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Un engranaje interno de plástico es un engranaje hecho de plástico que tiene dientes cortados en su interior. Los engranajes internos engranan con engranajes externos (piñones) y se utilizan comúnmente en trenes de engranajes donde se deben utilizar dos o más engranajes. Los engranajes internos de plástico se utilizan en aplicaciones que requieren reducción de ruido, componentes ligeros y un acoplamiento suave.
Los tipos de engranajes internos de plástico incluyen:
Engranaje interno helicoidal de plástico
Un engranaje interno helicoidal de plástico tiene dientes inclinados hacia el eje del árbol. Se utiliza comúnmente en aplicaciones que requieren la transmisión de altas fuerzas, como en la industria automotriz. El diseño del engranaje interno helicoidal permite un acoplamiento gradual de los dientes, lo que da como resultado engranajes que funcionan de manera suave y silenciosa. Cuando dos engranajes helicoidales engranan, proporcionan cierta flexibilidad axial, lo que permite compensar los errores de alineación.
Engranajes internos modulares de plástico
Los engranajes internos modulares de plástico simplifican el cálculo de los parámetros del engranaje. Reemplazan el paso y el paso diametral con un módulo único definido como la relación entre el diámetro de paso y el número de dientes. Los engranajes internos modulares realizan las mismas funciones que los engranajes internos. Comúnmente vienen en tamaños grandes y se utilizan en aplicaciones de carga pesada.
Engranaje interno de corona de plástico
Los engranajes internos de corona de plástico, también conocidos como engranajes anulares, tienen sus dientes inclinados a lo largo del eje del árbol. Tienen un perfil de diente que se asemeja a una corona y se encuentra dentro de una forma coronada. Se utilizan comúnmente en mecanismos diferenciales, articulaciones robóticas y actuadores rotativos. Los engranajes también se utilizan comúnmente en la caja de cambios de reducción donde se requieren grandes diámetros y pequeños diámetros de piñón.
Engranajes internos rectos de plástico
Un engranaje interno recto tiene dientes rectos que son paralelos a su eje de rotación. Su fabricación es fácil y por lo tanto barata. Los engranajes rectos son conocidos por interferir cuando giran, por lo que se utilizan principalmente en ensamblajes no compactos. Los engranajes internos rectos son adecuados para su uso en industrias como la robótica y la automotriz.
Las especificaciones de los engranajes internos varían según sus aplicaciones. Sin embargo, las siguientes son especificaciones comunes a considerar al elegir engranajes internos de plástico.
Dimensiones
Los engranajes vienen en varios tamaños y formas para coincidir con sus aplicaciones. Generalmente, las dimensiones incluyen el diámetro de paso, el diámetro exterior, la longitud y el ancho.
Material
Por lo general, los engranajes internos pueden estar hechos de diferentes tipos de materiales según la resistencia y durabilidad requeridas. El plástico se utiliza comúnmente en aplicaciones donde el funcionamiento silencioso es esencial.
Capacidad de carga
Esto se refiere a la cantidad de peso o fuerza que el engranaje puede soportar. La capacidad de carga depende del tamaño, el material y el diseño del engranaje. Los engranajes internos hechos de materiales plásticos resistentes pueden tener mayores capacidades de carga.
Temperatura de funcionamiento
La temperatura de funcionamiento se refiere al rango de temperatura dentro del cual un engranaje interno puede operar de manera eficiente. Las altas temperaturas pueden provocar la degradación de los materiales plásticos.
Clase de protección
Esto se refiere al nivel de protección que proporciona un engranaje interno contra el polvo y el agua. Se recomienda encarecidamente una clase de protección alta para entornos hostiles.
Nivel de ruido
Los engranajes internos de plástico son conocidos por producir menos ruido que sus contrapartes metálicas. Por lo tanto, los niveles de ruido alrededor del funcionamiento del engranaje se pueden medir con bastante precisión.
Las empresas manufactureras que utilizan engranajes internos en sus máquinas a menudo preguntan sobre sus requisitos de mantenimiento. Afortunadamente, los engranajes internos de plástico requieren muy poco mantenimiento debido a su excelente resistencia al desgaste y durabilidad. No obstante, los fabricantes pueden garantizar una vida útil más larga con los siguientes consejos de mantenimiento.
Lubricación
La lubricación regular ayuda a reducir el ruido y la fricción durante el funcionamiento. Las empresas pueden considerar la grasa o el aceite en función del material de su engranaje y los requisitos del fabricante.
Inspecciones
Las inspecciones regulares ayudan en la identificación temprana de daños menores antes de que empeoren. Los fabricantes deben verificar los signos comunes de desgaste, como grietas o daños en los dientes.
Limpieza
Aunque los engranajes internos de plástico no son susceptibles al óxido, la acumulación de residuos puede dañar los componentes adyacentes. Por lo tanto, las empresas pueden utilizar aire comprimido para eliminar el polvo y los residuos.
Los engranajes internos se utilizan comúnmente en sectores como la automoción y la industria pesada, donde se requieren altas capacidades de carga.
Industria automotriz
Un automóvil difiere las piezas de la transmisión del motor. Por ejemplo, el convertidor de par logra la reducción de la velocidad de transmisión aumentando el par del motor en un vehículo. Utiliza un engranaje interno de plástico para transferir un par más alto del motor a las ruedas, lo que resulta en una aceleración más suave y potente.
Industria pesada
Muchas aplicaciones de la industria de motores con engranajes internos requieren una reducción de velocidad masiva para mover partes grandes de forma suave y lenta. Un diseño de engranaje interno de plástico podría utilizarse en un transportador de tornillo de masa que mueve partes grandes o pesadas horizontalmente internamente o a través de un eje interno vertical. La parte flexible en movimiento de un transportador de tornillo se llama tornillo y podría ser un engranaje interno de plástico flexible.
Industria alimentaria
Una bomba de engranajes interna de plástico se utiliza comúnmente en la industria alimentaria. Las bombas de engranajes se utilizan principalmente para transferir productos de alta viscosidad, como jugos y pasta de tomate, entre otros.
Industria de la nanotecnología
Los engranajes internos pequeños se utilizan para cambiar la dirección del láser en el sector de la astronomía. Los láseres suelen emplearse en aparatos de telescopios para incidir en estrellas u objetos celestes específicos. Los dientes del engranaje suelen moldearse con un láser. El engranaje interno transmite el movimiento del motor al engranaje conectado al láser.
Capacidad de carga:
Determine si el engranaje interno de plástico estará cargado regularmente. Si es así, entonces considere obtener materiales como nylon con 30% de fibra de vidrio para aplicaciones de carga.
Temperatura de funcionamiento:
La temperatura de funcionamiento es muy importante al seleccionar plástico para engranajes internos. Esto se debe a que ciertos plásticos se deformarán bajo calor intenso. Por ejemplo, el POM funcionará bien bajo calor.
Resistencia ambiental:
La resistencia ambiental se aplica a productos químicos, radiación UV y humedad. Si el engranaje va a estar expuesto a tales entornos, considere elegir materiales con alta resistencia ambiental, como PPS o PSU.
Estabilidad dimensional:
La estabilidad dimensional es la capacidad del engranaje interno de plástico para mantener su forma con el tiempo. Esto es en presencia de fuerzas o temperaturas cambiantes. Materiales como el PBT ofrecen una buena estabilidad dimensional.
Amortiguación de ruido y vibraciones:
Una ventaja de los engranajes internos de plástico es que amortiguan el ruido. Esto también incluye vibraciones. Si la aplicación involucra tal factor, considere seleccionar plásticos como nylon o POM.
Disponibilidad y costo:
La disponibilidad y el costo de los materiales también importan. Los engranajes que se utilizan con regularidad están hechos de materiales fácilmente disponibles. Esto ayuda a reducir el costo de producción.
P1: ¿Qué es mejor, engranajes metálicos o de plástico?
A1: Ambos son adecuados dependiendo del uso. Si bien los plásticos para engranajes internos son más ligeros, silenciosos, económicos y fáciles de trabajar, los engranajes metálicos son mejores para aplicaciones de alta carga que requieren resistencia y durabilidad.
P2: ¿Pueden los engranajes de plástico reemplazar el metal?
A2: A veces pueden. Si la operación necesita baja fricción, el plástico funcionará mejor. Si la máquina es grande y utiliza alta potencia, el metal puede ser más adecuado. El plástico puede reemplazar el metal en aplicaciones de alta potencia si los diseñadores pueden cumplir con los requisitos de resistencia.
P3: ¿Se desgastan los engranajes de plástico?
A3: Eventualmente, todos los engranajes se desgastan. El plástico se desgasta más rápido que el metal, especialmente en aplicaciones de alta carga. Los engranajes internos de plástico son más resistentes porque los dientes del engranaje no están sujetos a altas concentraciones de tensión. Esto los hace durar más.
P4: ¿Los engranajes de plástico necesitan lubricación?
A4: La lubricación reduce el desgaste. Pero el plástico no lo necesita como el metal. Lubricar el plástico puede hacerlo resbaladizo, afectando el rendimiento. También puede causar que el lubricante degrade el plástico. Sin embargo, si se trabaja bajo altas cargas y tensiones, la lubricación ayudará.
P5: ¿Cuánta carga pueden soportar los engranajes de plástico?
A5: Depende del material, el diseño y el proceso de fabricación. En la mayoría de los casos, los engranajes de plástico pueden manejar cargas ligeras a moderadas. Pueden soportar más de 150 MPa de tensión de contacto elástica cuando se diseñan y fabrican correctamente. Sin embargo, la carga segura es mucho menor, alrededor del 50% del límite elástico en circunstancias normales.