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Eje Cardánico Simple
Los ejes cardánicos simples constan de dos yokes y una junta universal. Los yokes están fijados a los extremos del eje, mientras que la junta universal conecta los yokes en el medio. Los ejes cardánicos simples se utilizan en aplicaciones donde el ángulo de desalineación del eje es pequeño y fácil de compensar.
Eje Cardánico Dual
Los ejes cardánicos duales tienen tres yokes y dos juntas universales. Los yokes están dispuestos con un yoke en cada extremo del eje y un yoke central en el medio. Las juntas universales se encuentran entre los yokes. Los ejes cardánicos duales se utilizan en aplicaciones donde el ángulo de desalineación es mayor. Las dos juntas universales trabajan juntas para acomodar ángulos de desalineación más grandes.
Eje Cardánico de Alta Potencia
Los ejes cardánicos de alta potencia se utilizan en aplicaciones con alta potencia rotacional, como en camiones pesados y maquinaria industrial. Los ejes cardánicos de alta potencia son de mayor diámetro y utilizan materiales más robustos para manejar la transmisión de par más alta.
Eje Cardánico Ligero
Los ejes cardánicos ligeros se utilizan en aplicaciones que requieren rotación de alta velocidad, como en autos de carreras y aeronaves. Los ejes cardánicos son más pequeños en diámetro y están fabricados con materiales ligeros como aluminio o fibra de carbono. La construcción ligera reduce la inercia rotacional del eje, permitiendo una aceleración más rápida a altas velocidades.
Eje Cardánico Personalizado
Los ejes cardánicos personalizados pueden ser diseñados y fabricados para satisfacer requisitos específicos de una aplicación. Los ejes personalizados pueden estar disponibles en varios tamaños, formas y materiales y pueden tener diferentes configuraciones de yoke y junta.
Cada componente del eje cardánico juega un papel crítico en su funcionamiento. Aquí están las especificaciones para cada componente:
Juntas Universales
Los ejes cardánicos tienen juntas universales que conectan dos ejes en un ángulo. La junta permite que el ángulo entre los dos ejes varíe mientras aún transmite el par. La especificación de la junta universal incluye:
- Tamaño: El tamaño de la junta universal debe coincidir con el diámetro del eje cardánico y la capacidad de par del motor. Los tamaños comunes varían de 1.5 pulgadas a 4 pulgadas de diámetro.
- Ángulo de Operación: El ángulo de operación es el ángulo máximo en el que la junta universal puede operar sin dañarse. Este ángulo suele estar entre 20 grados y 30 grados.
- Capacidad de Par: La capacidad de par es la cantidad máxima de par que la junta universal puede transmitir. Se mide en pies-libras (ft-lbs) o pulgadas-libras (in-lbs) y debe seleccionarse en función de la clasificación de par del motor.
Juntas Deslizantes
La junta deslizante permite que el eje cardánico se expanda y contraiga. La junta deslizante está compuesta por dos ejes que se deslizan uno dentro del otro. Uno de los ejes tiene un extremo estriado que encaja en las ranuras correspondientes en el otro eje.
Ejes
El eje cardánico está hecho de acero o aluminio de alta resistencia. El acero de alta resistencia es duradero y ofrece una buena resistencia a la fatiga. El aluminio es ligero y ayuda a mejorar la aceleración y la eficiencia del combustible. El eje cardánico debe seleccionarse según la aplicación. Por ejemplo, un eje con un diámetro mayor debe utilizarse para aplicaciones de alto par.
Colectores
Los rodamientos soportan el eje cardánico y reducen la fricción a medida que gira. Los rodamientos deben seleccionarse en función del tamaño del eje cardánico y la capacidad de carga. Los rodamientos deben ser lubricados regularmente para prevenir el desgaste. Hay dos tipos de rodamientos utilizados en un eje cardánico: rodamientos de rodillos y rodamientos de bolas. Los rodamientos de rodillos tienen rodillos cilíndricos que reducen la fricción. Pueden soportar cargas pesadas pero son más difíciles de mantener. Los rodamientos de bolas tienen pequeñas bolas de acero que reducen la fricción. Los rodamientos de bolas son fáciles de mantener, pero no pueden soportar cargas pesadas.
Bridas
Las bridas se utilizan para conectar el eje cardánico a la transmisión y al diferencial. Las bridas deben seleccionarse según el tamaño del eje cardánico y los puntos de conexión de la transmisión y el diferencial.
El mantenimiento del eje cardánico es esencial para garantizar su durabilidad y fiabilidad. Aquí hay algunos consejos de mantenimiento:
Inspección Regular
Inspeccione el eje cardánico regularmente en busca de signos de desgaste, daño o corrosión. Verifique las juntas universales, las juntas deslizantes y los rodamientos en busca de desgaste o daño. Busque grietas o óxido en el eje y las bridas.
Lubricación
Los ejes cardánicos utilizan rodamientos y juntas deslizantes, que requieren lubricación para reducir la fricción. Utilice la grasa o el aceite recomendados para lubricar los rodamientos y las juntas deslizantes. Los intervalos de lubricación deben basarse en las recomendaciones del fabricante.
Alineación Adecuada
El eje cardánico debe estar correctamente alineado con la transmisión y el diferencial. Una alineación incorrecta puede causar vibraciones, desgaste y daño al eje. Utilice una herramienta de alineación para asegurarse de que el eje esté debidamente alineado.
Gestión de Carga
El eje cardánico tiene una capacidad de carga máxima. Asegúrese de que la carga en el eje no supere su capacidad de carga. Sobrecargar el eje puede causar desgaste, daño y fallas prematuras.
Reemplazo de Piezas Desgastadas o Dañadas
Reemplace cualquier parte desgastada o dañada del eje cardánico. Utilice solo piezas recomendadas para las sustituciones. No utilice reparaciones improvisadas, ya que pueden causar daño y fallas al eje.
Elegir los ejes cardánicos adecuados para una aplicación puede ser una tarea desalentadora. Aquí hay algunos factores a considerar al seleccionar un eje cardánico adecuado para un proyecto:
Transmisión de Par
Considere el par transmitido por el eje. El par debe tener un valor mayor que el par operativo esperado para evitar deformaciones. Al mismo tiempo, el par no debe ser tan alto que obstaculice la capacidad del eje para iniciar la rotación. Esto es especialmente importante en aplicaciones que implican arrancar desde reposo.
Tamaño y Peso
En aplicaciones como UAVs (drones), donde el peso de los componentes es crítico, elegir un eje cardánico ligero es crucial. Al mismo tiempo, el eje debe ser adecuado para su propósito, y el tamaño y el peso no deben ser los únicos factores determinantes al tomar una decisión.
Material
Los ejes cardánicos suelen estar hechos de diferentes materiales. Cada material tiene sus ventajas y desventajas. Por ejemplo, un eje hecho de acero inoxidable es altamente resistente a la corrosión y, por lo tanto, adecuado para aplicaciones que involucran exposición a entornos corrosivos. Por otro lado, los ejes hechos de aluminio son ligeros y adecuados para aplicaciones donde el peso del eje es crítico.
Rodamientos
La elección de los rodamientos también es crucial al seleccionar un eje cardánico adecuado. Los rodamientos deben ser compatibles con el diámetro del eje y ofrecer el soporte y la durabilidad requeridos. También se debe considerar el tipo de rodamientos, ya que el mercado tiene diferentes tipos, cada uno adecuado para un propósito específico.
Desalineación
Considere el nivel de desalineación que se puede tolerar en la aplicación. Las juntas universales pueden acomodar algo de desalineación, pero tienen sus límites. Si la desalineación es demasiado alta, puede causar desgaste prematuro o fallas en las juntas.
Velocidad
Al seleccionar un eje cardánico para una aplicación específica, considere la velocidad operativa máxima. El eje debe estar diseñado para los requisitos de velocidad de la aplicación. Si el eje se utiliza en una aplicación que implica rotación a alta velocidad, debe estar adecuadamente balanceado para evitar vibraciones y daños.
El reemplazo del eje cardánico es un proceso sencillo que se puede realizar con conocimientos mecánicos básicos. Aquí hay una guía sobre cómo reemplazar un eje cardánico:
Herramientas Necesarias:
Pasos:
Q1: ¿Para qué se utiliza un eje cardánico?
A1: El eje cardánico, o eje universal, se utiliza para transmitir par y movimiento rotacional entre ejes alineados no paralelos en diversas aplicaciones de maquinaria, como en los sistemas de transmisión de automóviles, herramientas de maquinaria y equipos industriales.
Q2: ¿Dónde se aplica el eje Cardan?
A2: Los ejes cardánicos se utilizan principalmente en sistemas mecánicos donde se requiere la transmisión de energía entre ejes que no están directamente alineados. Esto incluye aplicaciones como sistemas de transmisión automotriz (transmitiendo energía del motor a las ruedas), maquinaria industrial (como sistemas de transporte) y aeroespacial (en sistemas de propulsión).
Q3: ¿Qué materiales se utilizan en el eje Cardan?
A3: Los ejes cardánicos suelen estar hechos de aleaciones de acero de alta resistencia (como 4140 o 4340) para durabilidad y resistencia. En aplicaciones más ligeras, como en algunas aplicaciones aeroespaciales o de alta velocidad, se pueden utilizar materiales de aluminio o compuestos para ahorrar peso.
Q4: ¿Cuál es el requisito de mantenimiento para el eje cardánico?
A4: Es esencial la lubricación regular de las juntas universales y el rodamiento central (si aplica). Es necesario verificar el desgaste, el juego o los daños en las juntas, los yokes y los ejes. Asegúrese de que haya una alineación y un equilibrio adecuado durante la instalación. Mantenga el eje y las áreas circundantes limpias de desechos y suciedad.