Cómo elegir el reductor de engranajes adecuado: Criterios clave de selección

¿Qué son los reductores de engranajes?

Los reductores de engranajes se utilizan para adaptar las características (par y velocidad) de los ejes de entrada y salida de un mecanismo, generalmente un motor o un motor de combustión. El par describe la fuerza transformada de un eje lineal a uno rotacional. Al cambiar la fuerza/velocidad de salida, el funcionamiento de una máquina puede controlarse con precisión y obtener mejores resultados.

Breve reseña sobre par y velocidad

Los reductores de engranajes aumentan el par de un motor y permiten que el elemento de toma gire bajo la influencia del nuevo par. Los fabricantes de unidades de engranajes a veces indican el par mínimo y máximo (expresado en newton-metro, Nm) que cada uno de sus productos puede manejar. La densidad de par varía según el reductor. Por ejemplo, los engranajes planetarios tienen una alta densidad de par.

Otro propósito del reductor es reducir la velocidad del motor y recomendamos tener en cuenta la relación de transmisión ideal para su aplicación. Basándose en la velocidad del motor, el factor de reducción se utiliza para determinar la velocidad de salida del motor. Esta información también la indican los fabricantes en las páginas de sus productos. Se da en revoluciones por minuto.

Los ejes de entrada y salida del reductor pueden ser coaxiales, paralelos u ortogonales. Debe preguntarse qué tipo de montaje del reductor es el más adecuado para su aplicación. Depende del uso previsto.

Tipos de reductores de engranajes

Existen cuatro tipos principales de reductores: engranajes planetarios, engranajes de tornillo sin fin, engranajes rectos y reductores de engranajes cónicos. Cada reductor tiene sus ventajas y desventajas. Deberá elegir el que mejor se adapte a su uso previsto. Por ejemplo, si busca un buen nivel de rendimiento, quizás debería considerar un engranaje planetario en lugar de uno cónico.

Los principales tipos de reductores de engranajes

• Cajas de engranajes planetarios
• Reductores de tornillo sin fin
• Reductores de engranajes cónicos

¿Cuándo usar una caja de engranajes planetaria?

Una de las características principales de los engranajes planetarios es el montaje coaxial. Este tipo de montaje reduce significativamente la configuración de dicha unidad de engranajes. Además del tamaño compacto, otras ventajas de las unidades de engranajes planetarios son la alta eficiencia, bajo despeje y alta relación par-peso. Por otro lado, su construcción compleja y costosa requiere mantenimiento especializado.

Recomendamos engranajes planetarios para aplicaciones de alta aceleración (robótica) así como para aplicaciones de baja velocidad pero alto par (hornos rotativos industriales). También se utilizan ampliamente en centros de mecanizado y otras máquinas herramienta, así como en máquinas móviles usadas en obras públicas y agrícolas.

¿Qué ventajas tienen los engranajes rectos?

Los reductores que cuentan con un conjunto de engranajes rectos se consideran el tipo más común y son adecuados para aplicaciones generales. Las huellas de los dientes de los engranajes rectos son rectas y cada huella es paralela al eje de rotación. La simplicidad de su diseño hace que sea fácil y rentable de fabricar, por lo que los reductores de engranajes rectos son preferibles en todas las industrias.

La principal ventaja de un conjunto de reductor de engranajes rectos es que proporciona hasta un 50 % más de par que las cajas de engranajes planetarios con engranajes rectos equivalentes. La transmisión de par y velocidad es directa y, por tanto, eficiente, lo que hace que la unidad sea ideal para aplicaciones de alta velocidad, generalmente aumentando la velocidad. Sin embargo, las huellas rectas de los dientes inevitablemente causan ruidos más fuertes cuando los engranajes engranan y se acoplan.

¿Cuándo usar un reductor de tornillo sin fin?

Las unidades de tornillo sin fin tienen ejes de entrada y salida perpendiculares. Generalmente se utilizan para aplicaciones que requieren relaciones de transmisión muy altas. El mecanismo de los reductores de tornillo sin fin es irreversible. Esto significa que el tornillo no puede accionar el husillo. La ventaja de este mecanismo irreversible es que proporciona un mayor nivel de seguridad del sistema. Los engranajes de tornillo sin fin son más baratos que los planetarios y también más silenciosos. Los reductores de tornillo sin fin no vibran, por lo que generan poco ruido y son más cómodos de usar.

Sin embargo, al igual que los engranajes planetarios, las unidades de tornillo sin fin se calientan rápidamente debido a su compacidad. También tienen niveles variables de rendimiento. Puede mejorar el rendimiento combinando el reductor de tornillo sin fin con otras cajas de engranajes y transmisiones. Los reductores de tornillo sin fin son ideales para transportadores, cabrestantes y manipulación.

¿Cuándo se debe usar un engranaje cónico?

La característica principal de los reductores de engranajes cónicos es su biela angular que permite al usuario cambiar el sistema de rotación de la máquina. Esto le permitirá cambiar del sistema de rotación lateral al sistema de rotación longitudinal. Los engranajes cónicos son compactos y robustos. Este tipo de unidad puede manejar alta potencia. Por lo tanto, si necesita alto par, recomendamos elegir esta tecnología. La solidez de sus dientes les permite ser utilizados con motores asíncronos trifásicos, síncronos o servomotores asíncronos.

Los engranajes cónicos son silenciosos, lo que hace que su uso sea agradable. Además, ofrecen un alto nivel de rendimiento y son energéticamente eficientes. Sin embargo, su nivel de eficiencia sigue siendo inferior al de los engranajes planetarios. Los engranajes cónicos también son muy costosos y requieren un mantenimiento difícil. Los engranajes cónicos se utilizan típicamente en transportadores de alta potencia, pero también en maquinaria móvil usada en agricultura u obras públicas.

Cómo calcular las dimensiones de un reductor de engranajes

Para calcular las dimensiones del reductor, necesita seleccionar el eje correcto. Existen tres orientaciones diferentes del eje: ortogonal, coaxial y paralela.

Si la unidad de engranajes tiene una orientación de eje perpendicular, los ejes de entrada y salida son perpendiculares. Este es a menudo el caso de las unidades de engranajes cónicos y tornillos sin fin. La orientación de eje ortogonal también se utiliza en instalaciones industriales y puentes diferenciales en automóviles. Si la caja de engranajes tiene una orientación de eje coaxial, los ejes de entrada y salida están alineados. Este es el caso, por ejemplo, de las cajas de engranajes planetarios o reductores usados en motores y turbopropulsores usados en la industria aeronáutica. Si el reductor tiene una orientación de eje paralela, los ejes de entrada y salida son paralelos.