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Un árbol cardán es un componente mecánico utilizado en automoción y en otros muchos ámbitos de la ingeniería. En este artículo se explican su estructura, funcionamiento y aplicaciones.
Estructura de un árbol cardán
El árbol transmite potencia y par entre componentes. Un extremo suele conectarse a un motor o a una transmisión, y el otro a un equipo accionado, un eje u otro elemento de la cadena cinemática. La mayoría de conjuntos son de acero e incluyen bridas, articulaciones, rodamientos y un tubo central. Las bridas unen el árbol al equipo adyacente, los rodamientos apoyan el movimiento y el tubo salva la distancia entre extremos con la rigidez necesaria.
Principio de funcionamiento
La rotación y el par pasan del componente conductor al conducido a través del árbol. Las juntas cardán permiten transmitir entre ejes que forman un ángulo. El par se transmite por el árbol y sus articulaciones; el principio no consiste en engranar ruedas dentadas situadas en extremos opuestos.
Aplicaciones
Estos árboles se utilizan en vehículos, maquinaria agrícola y de construcción, barcos, trenes y mecanismos aeronáuticos especializados. En un vehículo de propulsión trasera, el árbol suele llevar la potencia desde la transmisión hasta el eje trasero, que acciona las ruedas.
Qué significa «árbol cardán»
El término describe un conjunto que transmite movimiento giratorio entre componentes cuyas líneas de eje pueden no coincidir. Aunque es conocido en vehículos, también sirve en muchas otras aplicaciones. Habitualmente se fabrica en acero e incluye conexiones por brida, articulaciones, rodamientos y un tubo central.
También se denomina árbol de transmisión en las aplicaciones correspondientes. Conecta la transmisión con las ruedas u otro componente accionado. En propulsión trasera lleva potencia y par al eje posterior; también se encuentra en agricultura, construcción, equipos navales y ferroviarios y aplicaciones aeronáuticas especializadas.
Se requieren materiales resistentes y duraderos. El acero y el acero aleado son opciones habituales, con componentes forjados o laminados cuando procede. En aplicaciones especiales pueden elegirse otros materiales; por ejemplo, aluminio cuando es importante reducir el peso. El acero sigue siendo muy utilizado en la industria.
Fabricación
La fabricación exige precisión: un conjunto incorrecto puede perjudicar el funcionamiento del vehículo o de la máquina y causar daños. Se necesita personal experimentado y cualificado.
Las etapas habituales son:
- Diseño: Se adapta a la necesidad del cliente y a la aplicación. Define longitud y diámetro, dimensiones de bridas, posiciones de apoyo y material.
- Material: Debe aportar la resistencia, durabilidad y peso requeridos. Elegir el acero u otro material adecuado es importante para la fiabilidad.
- Producción: Puede comprender corte de tubos, soldadura, forja, fresado y torneado. Estas operaciones conforman y preparan las piezas para su montaje.
- Inspección y pruebas: Tras la fabricación se comprueban las características necesarias para el funcionamiento.
Una fabricación fiable combina un diseño adecuado, materiales apropiados y control de calidad durante todo el proceso. La experiencia del personal es importante en cada etapa.
