Arbres, eixos i acoblaments en transmissió mecànica

Arbre

Peça generalment cilíndrica capaç de transmetre un moviment circular, i també un moment o parell motor. Transmet un moment torsor o parell motor, i suporta esforços de torsió, i també de flexió i cisallament a causa del pes de les politges.

Eix

Peça generalment cilíndrica sobre la qual giren altres peces d’un conjunt mecànic. No transmet moment, només serveix de suport.

Acoblaments

• Acoblament Rígid

  En aquest cas, els arbres o eixos s'uneixen amb peces metàl·liques rígides que es fixen mitjançant cargols amb un sistema de brides o mitjançant cadenes evolvents. En aquest tipus d’acoblament, els eixos o arbres han d'estar molt ben alineats, ja que si no ho estan es poden produir trencaments.

• Acoblament Flexible

  L'acoblament es duu a terme mitjançant una junta elàstica de goma o cautxú, que permet una certa tolerància en l’alineació dels eixos, al mateix temps que pot absorbir vibracions.

• Acoblament Mòbil

  Aquest tipus d'acoblament s'utilitza quan la separació entre els arbres o eixos ha de ser variable. Per aquest motiu, normalment, els arbres solen ser estriats i entre aquests s'acobla un maneguet també estriat al seu interior, que permet el desplaçament lateral de l'arbre i la transmissió del moment torsor o parell motor.

Cardan o Junta Universal de Hooke

Quan cal transmetre un moment torsor motor entre dos elements rotatoris, els eixos dels quals no estan alineats i es tallen, s'utilitza molt sovint la junta universal de Hooke o de Cardan. Aquesta unió es realitza mitjançant un element anomenat creuera, sobre la qual s'acoblen les forquilles que van al final dels dos arbres.

Aquesta junta és molt utilitzada per transmetre moviment als automòbils i camions entre la caixa del canvi i les rodes mitjançant el diferencial, i també en les direccions.

Limitadors de Parell

Efectuen una transmissió directa d’un arbre a un altre, però limiten el moment torsor o parell de transmissió. Hi ha dos tipus principals:

• Disc de Fricció

  El disc de fricció s’acobla entre l’arbre i la politja, roda dentada, etc., que transmet el moment, de manera que a través d’una rosca es pot ajustar la pressió entre el disc, l’arbre i la roda. A partir d’un determinat moment torsor, pot patinar.

• Passador Cisallable

  Es col·loca entre l’arbre i la roda de manera que el passador està calibrat per suportar un determinat esforç de cisallament, a partir del qual es talla i desconnecta la transmissió.

Mecanisme Biela-Manovella

Aquest mecanisme transforma el moviment circular en moviment rectilini i a l'inrevés, de manera il·limitada, tenint en compte que el moviment rectilini és alternatiu.

Components i Funcionament

La manovella, anomenada també cigonyal, porta acoblat un extrem d'una peça, la biela; l’altre extrem d'aquesta es fixa a una altra peça, el pistó o èmbol, que llisca dins d'una guia o un cilindre. En girar el cigonyal a través de la biela, el pistó o èmbol es mou alternativament endavant i endarrere. També, movent alternativament endavant i endarrere el pistó, s'aconsegueix fer girar el cigonyal.

Punts Característics del Pistó

El pistó té un moviment rectilini alternatiu. Es defineixen els següents punts:

Punt Mort Superior (PMS)

Posició més allunyada del centre de gir del cigonyal. En aquest moment, inverteix el moviment i comença a recular.

Punt Mort Inferior (PMI)

Posició més propera del centre de gir del cigonyal. Llavors, deixa de recular i comença a avançar.

Cursa

La distància que hi ha entre el PMS i el PMI.

Mecanisme de Biela Infinita

Aquest mecanisme també transforma el moviment circular en rectilini o a l'inrevés. L'única diferència amb el de biela-manovella és que la funció de la biela la fa un mòbil que es desplaça dins de la baula de la qual obtenim els efectes.

La seva aplicació no és tan popular com la dels mecanismes anteriors, però es pot trobar, per exemple, en màquines de vapor antigues.

Avantatges

En comparació amb el mecanisme biela-manovella, presenta els següents avantatges:

• A l’hora de fer acceleracions petites, dona un moviment una mica més suau.
• Té un nombre menor de peces mòbils.