Descripción de reductores de corona y tornillo sin fin

Corona y tornillo sin fin

1. CORONA Y TORNILLO SIN FIN MARTINEZ VARGAS, JORGE ARMANDO RODRIGUEZ MOLLO, MARITZA

2. CONCEPTO En este mecanismo un tornillo sinfín va montado en el eje motor, haciendo girar la corona que es el eje de salida. Con este mecanismo, se consigue transmitir fuerza y movimiento entre dos ejes perpendiculares, con relaciones de transmisión muy elevadas. Mientras los tornillos de fuerza son generalmente de rosca simple, los tornillos sinfín tienen usualmente roscas múltiples. Al número de roscas de un tornillo sinfín se le llama número de entradas. Este valor determina la velocidad de giro de la corona de salida. Si el sinfín es de una sola entrada, por cada vuelta que gira el tornillo, la corona avanza un diente. O lo que es igual para que la corona de una vuelta completa el tornillo sinfín ha debido girar tantas vueltas como dientes tiene la corona.

3. 2. PARTES DE CORONA Y TORNILLO SIN FIN El  sinfín , acompañado de un  piñón  (mecanismo  sinfín-piñón ), se emplea para transmitir un movimiento giratorio entre ejes perpendiculares que se cruzan, obteniendo una gran reducción de velocidad . El  piñón  tiene los dientes cóncavos e inclinados y siempre se conecta al  eje conducido , con el que gira solidario

4. PARTES DE LA CORONA SIN FIN

5. NOMENCLATURA Los principales elementos de un tornillo sin fin son los siguientes: P=Paso real .- Es la distancia entre dos hilos (hélices) consecutivos medida sobre el perfil real del filete. El tornillo Sin fin de un solo filete (hélices) arrastra en cada una de sus vueltas un solo diente de la rueda. Px = Paso Axial .- Es la distancia entre dos hilos consecutivos, medida en el sentido axial. Es la distancia entre dos filetes consecutivos medida sobre el perfil oblicuo del filete

6. Ph = Paso de la hélice.- Es la distancia entre dos hilos pertenecientes a un mismo filete, medida en el sentido axial. Si el tornillo solo tiene un filete, el paso de hélice es igual al paso axial. Este paso es el que le interesa al tornero para calcular las ruedas a poner en la lira . α = Angulo de la helice .- . Es importante conocer la magnitud del ángulo de la hélice, para poder determinar los ángulos de flancos de la cuchilla de roscar.

7. d = diámetro exterior del tornillo dp = diámetro primitivo df = diámetro de fondo s = cabeza del filete ( addendum ) h = profundidad o altura del filete p = paso del tornillo A = avance de la helice α = Angulo de la helice Lt = longitud del tornillo R = Angulo de la herramienta en la puerta

8. 3 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO Transmitir un movimiento giratorio entre dos ejes que se cruzan perpendicularmente. Se emplea en mecanismos que necesiten una gran reducción de velocidad y un aumento importante de la ganancia mecánica : En este mecanismo, por cada vuelta completa del sinfín se obtiene solamente el avance de un diente del piñón. Por tanto, si queremos que el piñón de una vuelta completa, el sinfín tiene que dar tantas vueltas como dientes tenga aquel, lo que proporciona una gran reducción de velocidad y, consecuentemente, una gran ganancia mecánica.

9. Y en este caso  N1 =1 (pues el sinfín solamente tiene un diente, pero enrollado helicoidalmente), por lo que la velocidad en el eje conducido será: N2 = N1/D2 Es decir, en este mecanismo la velocidad del eje conducido (N2) es la del conductor (N1) dividido por el número de dientes del piñón (D2). Por lo tanto, cuanto mayor sea el número de dientes del piñón menor será la velocidad que obtenemos en el eje conducido.   Este mecanismo es especialmente apreciado debido a las altas reducciones de velocidad que permite conseguir (superiores a 60:1). A esto hemos de añadir su capacidad para trabajar con ejes a 90º, su pequeño tamaño en relación a la potencia que puede transmitir y su funcionamiento silencioso .

10. 4. CRITERIO DE SELECCIÓN / DISEÑO Tornillo Sinfín – Corona Sinfín Corona: Potencia

11. Sinfín Corona: Análisis de fuerzas

12. Sinfín Corona: Rendimiento

13. Sinfín Corona: Esfuerzos Sinfín Corona: Rendimiento

14. CRITERIO DE SELECCIÓN ¿ Qué elementos debemos tener en cuenta a la hora de elegir un reductor de velocidad? Para seleccionar adecuadamente una unidad de reducción debe tenerse en cuenta la siguiente información básica: Características del proceso industrial Información del motor: Potencia, número de polos, frecuencia y tensión de alimentación. Ambiente de la instalación y grado de protección del entorno de trabajo, en función de la humedad, temperatura, suciedad, corrosión… Velocidad en RPM de entrada y de salida de reductor. Torque (par) máximo / medio .

15. Tipos principales de reductores y para que industrias son los más adecuados Reductores corona de tornillo sin fin Reductores de velocidad de engranajes Reductor coaxialreductor -coaxial Reductor ortogonalesmotovario_reductor_ortogonal_fu_b Reductor de ejes paralelosreductor -paralelo Reductores pendulares Reductores de velocidad planetarios

16. PRINCIPALES APLICACIONES DEL TORNILLO SIN FIN Y CORONA Elevadores Los tornillos sin fin también se aplican en elevadores o transportadores helicoidales a modo de tornillo de Arquímedes.  Estos transportadores de tornillo sin fin efectúan el desplazamiento del material por un canalón o tubo, valiéndose de un tornillo giratorio. Los tornillos sin fin tubulares son ideales en aquellos procesos que requieran inclinaciones pronunciada en el transporte de productos de pequeño tamaño a granel (café, cereales, pellets...), materiales que tienden a pegarse o son irregulares (productos húmedos, viscosos, fibrosos...), minimizando el retroceso de productos a transportar. Tienen la ventaja de ser compactos, de fácil instalación y extremadamente versátiles.

17. 2. Mecanismos sin fin como reductores de velocidad de pequeños motores Los pequeños motores eléctricos como los que habitualmente traen ciertos juguetes o como los que puedes encontrar en el taller de tecnología para los proyectos. Generalmente, son de alta velocidad y de par bajo. El empleo de tornillo sin fin permite ampliar las posibilidades de aplicación de dichos motores en las que es preciso velocidades pequeñas y pares de giros más altos.

18. 3. Sistema de puertas automáticas  Una de los principales usos de los tornillos sin fin. En las aperturas y cierre de puertas automáticas es necesario el movimiento rectilíneo en ambos sentidos (derecha o izquierda) lento, además, de un bloqueo del sistema de final de carrera.

19. 4. Instrumentos musicales Los tornillos sin fin suelen emplearse para ajustar la tracción de las cuerdas de instrumentos musicales para afinarlos. Ejemplos típicos son la guitarra, violones y otros instrumentos de cuerda. Con dicho mecanismo, y debido a su fuerza mecánica y gran tales como guitarras sin fines son habituales en sistemas de ajuste de guitarras, violines y otros instrumentos de cuerda. Su gran fuerza mecánica permite tensionarlas con muy poco esfuerzo. 

20. 5. Mecanismos de sujeción (abrazaderas sin fin para tubo): Las abrazaderas sin fin son empleadas para fijación de tubos flexibles, de gas y de líquidos sobre soporte rígido, en el que el sin fin, engrana sobre una cinta de acero inoxidable dentada. Su uso posibilita abarcar diferentes diámetros de tubo con un único tipo de abrazadera.

21. 6. Mecanismos sinfín de plástico como reductores de velocidad de pequeños motores Este recurso suele utilizarse para ofrecer una gran reducción de velocidad en pequeñas dimensiones.

22. 7. Sistemas de dirección en automoción Uno de los mecanismos de dirección del automóvil  tiene al sinfín como uno de sus componentes básicos. En estos sistemas el tornillo engrana constantemente con una rueda dentada. A su vez, el sinfín se une al volante mediante la “columna de dirección”, y la rueda lo hace al brazo de mando. Gracias a este mecanismo, por cada vuelta del volante, la rueda del coche gira un cierto ángulo, que depende según la relación de reducción efectuada .

23. 8. Reductores de velocidad Los reductores tipo sinfín corona o de 90º tienen gran presencia en diferentes aplicaciones industriales debido a que ofrecen  importantes   ratios de reducción en poco espacio.  Por otro lado, la transmisión del movimiento se hace a 90º, lo que permite realizar la transmisión en un ángulo recto. Cómo desventaja, los reductores de  engranaje tornillo sinfín  están sometidos a una  mayor fricción  por su deslizamiento lo que provoca altas  temperaturas de operación  y mayores  gastos energéticos .