Cardán
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Cardán. Mecanismo que consiste en dos uniones y miembros telescópicos, usado para trasmitir potencia rotativa desde la toma de fuerza de un motor a un implemento o entre las partes del implemento. También se le denomina articulación cardánica o unión cardánica.
Sumario
Objetivo
En las maquinarias es común la necesidad de transmitir un movimiento de rotación entre dos ejes que cuyas direcciones forman un ángulo entre sí, y que por lo regular no mantienen posiciones estables (vibraciones, desplazamiento, giro, etc.). En estos casos se utiliza un cardán, que es un mecanismo con articulaciones que permiten absorber los pequeños desplazamientos así como obviar la no coincidencia de los ángulos del eje motor y el eje conducido. Los cardanes son muy usados en los tractores para suministrar movimiento a los implementos, así como para trasmitir movimiento de una pieza a otra en un implemento o una máquina cualquiera.
Ejes de entrada y salida de potencia
Eje motor. Es el que suministra la potencia rotativa proveniente de un motor. En los tractores y máquinas autopropulsadas se le denomina generalmente árbol de toma de fuerza (atf) y es generalmente estriado para facilitar el acoplamiento del cardán.
Eje conducido. Es el que recibe la potencia rotativa transmitida por el cardán. También se le denomina árbol de entrada de fuerza (aef).
Principio de funcionamiento
El mecanismo que permite que un cardán funcione es una disposición de dos piezas (horquillas) con posibilidades de asumir cualquier ángulo, generalmente variable, entre sus ejes respectivos. Ello se logra mediante otra pieza (cruceta) que mantiene la unión entre las horquillas.
Cruceta. Pieza en forma de cruz que une las dos horquillas.
Horquilla. Pieza en forma de C en cuyas puntas se articulan dos puntas de la cruceta. En cada extremo de los ejes del cardán hay una horquilla y también las hay en las piezas que conectan con el eje motor (árbol de toma de fuerza) y en el eje conducido (árbol de entrada de fuerza).
Componentes del cardán
Los cardanes constan de tres componentes principales: Pieza de acople al eje motor, eje conductor y pieza de acople al eje conducido. También tiene otros dispositivos auxiliares como las cubiertas de protección, el mecanismo de giro libre y el mecanismo limitador de torque.
Pieza de acople al eje motor. Dispone de un orificio estriado que se acopla al árbol de toma de fuerza del tractor u otro tipo de fuente de potencia. Se mantiene en posición mediante un mecanismo de presión, que evita su desplazamiento horizontal.
Eje conductor. Eje del cardán que transmite la potencia rotativa. Puede ser fijo o con una conexión telescópica que permite absorber desplazamientos horizontales (pequeños cambios de distancia entre la entrada y salida de potencia).
Pieza de acople al eje conducido. Es similar al acople al eje motor, por lo que dispone de un orificio estriado que se acopla al eje conducido del implemento u otro tipo de maquinaria. Se mantiene en posición mediante un mecanismo de presión, que evita su desplazamiento horizontal.
Cubiertas protectoras. Son generalmente tubos o conos de plástico que evitan la entrada en contacto directo con las piezas en movimiento (ejes y horquillas), a la vez que las protegen de la acción de agentes externos (hierbas, ramas, polvo, etc.)
Dispositivo de giro libre. Mecanismo que permite la transmisión del movimiento libre desde el eje motor hacia el eje conducido. Es normalmente utilizado con una máquina que tiene una gran inercia. En estas máquinas cuando se corta la transmisión de potencia la inercia de sus piezas romperían el cardán, por lo que este mecanismo permite el giro libre de la máquina hasta que se detenga por sí misma. También es útil cuando se produce una trabazón brusca en la máquina que recibe el movimiento.
Dispositivo limitador de torque. Mecanismo que corta o limita la transmisión de movimiento entre el eje motor y el eje conducido (por ejemplo, entre el tractor y el implemento) cuando el torque alcanza un valor máximo prefijado.
Cadena para limitar el desplazamiento. Medio, generalmente una cadena, que evita que las dos partes de un cardán con eje telescópico se separen accidentalmente.
Rodamientos. Las partes en contacto del cardán durante su giro deben disponer de rodamientos adecuados (generalmente de varillas). Esto se aplica a las puntas de las crucetas y su acople en las horquillas.
Orificios de lubricación. Son los orificios dotados de boquillas de lubricación que permiten aplicar el aceite lubricante y que éste llegue a los rodamientos.
Fuente
- Arcadio Ríos. Máquinas agrícolas, tracción animal e implementos manuales. Instituto de Investigaciones de Ingeniería Agrícola. Editorial Infoiima. La Habana, 2011.
