Engranajes

Tipos de ruedas dentadas

Las ruedas dentadas son ruedas dentadas que engranan con otras ruedas para transmitir par y movimiento. Las ruedas dentadas son componentes fundamentales de los sistemas de engranajes que cambian la dirección y la velocidad del movimiento. Los tipos comunes de ruedas dentadas incluyen:

• Engranaje recto

  Los engranajes rectos son las ruedas dentadas más simples. Tienen dientes rectos que están alineados y apuntan en paralelo al eje de la rueda. Los engranajes rectos generalmente se instalan en ejes paralelos. Cuando un engranaje recto se acopla con otro, sus dientes se entrelazan. El engranaje de los engranajes rectos transmite par y movimiento de rotación. Los usuarios pueden encontrar engranajes rectos en los movimientos de los relojes, los relojes, los trenes y los dispositivos mecánicos que cambian la velocidad y la dirección.

• Engranaje corona

  También llamado rueda de tornillo sin fin, un engranaje corona es un tipo de engranaje recto con sus dientes angulados verticalmente en la parte superior de la rueda. Los engranajes corona pueden engranar sin problemas con un eje de tornillo sin fin para transferir movimiento y par. En algunos casos, un engranaje corona se posiciona como la parte impulsada en un tren de engranajes. Los compradores comerciales descubren engranajes corona en maquinaria pesada como tornos, ya que impulsan el husillo de la máquina.

• Engranaje helicoidal

  Los dientes de los engranajes helicoidales están inclinados y colocados en diagonal a lo largo del eje del engranaje. Esto presenta una ventaja, ya que los engranajes helicoidales funcionan de forma más suave y silenciosa que los engranajes rectos. Los engranajes helicoidales son comunes en lugares que necesitan engranajes para transportar cargas pesadas. Funcionan bien en las transmisiones de los automóviles y en los equipos mecánicos con mayores requisitos de carga. Sin embargo, los engranajes helicoidales necesitan más lubricación que los engranajes rectos.

• Engranaje cónico

  Una rueda dentada cónica conecta ejes no paralelos, generalmente en ángulos de 90 grados. Los dientes de un engranaje cónico son cónicos y cuadriláteros. Al igual que los engranajes helicoidales, los engranajes cónicos pueden ser rectos, espirales o hipoides. Los engranajes cónicos se utilizan comúnmente en los ejes diferenciales de los vehículos para cambiar la dirección del movimiento. También se utilizan en relojes, motores de aviones, barcos y dispositivos mecánicos.

Especificación y mantenimiento de las ruedas dentadas

Con tantas opciones disponibles, comprender las especificaciones de las ruedas dentadas es fundamental para realizar compras informadas. En general, las especificaciones clave de las ruedas dentadas incluirán las dimensiones, la relación y el material.

• Dimensiones: Las dimensiones de la rueda dentada incluyen dos aspectos críticos, el diámetro y el número de dientes. Los engranajes internos tienen un diámetro exterior anular o en forma de anillo, mientras que los engranajes externos tienen un diámetro circular o en forma de disco. Funcionan para engranar con otros engranajes. Los dientes del engranaje son las protuberancias a lo largo de la circunferencia o el perímetro de la rueda dentada, y su número afecta la capacidad de transmisión de fuerza y el desplazamiento.
• Relación de transmisión: La relación de transmisión es la relación entre las velocidades de rotación de las ruedas dentadas. Esta relación está directamente relacionada con la transmisión de par y velocidad. Las relaciones de transmisión pueden tener diferentes tipos y nombres, como la relación de transmisión diferencial y la relación de transmisión trasera.
• Material: Las ruedas dentadas se fabrican tradicionalmente con metales como el acero, el hierro fundido o el aluminio. Las innovaciones más recientes han introducido plásticos de ingeniería y materiales compuestos. Los plásticos de ingeniería como el nylon, debido a su resistencia, sus cualidades de amortiguación del ruido y su propiedad de autolubricación que permiten un funcionamiento suave, se utilizan ahora ampliamente para las ruedas dentadas más pequeñas. Los compuestos son materiales híbridos cuyas propiedades resultan de la interacción de dos o más sólidos distintos, como la fibra de carbono, que se utiliza para aplicaciones de alta precisión o ligeras.

El mantenimiento de las ruedas dentadas es esencial para garantizar su correcto funcionamiento y prolongar su vida útil. Las ruedas dentadas a menudo necesitan lubricación debido a su ensamblaje sin fricción con soporte de rodamiento angular. La lubricación constituye una parte importante de los requisitos de mantenimiento de cualquier proyecto de rueda dentada. La lubricación puede tomar la forma de aceite en la rueda dentada o aplicaciones de rueda dentada de grasa. Los metales ferrosos y no ferrosos, como los entornos operativos o de trabajo, son variables que determinan principalmente la selección de aceite y grasa.

El barniz se aplica en la rueda dentada para aislarla cuando es una aplicación de motor de rueda dentada eléctrica sujeta a la humedad. Hacer esto ayuda a mantener el agua afuera; sin embargo, no garantiza la protección contra el desgaste mecánico. Por lo tanto, es mejor usar un lubricante dieléctrico cuando el uso del engranaje está lleno de una posible exposición a la humedad. La lubricación requiere el uso de lubricantes que sean suficientemente dieléctricos y aptos para su uso en aislamiento eléctrico. Un técnico cualificado que tenga experiencia y formación en el mantenimiento de motores eléctricos debe realizar inspecciones periódicas y un meticuloso mantenimiento del motor, que incluye la lubricación periódica, de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Para las ruedas dentadas con grasa, es una buena idea inspeccionar el estado de la grasa y reponerla si es necesario, preferiblemente mientras se trabaja. Considere usar grasa con una viscosidad más alta si la temperatura de trabajo es alta. Verifique las temperaturas de funcionamiento y busque asesoramiento sobre el mantenimiento del motor para determinar si se justifica una mayor viscosidad de la grasa.

Escenarios de ruedas dentadas

Las ruedas dentadas son la columna vertebral de la transmisión de potencia en muchas industrias.

• Industria de la maquinaria y construcción:

  La industria de la maquinaria depende en gran medida de las ruedas dentadas. Las ruedas dentadas reductoras son especialmente populares. Las ruedas dentadas reductoras reducen la velocidad y aumentan el par. Ayudan a las máquinas a realizar sus tareas. Las ruedas dentadas también cambian de dirección. Esta capacidad las hace vitales para las aplicaciones de engranajes industriales. Las ruedas dentadas componen las lavadoras, los refrigeradores, los tornos, los taladros y las fresadoras. Las máquinas grandes hacen un excelente uso de los reductores de engranajes. Piense en las máquinas de compresión de aire, las cintas transportadoras y las máquinas de motor eléctrico.

• Industria automotriz:

  La industria automotriz es la reina de las aplicaciones de ruedas dentadas. Las ruedas dentadas ayudan a cambiar la dirección y a reducir la velocidad. Las ruedas dentadas también cambian la relación del vehículo. Esta capacidad permite que los automóviles y las bicicletas se muevan. Las ruedas dentadas utilizadas en la industria automotriz incluyen engranajes helicoidales, engranajes rectos, engranajes cónicos, engranajes sin fin y cremalleras.

• Aerogeneradores:

  Los aerogeneradores están cambiando la forma en que las personas utilizan la energía. Las ruedas dentadas aumentan la energía del viento. Lo hacen elevando la velocidad del buje de la turbina hasta que encaje perfectamente con la velocidad del generador. La mayoría de los aerogeneradores utilizan ruedas dentadas sin fin y ruedas dentadas rectas.

Cómo elegir ruedas dentadas

Estos son algunos de los factores más importantes de los muchos que se deben considerar al elegir ruedas dentadas.

• Análisis de las necesidades de la aplicación

Primero, comprenda las necesidades generales de la aplicación. Determine la capacidad de carga, la demanda de par, la relación de transmisión, el entorno de trabajo y otros parámetros para encontrar la rueda dentada adecuada. Además, asegúrese de que las condiciones de trabajo, como la temperatura, la humedad, el polvo, la inmersión en agua, etc., para seleccionar una rueda dentada que pueda adaptarse al entorno.

• Selección de materiales

Seleccione el material adecuado de acuerdo con la aplicación y el entorno de trabajo. Además, tenga en cuenta los costos de instalación y mantenimiento de la rueda dentada.

• Diseño y estructura

Seleccione el diseño y la estructura adecuados de acuerdo con la eficiencia de transmisión y la demanda de estabilidad de la aplicación. Por ejemplo, los engranajes helicoidales tienen mayor estabilidad y mayor eficiencia que los engranajes rectos, y los engranajes cónicos pueden transmitir potencia en ángulos rectos.

• Compatibilidad

Al reemplazar o agregar una rueda dentada, asegúrese de que sea compatible con el sistema existente. Además, preste atención a la precisión de instalación y la capacidad de ajuste de la rueda dentada para garantizar un funcionamiento suave y evitar posibles riesgos.

• Prueba y verificación

Si las condiciones lo permiten, realice pruebas de muestra para verificar si la rueda dentada seleccionada cumple con las necesidades de la aplicación. Por ejemplo, pruebe la capacidad de carga, la transmisión de par, el ruido, el aumento de temperatura, etc. de la rueda dentada, y analice los resultados de la prueba para tomar la decisión final.

• Consulta y colaboración

Es mejor consultar con proveedores profesionales o ingenieros técnicos que pueden ofrecer sugerencias basadas en una rica experiencia y ayudar a seleccionar la rueda dentada adecuada. La colaboración con los proveedores puede ayudar a personalizar las ruedas dentadas que cumplan con requisitos específicos.

Preguntas y respuestas sobre ruedas dentadas

P1: ¿De qué están hechas las ruedas dentadas?

R1: Los engranajes suelen estar hechos de metal para garantizar la resistencia y la durabilidad. Los metales comúnmente utilizados son el acero al carbono, el acero aleado, el hierro fundido, etc. Los materiales plásticos como el nylon, el acetal y el uretano se pueden utilizar para fabricar engranajes pequeños, ligeros y sin lubricar.

P2: ¿Cómo funcionan las ruedas dentadas?

R2: Las ruedas dentadas funcionan rotando entre sí. Cuando se hace girar una rueda dentada (el engranaje conducido), sus dientes empujan contra los dientes de una rueda dentada adyacente (el engranaje conductor), haciéndola girar. Las dos ruedas dentadas se mantienen unidas y se evita que se deslicen mediante su alineación, tamaño y perfiles de dientes coincidentes.

P3: ¿Los usuarios pueden instalar las ruedas dentadas por sí mismos?

R3: En algunos casos, los usuarios pueden instalar las ruedas dentadas por sí mismos. Las cajas de cambios simples, por ejemplo, se pueden desmontar y volver a montar sin necesidad de habilidades o formación especiales. Sin embargo, los usuarios deben tener cuidado y tomarse el tiempo para marcar las piezas y comprender cómo funcionan antes de comenzar a desmontarlas. Los mecanismos de engranajes más complejos, como los diferenciales o las cajas de cambios planetarias, pueden requerir la asistencia de un profesional para garantizar un ajuste adecuado.

P4: ¿Cuáles son las ventajas de las ruedas dentadas?

R4: Las ventajas de las ruedas dentadas incluyen una fácil transmisión de potencia, alta eficiencia, diseño compacto, capacidad de carga, sincronización y versatilidad. Las ruedas dentadas pueden transmitir potencia de un eje a otro fácilmente. Su eficiencia es muy alta, a menudo superior al 95%, porque se basan en el contacto rodante y no tienen fricción interna como los mecanismos de correa. En comparación con las distancias recorridas por las correas, las ruedas dentadas pueden ser más compactas que otros sistemas que requieren el mismo espacio. Si se fabrican correctamente con los materiales y lubricantes adecuados, pueden soportar cargas pesadas y son duraderas. Finalmente, las ruedas dentadas son muy versátiles y se pueden utilizar en muchas aplicaciones diferentes, desde máquinas simples hasta equipos complejos.