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Como el principal dispositivo de accionamiento que conecta la fuente de energía y la carga, los **engranajes industriales** son componentes críticos ampliamente utilizados en diversas industrias de maquinaria para cambiar el par, la velocidad y la dirección del movimiento. Los diferentes tipos de engranajes industriales suelen estar asociados a funciones específicas.
Engranaje helicoidal
A pesar de ser paralelos, los dientes de los engranajes helicoidales están inclinados, lo que permite que los dientes engranen gradualmente y, por lo tanto, proporcionen un funcionamiento suave y silencioso. Este engranaje es adecuado para máquinas de alta velocidad y cargadoras pesadas y se encuentra comúnmente en plantas de energía.
Engranaje cónico recto
Los dientes del engranaje cónico son rectos y se encuentran en un ángulo, que recuerda a un cono. Los engranajes cónicos rectos se aplican generalmente en el sistema de transmisión de vehículos y máquinas que requieren un cambio de par y velocidad.
Engranaje planetario
Los engranajes planetarios constan de engranajes que giran como planetas alrededor de un engranaje central solar. Este diseño permite un tamaño compacto, una alta densidad de par y amplias relaciones de transmisión, por lo que los engranajes planetarios suelen trabajar como convertidores y reductores de alta energía.
Engranaje corona
A menudo llamado rueda dentada, el engranaje corona suele estar situado perpendicular al eje. Un engranaje grande suele engranar con engranajes piñones para cambiar la dirección de la fuerza. Los engranajes corona se suelen aplicar en dispositivos diferenciales para vehículos o máquinas que requieren un cambio en la dirección del movimiento.
Engranaje sinfín
Excepto por las líneas paralelas, dos engranajes se cruzan en ángulo recto. Se utiliza comúnmente en lugares con bajos requisitos de velocidad pero una alta relación de par, como maquinaria de elevación como ascensores o los sistemas de transmisión de vehículos con cargas pesadas.
Engranaje corona espiral
Este tipo de engranaje funciona como un engranaje corona, con dientes en forma de espiral. Los engranajes corona espiral tienen una gran superficie de dientes. Se suelen utilizar en los sistemas de transmisión de autobuses y camiones pesados.
Engranaje helicoidal doble
Similar a los engranajes helicoidales mencionados anteriormente, los engranajes helicoidales dobles están construidos con dos dientes de ángulo opuesto. Tienen muchos dientes que engranan de forma uniforme, distribuyendo la carga. Además, los engranajes helicoidales dobles también eliminan el empuje axial debido a la disposición de los dientes. Se utilizan ampliamente en aeronaves, turbinas hidráulicas, motores eléctricos y otros equipos de transmisión de maquinaria rotatoria.
Engranaje recto
El engranaje más simple, los engranajes rectos designan una rueda dentada recta. El engranaje recto se utiliza principalmente para transmitir movimiento rotatorio entre ejes paralelos. Se ve comúnmente en diversas máquinas como fresadoras, tornos y mecanismos de relojería.
Tamaño del engranaje
Las dimensiones, los diámetros y el tamaño general del engranaje, que incluyen su longitud y ancho, determinan la carga que puede soportar y su compatibilidad con otros componentes de la maquinaria. Por ejemplo, un engranaje de tamaño mediano suele tener entre 1 y 24 pulgadas.
Material
Los materiales de engranajes industriales más utilizados son el acero, el hierro fundido, el nylon y el latón. Los engranajes de acero para uso industrial son normalmente de acero al carbono con elementos de aleación adicionales para aumentar la resistencia. El acero también puede ser tratado térmicamente para obtener una mayor resistencia a la tracción, lo que le permite soportar cargas y presiones más altas.
Número y forma de los dientes
Los engranajes industriales tienen múltiples formas y números de dientes para diferentes aplicaciones. Los engranajes rectos son para aplicaciones que requieren velocidad. Los engranajes helicoidales están inclinados y se mueven con fluidez, lo que los hace adecuados para escenarios de mayor carga. Cuanto más grande sea el engranaje, más dientes tendrá y más potencia transmitirá.
Temperatura de trabajo
La temperatura de trabajo de un engranaje industrial se refiere a la temperatura de funcionamiento normal a la que un engranaje puede operar de forma segura sin deformarse, romperse o sufrir daños irreparables. El rango de temperatura varía en función de los materiales y los procesos de fabricación de los engranajes. Por ejemplo, el nylon es adecuado para un rango de temperatura más bajo.
Carga
Esto se refiere al estrés de la maquinaria o los equipos pesados que puede soportar un reductor de engranajes industrial. Los engranajes industriales grandes están diseñados para soportar cargas pesadas siempre que sean del tamaño adecuado y estén hechos del material correcto. Por ejemplo, los engranajes cónicos ayudan a dispersar las cargas pesadas.
Configuración
Los engranajes industriales suelen venir en un conjunto de 2 a 10 que trabajan juntos para cambiar la dirección de la fuerza aplicada en una máquina y para cambiar su velocidad. Los engranajes helicoidales tienen dientes inclinados que pueden engranar más fácilmente cuando se colocan en pares. También engranan sin problemas con otros engranajes, incluidos los engranajes rectos.
Lubricación
En general, los lubricantes a utilizar son la grasa y el aceite con aditivos antidesgaste, antioxidantes e inhibidores de la corrosión. La grasa tiene una viscosidad más espesa y permanece más tiempo, lo que la hace adecuada para cajas de cambios verticales. Protege los sellos para prolongar la vida útil del engranaje. Por otro lado, el aceite tiene una viscosidad más baja y se circula fácilmente, lo que lo hace más ideal para aplicaciones de engranajes de alto rendimiento, alta temperatura y alta carga.
Limpieza
Antes de limpiar un engranaje industrial, es importante inspeccionar primero su estado y seguir el procedimiento de limpieza adecuado. Utilice el tipo correcto de solución de limpieza y examine el proceso de limpieza para que no se eliminen contaminantes útiles durante la limpieza. Por ejemplo, si el engranaje tiene desgaste localizado, puede ser mejor no limpiarlo.
Inspección
Las inspecciones periódicas ayudan a identificar la contaminación, los cambios de temperatura y otros factores de estrés ambiental. Los signos comunes de desgaste del engranaje que se deben buscar durante la inspección incluyen picaduras y descamación. Los ruidos inusuales cuando el engranaje funciona también pueden indicar signos de desgaste. Si la superficie del diente se ha rugosado y los bordes están astillados, es necesaria una inspección adicional.
Las cajas de cambios industriales aumentan el par y reducen la velocidad de los motores que accionan cargas pesadas y grandes en diversas industrias. Algunos representantes de área visitan las siguientes industrias para encontrar compradores comerciales que buscan motores de engranajes.
Seguimiento de paneles solares
Los sistemas de seguimiento de paneles solares utilizan motores de cajas de cambios para cambiar el ángulo de los paneles solares a lo largo del día, de modo que reciban la máxima luz solar. El movimiento diario del sol se imita mediante el sistema de engranajes planetarios que accionan los paneles solares para que el sistema pueda generar la mayor cantidad de energía posible.
Aeroespacial
Las industrias aeroespaciales utilizan engranajes planetarios porque son ligeros, fuertes, compactos y proporcionan altas relaciones de reducción. También hacen que los sistemas de accionamiento de cajas de cambios ofrezcan un excelente control de posicionamiento y alta precisión. Los robots para los rovers planetarios, las antenas de satélite precisas y los diferentes tipos de aeronaves utilizan cajas de cambios industriales como componente vital.
Automotriz
Un automóvil emplea una caja de cambios diferencial, que permite que las ruedas se muevan a diferentes velocidades, al tiempo que permite que el movimiento de rotación del motor se transfiera a las ruedas. El sistema de transmisión del automóvil también contiene cajas de cambios. Para mantener la potencia del motor trabajando con diversas situaciones y velocidades de la carretera, debe cambiar la posición y la velocidad del automóvil a través de diversas relaciones.
Cemento
La fabricación de cemento suele emplear reductores de engranajes helicoidales para reducir la velocidad del motor y aumentar el par. Accionan el molino brillantemente para triturar las materias primas y las cintas transportadoras. Debido a que están expuestos a condiciones adversas como altas temperaturas, polvo y humedad, los reductores deben ser robustos y duraderos.
Energía eólica
Las cajas de cambios helicoidales y cónicas se emplean en la energía eólica. El eje de una turbina eólica puede ser doblado por una caja de cambios helicoidal, y una caja de cambios cónica puede cambiar la posición de vertical a horizontal. Las cajas de cambios cónicas también se conocen como beveles eólicos. Modifican el movimiento del eje del engranaje para que pueda acoplarse a un generador colocado horizontalmente. La relación de transmisión se eleva mediante la caja de cambios para que la turbina pueda producir más par.
Metales
Las cajas de cambios reductoras cortan metales de alta resistencia como el titanio, al tiempo que resisten temperaturas más altas. Los reductores helicoidales o las cajas de cambios reductoras planetarias helicoidales son los tipos comunes. Las cajas de cambios reductoras accionan los molinos que trituran y laminan minerales metálicos como el hierro, el cobre y el aluminio. También soportan cargadoras, transportadores y elevadores. Los engranajes voladores son otro nombre para las cajas de cambios reductoras que soportan mucho peso.
Otras industrias donde las cajas de cambios industriales se utilizan comúnmente incluyen:
Sistemas de transporte:
Los motores de engranajes industriales reducen la velocidad y aumentan el par del motor que acciona la cinta transportadora para transportar diferentes objetos.
Robótica:
En las articulaciones de un robot, las cajas de cambios planetarias se utilizan para controlar con precisión el movimiento del robot.
Envasado:
Los motores de engranajes helicoidales reducen la velocidad y aumentan el par para accionar los motores que envasan productos como los alimentos a alta velocidad.
Ascensores y grúas:
Los sistemas de engranajes accionan los motores que levantan y bajan cargas pesadas a diferentes velocidades.
Hay que tener en cuenta varios factores a la hora de elegir engranajes mecánicos industriales. El equipo o la maquinaria que utiliza el engranaje es la primera y más importante consideración. La compatibilidad determinará si un engranaje puede ser utilizado o no. Factores como el tamaño, el material, el método de transmisión de potencia, el ángulo de presión y la configuración del eje serán relevantes para determinar si un engranaje en particular encaja.
Otra consideración clave a la hora de elegir un proveedor de engranajes industriales es el diseño específico de la aplicación. Los engranajes se pueden fabricar con características o modificaciones específicas para adaptarse a aplicaciones particulares. Por ejemplo, los engranajes de alto rendimiento pueden tener un tratamiento térmico especializado para aumentar la resistencia, como la carbonitruración o la cementación. Los proveedores pueden proporcionar engranajes personalizados si es necesario, con opciones como el material, el tamaño y la configuración del eje. Los compradores comerciales solo deben considerar proveedores que ofrezcan opciones de personalización para adaptarse a las necesidades particulares de sus compras.
La eficiencia de un engranaje se refiere a la eficacia con la que transmite la potencia, lo que es crucial para la potencia de trabajo de una máquina final. La resistencia a la carga bajo condiciones de carga son factores clave. La eficiencia influirá en la cantidad de potencia que puede utilizar una máquina industrial. El desgaste de un engranaje industrial dependerá de su eficiencia y de lo bien que transmita la potencia. El método de transmisión de potencia también será relevante para la eficiencia de un engranaje. Un engranaje industrial que funcione bien en una máquina puede no tener la misma eficiencia en una máquina diferente debido a los diferentes métodos de transmisión de potencia. La elección de un engranaje con el método de transmisión de potencia adecuado para una aplicación puede reducir los costes energéticos.
Las características personalizadas como la tecnología de reducción de ruido también deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un engranaje industrial. Los niveles de ruido en las máquinas industriales pueden ser altos. Un engranaje con tecnología de reducción de ruido puede ayudar a reducir esto. Otras características personalizadas podrían incluir una alta capacidad de carga, un sellado eficiente y un bajo juego. El juego se refiere al ligero retraso o espacio que hay cuando los engranajes están engranados. Los engranajes de bajo juego proporcionan precisión en aplicaciones industriales donde la precisión es vital.
P1: ¿Cuáles son las tendencias en el mercado de engranajes industriales?
A1: Se espera que el mercado mundial de engranajes industriales aumente significativamente en los próximos años. El crecimiento se puede atribuir a las industrias que están aumentando exponencialmente con necesidades masivas de producción, como las industrias minera, del petróleo y el gas, la generación de energía, la construcción, la automotriz, la manufacturera y la industria alimentaria. Además, la llegada de la tecnología moderna en la fabricación de engranajes industriales está creando un mercado en auge.
P2: ¿Cuál es el impacto del aumento de los precios de las materias primas en el mercado de engranajes industriales?
A2: El mercado de engranajes industriales se ve afectado por el precio de las materias primas que se utilizan para fabricar engranajes. Se espera que el aumento de los precios de las materias primas obstaculice el crecimiento del mercado de engranajes industriales. Además, es probable que los precios de los productos finales aumenten, lo que puede afectar la capacidad de compra de los clientes.
P3: ¿Tienen los engranajes industriales una clasificación de carga?
A3: Sí, todos los engranajes industriales tienen una clasificación de carga. La clasificación de carga es una forma en la que el fabricante puede indicar cuánta carga puede soportar el engranaje cuando está funcionando.
P4: ¿Son las cajas de cambios industriales impermeables?
A4: Las cajas de cambios industriales no son impermeables. Sin embargo, son resistentes al agua, lo que significa que repelen el agua hasta cierto punto. No obstante, no se deben exponer las cajas de cambios al agua, ya que hacerlo puede dañar los componentes.
P5: ¿Cuánto duran las cajas de cambios industriales?
A5: Normalmente, las cajas de cambios industriales pueden durar entre 15 y 20 años, dependiendo de diversos factores como las condiciones ambientales, la calidad de la instalación, las prácticas de mantenimiento y la carga.