Con el desarrollo de la producción, el funcionamiento de los engranajes recibe cada vez más atención por parte de las personas, hay muchos tipos. ¿Todavía no puedes encontrar el equipo adecuado y tienes problemas? Este artículo es para que usted resuelva los problemas.
¿Qué son los engranajes?
Engranajes Son mecanismos dentados cilíndricos, circulares o cónicos. Los dientes están tallados en el material a distancias iguales. Los dientes de los engranajes también se conocen como ruedas dentadas y los engranajes como ruedas dentadas o ruedas dentadas. Se utilizan muchas formas para la producción de engranajes, como el corte, la forja, la pulvimetalurgia, la extrusión, la fundición y mecanizado. Suelen estar unidos a las máquinas por medio de un eje. Un par de engranajes están engranados entre sí a través de dientes para aumentar el movimiento y la fuerza en el mecanismo.
Tipos de engranajes más comunes
Hay muchos tipos de engranajes que difieren en formas, tamaños (radio) y el número y disposición de los dientes. El tipo de engranajes que se utilizan más comúnmente incluyen,
- Ruedas dentadas
- Engranajes helicoidales (y engranajes de tornillo)
- Engranajes helicoidales dobles (y engranajes en espiga)
- Piñón y cremallera
- Engranajes cónicos
- (engranajes cónicos rectos, Zerol, espirales, hipoides, de corona y de inglete)
- Engranajes helicoidales
- Engranajes internos
Ruedas dentadas
Los engranajes rectos tienen dientes rectos con un cuerpo cilíndrico o circular. Son uno de los tipos más eficientes y son muy simples de construir. Los dientes rectos al eje del eje están tallados en el cuerpo del engranaje y, por lo tanto, forman parte del grupo de engranajes de eje paralelo. Pueden manejar cargas significativas con una alta velocidad y una mayor tasa de precisión en comparación con otros tipos de engranajes.
Los engranajes rectos no generan axial (carga de empuje) en el eje y son ruidosos cuando realizan operaciones aceleradas. En un par de engranajes macizos, el más pequeño se llama piñón y el más grande se llama engranaje. Las máquinas tienen engranajes rectos acoplados en pares macizos con engranajes internos, cremalleras e incluso engranajes rectos.
El engranaje más utilizado entre todos es el engranaje recto. Estos son ampliamente utilizados en industrias tales como las industrias de bebidas, alimentos y automotriz. También son significativos en máquinas pequeñas (relojes, máquinas domésticas como secadoras de ropa, lavadoras) y máquinas grandes (en centrales eléctricas, bombas, granjas, trenes, maquinaria de manipulación de productos y conjuntos de engranajes planetarios con engranajes internos).
Engranajes helicoidales
Los engranajes helicoidales son engranajes cilíndricos y se utilizan con ejes rectos. Se diferencian de los engranajes rectos en que los dientes están torcidos y angulados. Los engranajes helicoidales son capaces de manejar más carga que los engranajes rectos, ya que la disposición curva de los dientes provoca la conexión de dos dientes de cada engranaje a la vez durante la aplicación. También se convierte en una razón detrás del menor ruido durante las operaciones de alta velocidad y carga pesada.
Es obligatorio utilizar cojinetes de empuje con engranajes helicoidales porque generan carga de empuje (dirección axial). Los dientes de los engranajes helicoidales son de dos tipos, dientes torcidos a la derecha y a la izquierda. Entonces, debe usar un engranaje helicoidal con la mano izquierda y el otro con los dientes enrollados a la derecha para hacer un par macerador.
Los engranajes helicoidales se utilizan en industrias pesadas como centrales eléctricas, bebidas, minería, cemento, alimentos y bosques. Tienen una excelente tolerancia de cargas más pesadas y, por lo tanto, se utilizan en máquinas de transferencia y manejo de materiales pesados, generadores y bombas. Debido a su naturaleza súper silenciosa que los engranajes rectos, también se utilizan en los sistemas de transmisión de los automóviles.
Engranajes de tornillo
Los engranajes de tornillo son un tipo de engranajes helicoidales simples. A diferencia de los engranajes helicoidales, se utilizan para configuraciones que no se cruzan ni son paralelas. Los engranajes de tornillo utilizan un par macerado de los mismos engranajes helicoidales dentados a mano y no engranajes helicoidales dentados a la izquierda y a la derecha. Idealmente, no pueden realizar una operación de alta energía y alta velocidad debido a su menor manejo de carga y menor eficiencia. Necesitan lubricación cuando trabajan y también se conocen como engranajes helicoidales cruzados.
Los engranajes helicoidales también se utilizan para ejes descentrados y paralelos, según la dirección de los dientes de los engranajes acoplados.
Engranajes helicoidales dobles
Además de una sola hélice, los engranajes helicoidales también vienen como engranajes helicoidales dobles. En el engranaje helicoidal doble, hay dos filas de dientes en ángulo similares entre sí pero de dirección opuesta. En palabras simples, dos filas de dientes enrollados (torcidos) que parecen una imagen especular entre sí se cortan en un solo engranaje. Las dos filas están separadas entre sí con un espacio en el medio. El uso de un par macerador de engranajes helicoidales dobles puede eliminar rápidamente la carga de empuje.
Los dobles helicoidales son más duraderos, más fuertes y funcionan mejor que los simples. Es muy común utilizar engranajes de doble hélice en máquinas como generadores, bombas, minería, construcción, marina, sistemas de transmisión en turbinas de gas y ventiladores.
Engranajes en espiga
El engranaje de espiga es una variación de los engranajes helicoidales dobles. La ligera diferencia entre el engranaje de espiga y el de doble hélice es el espacio entre las dos filas de dientes reflejados. No hay espacio entre las dos filas de dientes, y están unidos, formando una forma de "V" como un patrón de espiga.
Son de menor tamaño que los de doble hélice y no se usan con frecuencia debido a su mayor costo y su complicada producción en comparación con otros engranajes. El uso de engranajes en espiga es común en industrias pesadas como minería, marina, barcos y turbinas de vapor.
Piñón y cremallera
La cremallera y el piñón son un par de cremalleras macizas con un engranaje helicoidal o un engranaje recto, conocido como piñón. Una cremallera es una varilla plana que tiene una línea de dientes recta, y los dientes tallados en la barra tienen la misma forma y tamaño en espacios iguales. Puede soportar cargas pesadas, y el diseño y la fabricación de la cremallera son bastante simples y fáciles.
Cuando la cremallera tiene un par de acoplamiento con el engranaje recto, tiene dientes rectos y paralelos, y el movimiento de rotación se convertirá en movimiento lineal. Y cuando el par de acoplamiento está entre la cremallera y el engranaje helicoidal, los dientes también son helicoidales, es decir, en ángulo y luego el movimiento lineal se convierte en movimiento de rotación.
La cremallera y el piñón se utilizan en muchos tipos de maquinaria, como equipos de transferencia de materiales, trenes y vías férreas, básculas y sistemas de dirección de cremallera y piñón de automóviles.
Engranajes cónicos
En los engranajes cónicos, los dientes están en la superficie de paso cónico. Los engranajes cónicos se usan comúnmente para transferir fuerza y movimiento entre dos ejes que se cruzan (a 90o ángulo). Maneja idealmente 90o configuración del eje, pero también puede manejar arreglos mayores o menores. No existe un uso tan frecuente de engranajes cónicos debido a su alto costo de fabricación y producción compleja.
Los engranajes cónicos se utilizan en automóviles, bombas, trenes y vías férreas, centrales eléctricas, equipos de manipulación de productos y aeronaves. Sobre la base de las formas y la disposición de los dientes, los engranajes cónicos en forma de cono son principalmente de tres tipos.
Engranajes cónicos rectos
Los engranajes cónicos más utilizados son los engranajes cónicos rectos de todo tipo. Los dientes se colocan en un patrón paralelo en el engranaje cónico de este tipo. Son simples y fáciles de fabricar, pero debido a sus dientes rectos, producen una gran cantidad de ruido y son todos menos eficientes que los engranajes helicoidales. Al igual que los engranajes rectos, no realizan carga de empuje en la dirección axial.
Engranajes cónicos Zerol
Es el segundo tipo de engranajes cónicos, y son los que tienen ángulo de giro cero. Este tipo de engranaje cónico es algo así como un engranaje cónico en espiral y recto. En los engranajes cónicos Zerol, los dientes no están angulados sino curvados como los engranajes en espiral, lo que significa que los dientes curvos tienen una posición recta. Pueden realizar las mismas aplicaciones que los engranajes cónicos rectos, pero son más duraderos y menos ruidosos que ellos. El engranaje Zerol viene con dientes torcidos tanto a la derecha como a la izquierda, pero pueden girar en ambas direcciones.
Engranajes cónicos en espiral
Los caracteres de los engranajes cónicos en espiral son muy parecidos a los engranajes helicoidales. En estos engranajes, los dientes de la superficie de paso cónico están curvados y, por lo tanto, producen una carga de empuje en la dirección axial. Los dientes de los engranajes cónicos en espiral tienen un contacto más suave, lo que les ayuda a reducir el ruido, la vibración y la tensión en los dientes. Pueden realizar operaciones que necesitan mayor precisión y alta velocidad. Al igual que los engranajes helicoidales, vienen con dientes en espiral a la derecha y en espiral a la izquierda y son costosos y difíciles de fabricar, pero son más duraderos que los engranajes cónicos rectos.
Más tipos de engranajes cónicos
Además de los tres tipos principales mencionados anteriormente, los engranajes cónicos tienen muchas variaciones. Algunos de ellos son engranajes hipoidales, corona e inglete.
Engranajes hipoides
Los engranajes hipoides son una variedad de engranajes cónicos en espiral, pero a diferencia de ellos, funcionan en ejes que no se cruzan ni son paralelos. Los dientes están torcidos y angulados como engranajes cónicos en espiral. El uso de cojinetes es imprescindible en el macerado de engranajes hipoides porque la colocación del engranaje y el piñón no está al mismo nivel. La producción de engranajes hipoides es más costosa y complicada en comparación con los engranajes cónicos en espiral. Estos engranajes no se utilizan con mucha frecuencia debido a sus altos precios.
Se utilizan en las industrias del cemento, alimentos, minería y bebidas, pero la principal aplicación de los engranajes hipoides se encuentra en la industria automotriz. También se utilizan en centrales eléctricas, transportadores, sistemas de transferencia de materiales y mezcladores.
Engranajes de corona
Los engranajes de corona son otra variación de los engranajes cónicos en los que la superficie de paso es plana y el cuerpo es cilíndrico en lugar de cónico. El nombre corona se debe a su estructura en forma de corona. Los dientes del engranaje están colocados a 90o a la cara del engranaje haciéndola parecer una corona. También se les conoce como “engranajes frontales”. El par macerador de engranajes de corona depende del diseño de sus dientes, y pueden emparejarse con engranajes rectos y otros tipos de engranajes cónicos. El uso de coronas dentadas en máquinas para reducir el ruido y las vibraciones está muy extendido.
Engranajes de inglete
Los engranajes de inglete tienen un ángulo de eje de 90o mientras que los engranajes de inglete angular pueden tener cualquier ángulo de eje excepto el ángulo recto. Los engranajes de inglete se utilizan principalmente en máquinas para cambiar la dirección de transmisión de la fuerza mientras se mantiene constante la velocidad. Con el uso de un par macerador de dos engranajes de inglete con el mismo número y forma de dientes, la relación de velocidad se convierte en 1:1. Los engranajes de inglete producen una carga de empuje (carga axial), por lo que los cojinetes de empuje siempre se utilizan con un par de engranajes de inglete para reducir la carga de empuje.
Engranajes helicoidales
El engranaje helicoidal transfiere fuerza y movimiento en ángulo recto entre ejes que no se cruzan y no son paralelos. Es un par macerador de gusano y rueda helicoidal, donde el gusano es un eje con forma de tornillo y la rueda helicoidal es un engranaje cilíndrico. Son superiores en su funcionamiento suave y silencioso, pero no son tan excelentes en lo que respecta a la eficiencia como otros tipos de engranajes.
La fabricación del engranaje helicoidal de reloj de arena es más complicada. El deslizamiento de las superficies de los engranajes helicoidales y sinfín provoca fricción, lo que hace necesaria la lubricación durante la aplicación. Si el tornillo sin fin tiene un ángulo de avance pequeño, es imposible que la rueda del tornillo sin fin gire el tornillo sinfín, lo que se denomina característica de autobloqueo.
El uso más común de los engranajes helicoidales es en sistemas que necesitan la función de autobloqueo. También se utilizan en sistemas de dirección de automóviles, equipos de transferencia de materiales, ascensores y montacargas.
Engranajes internos
Los engranajes internos son engranajes cilíndricos o cónicos en los que hay dientes en el interior del cuerpo del engranaje. Forman un par macerador con engranajes externos, y el número de dientes es diferente en ambos engranajes debido a la diferencia de tamaños. La diferencia en el número de dientes es finita debido a problemas de recorte, interferencia trocoide e interferencia evoluta.
La mayoría de las veces, los engranajes rectos se utilizan como engranajes externos para emparejarse con engranajes internos. A diferencia del engrane de los engranajes externos, el par de engranes externo e interno gira en la misma dirección. Los cortadores de piñón se utilizan para dar forma y fabricar engranajes internos.
La principal razón para fabricar engranajes internos es usarlos en acoplamientos de ejes y operaciones de cajas de engranajes planetarios.
Conclusión
Los engranajes son una parte esencial de la maquinaria y se fabrican con sumo cuidado y precisión. Se deben elegir los engranajes correctos para garantizar el funcionamiento eficiente de la máquina y resultados ideales. ¡Elija el que mejor se adapte a sus necesidades o conéctese con nosotros para obtener más información sobre los engranajes y la opción correcta para usted!