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¿Qué es un reductor de engranajes helicoidales?
Si nunca antes ha visto un reductor de engranajes helicoidales, ¡se está perdiendo algo importante! Descubra más sobre estos extraordinarios engranajes y sus aplicaciones leyendo este informe. Además de los reductores de engranajes helicoidales, aprenda sobre los tornillos sin fin y cómo se fabrican. También podrá descubrir qué tipo de máquinas pueden beneficiarse de los engranajes helicoidales, como trituradoras de roca y elevadores. La siguiente información le ayudará a comprender qué es un reductor de engranajes helicoidales y cómo encontrar uno en su zona.
Eje de gusano común
Un tornillo sin fin común tiene dos ejes, uno de avance y otro de retroceso, que conforman el paso axial del mecanismo. Generalmente, existen 8 pasos axiales regulares, que establecen una dimensión básica para la generación e inspección del tornillo sin fin. El paso axial del tornillo sin fin es igual al paso radial del mecanismo en el eje central y al paso radial de la leva de agarre. Se utiliza un único juego de engranajes de cambio y una única leva de avance para generar cada dimensión del tornillo sin fin.
Los engranajes helicoidales se utilizan habitualmente para fabricar ejes sin fin. Se trata de un sistema de reducción de engranajes fiable y eficaz que no se mueve al desconectar la alimentación eléctrica. Los engranajes helicoidales convencionales están disponibles en tamaños estándar y también en versiones con asistencia hidráulica. Los fabricantes pueden consultarse en línea. A continuación se muestran algunos proveedores comunes de engranajes helicoidales. Existen diversas opciones de lubricación. El engranaje helicoidal suele estar fabricado en metal cementado o bronce. En aplicaciones de baja exigencia, también se emplean componentes no metálicos.
Un mecanismo de tornillo sin fin autoblocante ayuda a evitar que el tornillo sin fin retroceda. Los engranajes de tornillo sin fin comunes suelen ser autoblocantes cuando el ángulo de avance es inferior a once grados. Sin embargo, esta característica puede ser perjudicial para aplicaciones que requieren sensibilidad a la reversa. Si el ángulo de avance es inferior a cuatro grados, es improbable que se produzca el retroceso. Aun así, si la protección contra fallos es un requisito indispensable, los engranajes de tornillo sin fin con capacidad de retroceso deben contar con un freno positivo para evitar el movimiento inverso.
Los engranajes helicoidales se utilizan habitualmente en aplicaciones de transmisión. Son una forma mucho más eficaz de reducir la velocidad de una máquina en comparación con los engranajes tradicionales. Su menor velocidad se logra gracias a su relación reducida y a la menor cantidad de componentes. A diferencia de los engranajes convencionales, los engranajes helicoidales requieren menos mantenimiento y presentan menos fallos mecánicos. Si bien requieren menos componentes, también son mucho más resistentes que los engranajes convencionales.
Existen dos tipos de formas de dientes de gusano. Los helicoides convexos e involutos presentan diferentes tipos de dientes. El primero utiliza una línea recta que se intersecta con la línea involuta que produce el gusano. El segundo, en cambio, emplea un trapecio basado principalmente en el segmento transversal central de la raíz. Cada una de estas formas de dientes se utiliza en la creación de gusanos y presenta diversas variantes en el diámetro del paso.
Tipos de gusanos
Los gusanos tienen diversas formas de dientes. Para facilitar la reproducción, se utiliza una forma trapezoidal. Otros tipos incluyen dientes helicoidales involutos o convolutos que forman una línea. A continuación se describe cada tipo. Todos son similares, y algunos pueden ser preferibles a otros. Más abajo se detallan los tres tipos de dientes de gusano más comunes. Cada variedad tiene sus propias ventajas y desventajas.
Ejes discretos frente a ejes paralelos: El tipo de engranaje helicoidal determina su relación de par. Se trata de una aleación de dos metales distintos —uno para el tornillo sin fin y otro para la rueda— que le permite absorber las masas de impacto. Los vehículos de construcción y todoterreno suelen necesitar diferentes pares para maniobrar sobre distintos terrenos. Un sistema de engranajes helicoidales les permite superar terrenos irregulares sin generar un desgaste excesivo.
Los engranajes helicoidales ofrecen la máxima relación de transmisión. El deslizamiento del eje helicoidal genera un par de autobloqueo mayor. Según el ángulo de inclinación y la fricción, un engranaje helicoidal puede alcanzar hasta 100:1. Estos engranajes se fabrican con diversos materiales, dependiendo de su ángulo de inclinación y fricción. También son útiles en sistemas de reducción de velocidad, como la lubricación o el rectificado. Sin embargo, cabe destacar que los engranajes más pesados tienden a ser más difíciles de invertir que los más ligeros.
Aleación de metal: El acero inoxidable, el latón y el bronce de aluminio son materiales comunes para engranajes helicoidales. Los tres tipos tienen aspectos positivos únicos. Un engranaje helicoidal de bronce generalmente está compuesto de una mezcla de cobre, zinc y estaño. Un eje de bronce es mucho más corrosivo que uno de latón, pero es una opción resistente y a prueba de corrosión. Aleaciones de acero: Estos componentes se utilizan también para la rueda helicoidal.
La eficiencia de los engranajes helicoidales depende de las condiciones de montaje y del lubricante. Una relación de 30:1 reduce la eficiencia a 81:1%. Un engranaje helicoidal funciona mejor con relaciones mayores que uno helicoidal, pero una relación de 30:1 reduce la eficiencia a 81:%. Un engranaje helicoidal reduce la velocidad manteniendo el par a cerca de 15:% de la velocidad original. ¡La diferencia de rendimiento entre los engranajes helicoidales y los helicoidales es de aproximadamente la mitad por hora!
Técnicas de producción de ejes helicoidales
En el mercado existen numerosas estrategias para la fabricación de tornillos sin fin. Los tornos de un solo filo o las fresas de tope son las técnicas más conocidas. Estos equipos permiten fabricar tornillos con diversos ángulos de tensión, según su diámetro, la profundidad de la rosca y el diámetro de la muela abrasiva. El siguiente diagrama muestra cómo los distintos ángulos de tensión influyen en el perfil de los tornillos sin fin fabricados con diferentes herramientas de corte.
La estrategia para la fabricación de ejes sin fin implica determinar el diámetro exterior adecuado de una pieza en bruto. Esto puede incluir considerar el número de relaciones de reducción, la distancia entre el eje sin fin y el centro de la herramienta, así como los pares de torsión involucrados. Estos procesos también se conocen como «ensamblaje de roscas». Cada proceso puede optimizarse si se logra el paso axial deseado.
El paso axial de un tornillo sin fin debe coincidir con el paso circular del engranaje mayor. Esto se conoce como paso. El diámetro primitivo y el paso axial deben ser equivalentes. Los tornillos sin fin pueden ser de rosca izquierda o derecha. La guía, que se refiere a la longitud que recorre un punto de la rosca durante una revolución del tornillo sin fin, se define por su ángulo de tangencia con la hélice en el paso del cilindro.
Los ejes helicoidales se fabrican comúnmente con engranajes helicoidales. Estos engranajes se utilizan en diversas aplicaciones gracias a su excelente capacidad de ajuste y gran reducción de velocidad. Se fabrican en tamaños estándar y mediante diversas técnicas. Puede encontrar fabricantes de ejes helicoidales en línea. También puede contactar directamente con un fabricante para que le fabrique sus engranajes helicoidales. El proceso solo le llevará unos minutos. Si busca un fabricante de engranajes helicoidales, puede consultar un listado.
Los engranajes helicoidales se fabrican con metal endurecido. La rueda helicoidal y el engranaje son de color amarillo. Para su fabricación, se utiliza un aceite compuesto con inhibidores de óxido y oxidación. Este aceite se adhiere a las superficies del eje, creando una barrera protectora. Si se utiliza correctamente, el engranaje helicoidal reduce el ruido del motor, lo que resulta en un funcionamiento más suave.
Propósitos para reductores de equipos de tornillo sin fin
Los engranajes helicoidales se utilizan ampliamente en aplicaciones de transmisión de energía eléctrica, proporcionando una reducción de velocidad compacta y significativa. Para calcular la relación de par de los engranajes helicoidales, se creó un modelo numérico que emplea la ecuación de compatibilidad de desplazamiento y el método del coeficiente de impacto, lo que permite un cálculo rápido. El modelo numérico también incorpora las deformaciones por flexión de las superficies de los engranajes y las superficies de contacto. Se basa principalmente en el principio de Boussinesq, que calcula las deformaciones de contacto locales.
Los engranajes helicoidales pueden ser de giro normal o zurdo, y el tornillo sin fin puede girar en sentido horario o antihorario. Un engranaje helicoidal interno requiere la misma mano para accionar ambas áreas. En cambio, un engranaje helicoidal externo necesita ser accionado con la mano opuesta. El mismo principio se aplica a los engranajes helicoidales en otras aplicaciones. El par y la potencia transmitidos pueden ser enormes, pero los engranajes helicoidales son capaces de soportar grandes reducciones en ambas direcciones.
Los engranajes helicoidales son muy útiles en el diseño de maquinaria industrial. Minimizan el ruido, ahorran espacio y proporcionan a las máquinas mayor precisión y capacidad de parada rápida. Además, están disponibles en versiones compactas, lo que los hace ideales para aplicaciones de elevación. Este tipo de reductor de engranajes se utiliza en configuraciones industriales donde el espacio es limitado. Su tamaño reducido y su bajo nivel de ruido lo hacen perfecto para aplicaciones que requieren una parada rápida de la máquina.
Un engranaje helicoidal de doble garganta ofrece una capacidad de carga óptima sin sacrificar la compacidad. La versión de doble garganta presenta dientes cóncavos tanto en el tornillo sin fin como en el engranaje, duplicando así el punto de contacto entre ellos. Los engranajes helicoidales también son beneficiosos para aplicaciones de potencia baja a media, y sus relaciones de transmisión más altas, su mayor par motor y su importante reducción de velocidad los convierten en una opción atractiva para muchas aplicaciones. Además, los engranajes helicoidales son más silenciosos que otros tipos de engranajes, lo que reduce el ruido y las vibraciones que estos generan.
Los engranajes helicoidales presentan numerosas ventajas sobre otros tipos de engranajes. Ofrecen mayor precisión y pueden clasificarse como un par de tornillos en una familia de engranajes de par reducido. Además, se caracterizan por un alto grado de deslizamiento relativo. Suelen estar fabricados de acero endurecido o bronce fosforoso, lo que proporciona un excelente acabado superficial y un posicionamiento rígido. Se lubrican con lubricantes específicos que incluyen aditivos activos. La lubricación de los engranajes helicoidales es un proceso mixto que genera un desgaste moderado.
