Todo lo que necesita saber sobre chavetas y chaveteros (juntas con chaveta)

En un campo de ingeniería mecánica, las uniones enchavetadas se componen de chavetas y chaveteros. Estas llaves se pueden mecanizar en diferentes formas según el tipo de juntas de llave requeridas. Los chaveteros son superficies maquinadas en un eje en la dimensión de la chaveta. Se fijan entre sí para garantizar que no se separe el componente y evitar un movimiento relativo entre un eje.

Hoy conocerá la definición, funciones, aplicaciones, componentes, diagrama, tipos y funcionamiento de llaves y chaveteros. También conocerá las ventajas y desventajas de una articulación enchavetada.

Definición de chavetero y chavetero

Una chaveta es un elemento de máquina que se utiliza para unir un elemento de máquina giratorio a un eje. Para que una chaveta funcione, debe haber un chavetero en el eje y un chavetero en el elemento giratorio de la máquina. Luego, la llave se ajusta firmemente entre el chavetero y el asiento de la llave, por lo que el mecanismo se denomina unión enchavetada.

La función principal de las chavetas y los chaveteros es formar uniones enchavetadas para asegurar el cubo y el eje de modo que no ocurra el movimiento relativo entre un eje de transmisión de potencia y el componente adjunto. Una junta enchavetada a menudo permite un movimiento axial relativo entre los componentes. Esta llave evita la rotación relativa entre las dos partes y puede permitir la transmisión del par.

Aplicaciones

Una junta enchavetada se utiliza como una parte importante del eje y los acoplamientos de los elementos de transmisión de potencia mecánica. Asegura una transmisión eficiente de la carga, la potencia y la rotación con deslizamiento. Un buen ejemplo de una aplicación de chavetero y chavetero son las transmisiones por engranajes, las poleas o las ruedas dentadas conectadas firmemente con una chaveta al eje de transmisión de potencia.

Ampliamente en el campo mecánico, las uniones enchavetadas son un método conveniente para crear una conexión segura entre ejes y ruedas dentadas. Aunque se utiliza como alternativa en otras aplicaciones de eje donde se necesita tirar o empujar la carga. Esto se encuentra a menudo en aplicaciones agrícolas, máquinas herramienta, equipos industriales, etc.

Las máquinas fresadoras, ranuradoras y perfiladoras son las máquinas herramienta comunes que se utilizan para crear chaveteros y cuñeros. Aunque existe un uso especial de la máquina para fabricar los cuñeros.

Componentes de uniones enchavetadas

Dado que hay varios tipos de uniones enchavetadas, los componentes de las chavetas y los chaveteros serán diferentes según el tipo y la característica adicional. Sin embargo, los componentes principales de las uniones enchavetadas incluyen una chaveta, un asiento de chavetero y el chavetero.

• Llave:la llave generalmente está hecha de acero maquinado en forma rectangular, cuadrada o circular. Se inserta entre el eje y el cubo del componente en dirección axial para evitar el movimiento relativo.
• Asiento de llave:este es el nombre técnico de un área empotrada en el eje. A menudo se realiza en una máquina moldeadora.
• Chavetero:un chavetero también es un hueco en el cubo que recibe la llave y bloquea el mecanismo de forma segura. El asiento de llave y el chavetero comparten la mitad de la llave. Esto se explicará con más detalle en la sección de principios de funcionamiento.

Diagrama de una llave, chavetero, asiento de llave (unión enchavetada)

Tipos de llaves

A continuación se muestran los distintos tipos de chavetas de eje que se utilizan en una unión con chaveta:

Claves hundidas:

Las llaves hundidas son tipos de llaves que están diseñadas para que la mitad del grosor de la varilla se hunda en el eje y la mitad restante sea para el asiento de la llave. Para el logro de esta articulación enchavetada, la precisión es muy importante. Por ejemplo, si una llave es de 8 mm, el chavetero del eje se mecanizará a una profundidad de 4,1 mm igual que el asiento de la llave. Las claves hundidas son de diferentes tipos, que incluyen:

• Teclas rectangulares/cuadradas

Este tipo de teclas a veces se denominan teclas planas, ya que son más anchas que su altura. A menudo se utilizan en ejes de unos 500 mm o 20 de diámetro. El ancho restante de la llave permite un mayor par de transmisión sin aumentar la profundidad. Una mayor profundidad significa un eje más débil debido a una reducción en el área transversal efectiva del eje.

• Llaves cuadradas

Una llave cuadrada tiene una sección transversal cuadrada y se utiliza en un eje de unos 25 mm o 1”. Se utilizan en ejes más grandes cuando se requiere una mayor profundidad de llave en comparación con las llaves rectangulares. Sin embargo, un aumento en la profundidad significa un eje más débil, debido a la reducción del área transversal efectiva del eje. Una llave cuadrada o rectangular puede tener una conicidad de 1 en 100 a lo largo de la llave tal como se muestra en la figura a continuación.

• Teclas hundidas paralelas

Las llaves hundidas paralelas son secciones rectangulares o cuadradas pero no tienen conicidades. Las claves son baratas y fácilmente disponibles para su uso. Es uno de los más fáciles de instalar, pero debe sujetarse con un juego de tornillos al cubo. Esto se debe a que la vibración o la inversión de la dirección de rotación a menudo empujan hacia afuera la llave.

La chaveta generalmente se ajusta firmemente a la parte inferior del chavetero del eje y a los lados de la unión con chaveta. Dejan un espacio libre en la parte superior del chavetero del cubo.

• Llave hundida de cabezal Gib

Una llave hundida de cabeza gib tiene forma rectangular o cuadrada con un cono en la superficie superior para lograr un ajuste perfecto. Se emplea para que sea más fácil de quitar.

• Teclas de pluma

una tecla de pluma tiene tres tipos; doble cabeza, clavija de pluma y llave de pluma. Están unidos al eje o al cubo para provocar un movimiento axial relativo. Así, permite la transmisión de potencia entre el eje y el cubo con sus caras opuestas paralelas. Por lo tanto, permitir que se deslice.

• Llaves de aspérula

Una chaveta de aspérula es un disco semicircular que encaja en un rebaje circular de un eje que solo se puede mecanizar con un cortador de chaveteros de aspérula. Se utiliza principalmente en máquinas herramienta y algunos ejes de automóviles de ¼” a 2½” (6 mm a 60 mm) de diámetro. La resistencia que ofrecerá una chaveta de aspérula es extremadamente diferente de las chavetas paralelas largas, lo que significa que no pueden soportar la misma carga.

Llaves del sillín:

A diferencia de las chavetas hundidas, las chavetas de asiento no se hunden en los ejes, sino que se hunden solo en el cubo. Se asientan sobre una parte plana o circunferencia del eje, mientras que la transmisión de potencia se logra a través de la fricción entre el eje y la chaveta. Las llaves de silla se subdividen en dos; Llaves de silla plana y de silla hueca. Se utilizan solo para cargas ligeras para evitar deslizamientos a lo largo del eje.

• Llave de silla plana

Los tipos planos de chaveta de asiento son cónicos en la parte superior y planos en la parte inferior, ya que encajan en un chavetero de cubo cónico que empuja hacia abajo la cara plana del eje.

• Llave de montura hueca

Una llave de montura hueca se estrecha en la parte superior y se curva en el borde inferior. La chaveta se coloca en un chavetero de cubo cónico y se empuja hacia abajo sobre la superficie circunferencial curva del eje.

Teclas tangentes:

Estos tipos de claves a veces se denominan claves tangenciales. Se ajustan como un par en ángulo recto donde cada llave resiste la torsión en una sola dirección. A menudo se utilizan en ejes grandes de servicio pesado.

Llaves redondas/circulares

Las llaves redondas tienen una sección circular y se insertan en orificios perforados parcialmente en un eje y un cubo. Estos tipos de chavetas son fáciles de fabricar, ya que los chaveteros se pueden taladrar o escariar después de ensamblar las piezas de acoplamiento. Las llaves redondas son adecuadas para accionamientos de baja potencia.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento de la llave y el chavetero es menos complejo y se puede entender fácilmente. Dado que hay varios tipos de configuraciones de llaves y ranuras, el funcionamiento de algunos tipos será completamente diferente. Bueno, el video a continuación le enseñará cómo funciona el mecanismo de unión con llave común.

Mira el video a continuación:

Ventajas y desventajas de las chavetas y chaveteros (juntas con chaveta)

Ventajas:

A continuación se presentan las ventajas de las uniones con chaveta de eje en sus diversas aplicaciones:

• Su costo de producción es drásticamente bajo.
• Ofrece una transmisión de par media a alta.
• Fácil de montar y desmontar.
• Se puede reutilizar o fijar en otros componentes del mismo tipo.
• Es un método estándar (ISO, BS, DIN y ANSI).

Desventajas:

Todavía se producen algunas limitaciones a pesar de los beneficios de las uniones enchavetadas. A continuación se presentan las desventajas de las uniones enchavetadas en sus diversas aplicaciones:

• No se puede usar para alternar cargas direccionales y golpes.
• Demasiadas juntas con llave fijadas de forma segura pueden volverse difíciles de desmontar.
• Causa desequilibrio en el eje.
• Introducen puntos de tensión debido al efecto de muesca y reducen la resistencia del eje.
• Posible desplazamiento axial del cubo a menos que esté bloqueado por un componente adicional, como un anillo de seguridad o un tornillo de fijación.
• Es difícil calcular y combinar la capacidad de carga y el análisis de la pila de tolerancia.

Conclusión

Las uniones enchavetadas son una de las mejores formas mecánicas de transmitir potencia. Se utilizan principalmente en un eje de motor para lograr su propósito. En este artículo, hemos cubierto la definición, la función, las aplicaciones, los componentes, los tipos y el funcionamiento de las llaves y los chaveteros que forman una unión con llave. También hemos visto sus ventajas y desventajas en sus diversas aplicaciones.

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