Las uniones eje-cubo están presentes en nuestra vida diaria como parte de motores, engranajes, bombas y compresores. Estos montajes cilíndricos se utilizan para transferir el movimiento de torsión o la energía de un eje a un cubo. Además, también pueden transferir fuerzas axiales, fuerzas de tensión y movimientos de flexión. Las distintas uniones de árboles, pasadores y ejes con cubos en, por ejemplo, engranajes, brazos de palanca o cojinetes, se definen de forma general según su transmisión de la carga. Esto da como resultado los siguientes tipos de montajes.

Ejemplos de montajes cilíndricos tradicionales

Transmisión directa (P. ej.: pasadores, chaveteros, lengüetas)

Transmisión por fricción (P. ej.: montajes a presión, montajes por contracción)

Cierre de material (P. ej.: piezas con soldadura dura o blanda)

Objetivo

1. Conjuntos de transmisión directa
El conjunto de transmisión directa más común es el formado por el par chaveta/chavetero convencional y tornillos prisioneros, pasadores y ejes estriados.

tornillo prisionero

eje del pasador

par chaveta/chavetero convencional

eje estriado

En general, son todos relativamente fáciles de montar y desmontar. Los ejes estriados pueden transmitir grandes niveles de par de fuerza.

Limitaciones

• Tensiones elevadas provocadas por el efecto de entalladura
• Altos costes de mecanizado debido a pasos de fabricación adicionales
• Presentan una distribución desigual de la masa, y este desequilibrio puede dar lugar a vibraciones a altas velocidades y a desgaste por abrasión.

 

2. Conjuntos de transmisión por fricción
Entre los conjuntos de transmisión por fricción más conocidos figuran:

- Abrazaderas anulares - Montajes a presión - Montajes cónicos - Montajes por contracción

Estos montajes pueden ser muy económicos. No hay desequilibrio a altas velocidades y no se necesita fijación radial adicional.

Limitaciones

• Restricción según las propiedades del material, la rugosidad de la superficie y el diseño, ya que estos conjuntos dependen únicamente de la fricción para transmitir el par
• Altos costes de producción debidos a la necesidad de tener tolerancias muy ajustadas
• Los micro movimientos pueden causar corrosión por frotamiento
• El desmontaje es difícil o imposible debido al gripado entre las partes
• La alta concentración de tensiones en los componentes debidas a montajes a presión, más las cargas operativas, pueden provocar un fallo en la pieza

 

3. Montajes por cierre de material
Las conexiones mediante soldadura dura o blanda son montajes de alta resistencia con alta conductividad térmica y eléctrica.
 
Limitaciones

• Con la soldadura sólo se pueden unir dos piezas del mismo material
• El calor puede causar corrosión
• Las piezas pueden deformarse por las altas temperaturas del proceso
• El calor puede crear tensiones residuales que provoquen una degradación estructural en el área de la soldadura
• El desmontaje es imposible
• Costes adicionales derivados de la necesidad de equipo especializado (por ejemplo, equipos de soldadura por láser) y de la energía necesaria para realizar la operación
  

Soluciones Loctite

Los retenedores anaeróbicos Loctite son adhesivos monocomponentes. Aplicados en estado líquido, crean un contacto 100% entre las superficies metálicas coincidentes, evitando costosas piezas de recambio, mecanizados prolongados o el empleo de métodos mecánicos.
Los Retenedores Loctite rellenan el espacio interior entre las piezas y endurecen formando un montaje de precisión, fuerte.

Ventajas Mayor transmisión de la carga, con los diseños y geometrías existentes Igual rendimiento con menor interferencia / montajes más ligeros Ahorro de costes en el mecanizado, ya que se pueden obtener mayores tolerancias Reducen la necesidad de otros componentes de fijación Evitan la debilidad seccional provocada por el efecto de entalladura Sellan la unión y elimina la corrosión Evitan el micro movimiento y la corrosión por frotamiento resultante

Con frecuencia, los retenedores anaeróbicos Loctite se utilizan junto con montajes por deslizamiento, a presión o por contracción. Estos montajes con adhesivo ofrecen un rendimiento superior al de sus respectivos montajes sin él.

Todos los retenedores Loctite pueden aplicarse de forma manual, semiautomática o completamente automática. Nuestro departamento de servicio técnico le indicará cuál es el equipo Loctite necesario para su proceso de aplicación.

La correcta preparación de la superficie es el factor más importante para obtener un rendimiento óptimo de cualquier adhesivo. Las piezas deben estar limpias y libres de contaminación como grasas, aceites, fluidos de corte, recubrimientos protectores, etc. Lo ideal es utilizar disolventes especializados, como Loctite^® 7063.

 

1. Montaje por deslizamiento con adhesivo
Cuando las piezas se fabrican con holgura, el uso de retenedores anaeróbicos Loctite ofrece un método de montaje adicional. El adhesivo curado transmite toda la carga. El montaje por deslizamiento con adhesivo se utiliza normalmente cuando el movimiento de torsión y el nivel de carga axial son bajos.

Ventajas Permite tolerancias dimensionales o en la rugosidad de la superficie Reduce la necesidad de otros fijadores Facilita el proceso de montaje utilizando el efecto de lubricación del adhesivo anaeróbico Permite la alineación y el ajuste durante el montaje Sella la unión y elimina la corrosión Como ejemplos podemos citar la unión de los rodamientos de rodillo en moldes de aluminio, rodamientos en carcasas de hierro fundido, conmutadores de motores eléctricos en ejes, rodillos de cintas transportadoras, etc.

Aplicación

Lo mejor es aplicar el adhesivo sobre toda la superficie de unión de ambas piezas. Sin embargo, en la práctica, la aplicación de un cordón en el borde de una o ambas piezas debe bastar para obtener resultados fiables. Para grandes longitudes de inserción puede ser necesario aplicar dos o más cordones.

Para facilitar el montaje y minimizar el riesgo de arañar las superficies, es aconsejable la presencia de biseles en el borde de entrada de las piezas, tanto macho como hembra.

Siempre que sea posible, durante el montaje deben girarse ligeramente las partes cilíndricas para conseguir la cobertura completa de la zona de unión. Las piezas deben colocarse correctamente desde el principio, antes de que se produzca el curado.

 

2. Montaje a presión con adhesivo
En los montajes a presión, donde las piezas se fabrican con interferencias, la carga se transmite mediante fricción entre las piezas y el retenedor anaeróbico Loctite. Los montajes a presión con adhesivo se utilizan normalmente con cargas dinámicas bajas o medias cuando el nivel del movimiento de torsión, axial o de flexión es medio o con carga térmica.

Ventajas Mayor transmisión de la carga y rendimiento, con los diseños y geometrías existentes Permite el uso de una interferencia más baja, lo que da como resultado   - Un nivel de resistencia alto   - Tensiones radiales inferiores   - Resistencia a la fatiga mejorada Los montajes a presión con adhesivo se utilizan para el montaje de las ruedas de los trenes, poleas en árboles, coronas dentadas de diferenciales en cubos, piñones de cadenas sincronizadas y ejes motrices.

Aplicación

La mejor manera de aplicar el adhesivo es normalmente en forma de película en una o ambas superficies. Para garantizar una cobertura y una distribución óptimas del adhesivo se necesitan biseles en el borde de entrada del eje y del cubo.

El proceso de montaje debe hacerse, con alineación axial, en un rápido movimiento para evitar el precurado del adhesivo, que provoca una resistencia final inferior.

 

3. Montaje por contracción con adhesivo
Los montajes por contracción son aquellos en los que las piezas fabricadas con interferencia a temperatura de trabajo se montan con una holgura, normalmente creada por el calentamiento del anillo. En los montajes por contracción con adhesivo, la carga se transmite mediante fricción entre las piezas y el retenedor anaeróbico Loctite. Los montajes por contracción con adhesivo se utilizan normalmente con cargas dinámicas altas, cuando el nivel de movimiento de torsión, axial o de flexión es alto o con carga térmica.

Los montajes por contracción con adhesivo son los diseños de unión más resistentes. Desarrollan una mayor resistencia del adhesivo debido al curado por calor y compresión.

Ventajas Proporcionan un aumento significativo en la resistencia con las geometrías existentes Permiten una menor interferencia consiguiendo niveles de resistencia similares   - Ocasionan niveles de tensión inferiores en el cubo   - Permiten geometrías de piezas más pequeñas y ligeras   - Permiten el uso de materiales ligeros Los montajes por contracción con adhesivo se utilizan para, por ejemplo, transmisiones con engranajes dinámicos como en las cajas de engranajes, ejes dinámicos de transmisión o engranajes helicoidales.

Aplicación

Calentar el cubo para obtener la holgura de montaje y aplicar el adhesivo a toda la superficie del eje (a temperatura ambiente) es la técnica preferida para los montajes por contracción con adhesivo.

Como la elevada temperatura curará rápidamente el adhesivo, es importante alinear las piezas y montarlas en su posición final con un movimiento rápido.
Importante: En los montajes por contracción con adhesivo no debe congelar el eje y aplicar el adhesivo al cubo. Se debe al hecho de que la condensación de la parte congelada afectará negativamente a la curación del adhesivo y a la resistencia final.

 

Desmontaje y nuevo montaje

Al aplicar calor (por encima de los 250 °C) de forma local a los adhesivos anaeróbicos, se reduce la resistencia de forma que se pueden desmontar las piezas con dispositivos de extracción convencionales. Si el diseño requiere que las juntas cilíndricas se desmonten periódicamente, será necesario elegir adhesivos anaeróbicos con la resistencia apropiada. Antes de volver a montar, es necesario retirar todos los residuos sueltos y limpiar la superficie utilizando un disolvente, por ejemplo, Loctite^® 7063.

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