.
• PVC: Ignífugo.
• Poliestireno expandido (Tergopol): Aislante térmico.
• Poliuretano: Catalizador químico que atrasa o adelanta la reacción química.

Otros Componentes Mecánicos

Electrodos

Los electrodos son metales de determinada aleación, recubiertos de un material que los protege de la oxidación.

Cadena de Placas

Incluso siendo nueva, la cadena de placas siempre hace ruido debido a la velocidad, produciéndose un choque.

Resorte

El resorte es un elemento de máquinas.

Reductores Paralelos

En los reductores paralelos, la reducción depende del número de dientes (Z). Se reduce por fases. C+P+n-. Son para potencias importantes, bajo número de vueltas y alta cupla.

Engranaje Chevron

Los engranajes Chevron se lubrican con aceite. Son dos engranajes helicoidales que reducen las tensiones axiales.

Reductor Sinfín o Tornillo y Rueda Helicoidal

P+C+n-. Bajo rendimiento por rozamiento.

Variador Mecánico de Velocidad

El variador mecánico de velocidad consiste en una polea que puede variar la apertura del alojamiento de la correa. Por ejemplo, puede ser la polea móvil y la polea fija la conducida. Cuando se inicia el movimiento, la correa se aloja en la polea con el mínimo diámetro. Al ir aumentando la velocidad, la polea móvil se cierra gradualmente, aumentando la velocidad tangencial de la correa y, de esta manera, variando la velocidad de trabajo.