Acoplamentos de mandíbula elastoméricos: projeto, seleção e manutenção explicados

Os acoplamentos de mandíbula elastoméricos conectam motores e equipamentos acionados há mais de um século, e o princípio básico ainda faz todo o sentido hoje. Dois cubos, cada um com formato de mandíbulas curvas, engatam uma aranha flexível feita de borracha projetada ou poliuretano. A aranha amortece os picos de torque e permite que os eixos lidem com pequenas quantidades de desalinhamento sem danificar os rolamentos. Tendo passado anos fabricando uma ampla variedade de acoplamentos flexíveis, vimos como um acoplamento de mandíbula elastomérico bem escolhido pode simplificar a manutenção, reduzir o estoque de peças sobressalentes e melhorar o tempo de atividade geral da máquina.

Como funciona um acoplamento de mandíbula elastomérico?

A aranha elastomérica é o verdadeiro elemento de trabalho de um acoplamento de mandíbula. À medida que o torque é aplicado, metade das pernas da aranha é comprimida entre as mandíbulas motrizes e acionadas. Essa compressão faz três coisas importantes: transfere torque de um eixo para outro, absorve vibrações torcionais e cargas de choque e permite ligeiro desalinhamento paralelo e angular entre os eixos conectados. Como a aranha é elástica, ela também evita o contato metal com metal entre as mandíbulas, o que de outra forma causaria desgaste e ruído.

Duas geometrias de mandíbula comuns são usadas em designs modernos. Em um projeto de mandíbula reta, as mandíbulas têm faces paralelas e as pernas da aranha são comprimidas de maneira relativamente uniforme. Em um design de mandíbula curva, as mandíbulas utilizam um perfil convexo que aumenta a área de contato sob carga, o que reduz a pressão superficial no elastômero e proporciona maior vida útil da aranha. As mandíbulas curvas são agora a escolha mais comum em acoplamentos de mandíbula elastoméricos industriais e são particularmente recomendadas para aplicações com partidas, paradas ou cargas reversíveis frequentes.

Tipos de acoplamentos de mandíbula elastoméricos e materiais de aranha

Quando os engenheiros falam sobre acoplamentos de mandíbula elastoméricos, eles geralmente se referem ao design tradicional de torção suave que fornece uma quantidade moderada de flexibilidade angular. Para aplicações de servo e posicionamento, também está disponível uma versão de precisão com folga zero. Nesse projeto, o elastômero é pré-carregado entre as mandíbulas para que a folga angular seja eliminada, enquanto o acoplamento ainda protege o acionamento contra cargas de impacto e vibrações.

O material e a dureza da aranha definem em grande parte o comportamento do acoplamento. Aranhas mais macias em torno de 55 Shore A proporcionam melhor amortecimento de vibrações e maior capacidade de desalinhamento. Compostos mais duros na faixa de 85 a 98 Shore A transmitem torque mais diretamente e são mais adequados para temperaturas mais altas e aplicações de serviço contínuo. Os materiais comuns incluem borracha nitrílica, poliuretano, elastômeros de poliéster e borracha EPDM. Cada um oferece um equilíbrio diferente de resiliência, faixa de temperatura, resistência ao óleo e durabilidade.

No nosso próprio programa de produção, produzimos um acoplamento elástico em forma de ameixa que funciona com o mesmo princípio da mandíbula e da aranha. Ele utiliza um elemento elastomérico de alta qualidade e está disponível com furos de parafuso de fixação, chavetados ou cônicos, o que o torna uma escolha prática para acionamentos industriais padrão.

Acoplamento elástico em formato de ameixa MC para acionamentos industriais Este acoplamento flexível de mandíbula e aranha oferece absorção de choque e resistência ao desgaste, com diversas opções de furos e uma ampla faixa de torque para máquinas padrão. Ver Produto →

Principais vantagens dos acoplamentos de mandíbula elastoméricos

Os acoplamentos de mandíbula elastoméricos conquistam seu lugar em inúmeras máquinas porque são simples, econômicos e confiáveis. Eles perdoam no serviço e não exigem a atenção que alguns outros acoplamentos flexíveis exigem. Os benefícios mais importantes incluem:

• Não é necessária lubrificação, o que reduz o tempo de manutenção e elimina o risco de vazamento de óleo na área circundante.
• A aranha elastomérica é fácil de inspecionar e rápida de substituir, muitas vezes sem perturbar os cubos.
• Seu comprimento axial compacto e peso leve permitem a instalação em espaços apertados.
• Proporcionam bom amortecimento de vibrações torcionais e cargas de choque, protegendo os equipamentos conectados.
• Eles são tolerantes a pequenos desalinhamentos paralelos e angulares, o que simplifica o trabalho rotineiro de alinhamento.
• Comparados aos acoplamentos flexíveis metálicos, eles são uma solução de baixo custo para muitos acionamentos de uso geral.

Como selecionar o acoplamento de mandíbula elastomérico correto

A seleção do acoplamento de mandíbula elastomérico correto é principalmente uma questão de combinar torque, velocidade, tamanho do eixo e ambiente operacional. Comece determinando o torque nominal do motor e depois aplique um fator de serviço baseado na máquina acionada e seu ciclo de trabalho. Máquinas com cargas de choque pesadas, como britadores, bombas de pistão ou acionamentos de transportadores, precisam de um acoplamento maior ou de uma aranha mais macia do que máquinas com cargas suaves e constantes.

O tamanho do furo deve corresponder a ambos os eixos e o acoplamento deve ser capaz de transmitir o torque nominal na velocidade esperada. Para aplicações de alta velocidade acima de alguns milhares de rpm, o acoplamento deve ser balanceado e a aranha deve ser adequada para a temperatura de operação contínua. A exposição química é outro fator importante; óleo, solventes e umidade podem enfraquecer muitos elastômeros, portanto a escolha do material deve sempre considerar o meio ambiente.

Para uma estrutura mais ampla para restringir suas opções, você pode ler nosso guia detalhado em como selecionar o acoplamento apropriado . E para aplicações que exigem um elemento de elastômero compacto e facilmente substituível, nosso acoplamento elástico tipo estrela oferece um perfil de desempenho semelhante com um inserto em formato de estrela e superfícies de contato progressivas. É uma escolha prática para bombas, ventiladores, pequenos transportadores e máquinas industriais leves.

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Dicas de instalação e manutenção

Uma boa instalação começa com uma simples verificação de alinhamento. Embora um acoplamento de mandíbula elastomérico possa aceitar pequenos deslocamentos, um melhor alinhamento inicial resulta em uma vida útil visivelmente mais longa e em forças mais baixas nos rolamentos e vedações. Deslize os cubos nos eixos, coloque a aranha no cubo de acionamento e, em seguida, engate o cubo acionado. Quando uma aranha precisa ser substituída, não é necessário desmontar toda a unidade; simplesmente mova o cubo localizado axialmente para trás, remova o elemento antigo e pressione um novo no lugar.

Para manter o acoplamento em boas condições, adicione estas verificações ao seu cronograma de manutenção regular:

• Inspecione a aranha quanto a rachaduras, desgaste ou conjunto de compressão em intervalos planejados, dependendo da severidade da tarefa.
• Observe as faces das mandíbulas em busca de marcas de martelamento ou deformação, pois elas indicam sobrecarga de choque ou torque reverso repetido.
• Verifique se as chavetas do eixo estão assentadas corretamente e se os cubos estão travados positivamente no lugar para evitar desgaste ou movimento axial não intencional.

Nossa experiência com acoplamentos de estilo elastomérico

A Zhongye Heavy Industry Technology fornece acoplamentos flexíveis para as indústrias metalúrgica, de mineração, de elevação, portuária, de papel e de água desde 2014. Juntamente com nosso catálogo padrão, projetamos regularmente acoplamentos não padronizados para arranjos de eixo incomuns, altas temperaturas e condições operacionais especiais. Nossas oficinas incluem um compartimento de máquinas pesadas e um compartimento de usinagem de precisão, e controlamos a qualidade em todas as etapas da fabricação, desde a inspeção da matéria-prima até a verificação dimensional final.

Se você estiver avaliando um acoplamento de mandíbula elastomérico para um sistema de acionamento específico ou se precisar de um acoplamento tipo aranha de tamanho personalizado com furo especial ou recursos de montagem, nossos engenheiros terão prazer em discutir os requisitos com você. Você também está convidado a saber mais sobre nossos fábrica e controle de qualidade experiência.

Os acoplamentos de mandíbula elastoméricos continuam sendo uma das soluções mais práticas para conectar máquinas rotativas na indústria em geral. Seu equilíbrio entre amortecimento de torque, tolerância ao desalinhamento e baixa manutenção é difícil de ser superado. Prestando atenção à seleção do material, ao alinhamento e às condições reais de operação, você poderá obter anos de serviço confiável. E se o catálogo padrão não atender às suas necessidades, lembre-se de que projetos de acoplamentos de mandíbula elastoméricos não padronizados estão dentro do nosso escopo.