3 diferencias principales entre los reductores de tornillo sin fin de doble envoltura y los engranajes de tornillo sin fin convencionales

Mucha gente está familiarizada con el reductor de tornillo sin fin de doble envoltura ; es una "cara familiar" en el campo de la transmisión de potencia industrial, ampliamente utilizada en diversos sectores industriales y mecánicos gracias a ventajas como una estructura compacta, una transmisión suave y la capacidad de lograr altas relaciones de reducción.

En los últimos años, un número cada vez mayor de personas ha comenzado a comprar reductores de tornillo sin fin de doble envoltura. Entonces, ¿cuál es la diferencia entre un reductor de tornillo sin fin de doble envoltura y un engranaje de tornillo sin fin convencional?

Diferentes principios de mallado

Las transmisiones por engranajes helicoidales convencionales suelen emplear un tornillo sin fin cilíndrico engranado con un engranaje helicoidal; esta disposición da como resultado un contacto puntual o lineal, una pequeña área de carga real y susceptibilidad a la concentración de tensiones, lo que conduce a un desgaste rápido y una baja eficiencia.

La característica única del reductor de tornillo sin fin toroidal de doble envoltura radica en su estructura de "doble envoltura". Durante el mecanizado sin fin, se genera una superficie curva compleja a través de dos movimientos envolventes, lo que permite el acoplamiento simultáneo de varios dientes con el engranaje sin fin. Esto crea una unidad de alta relación de contacto caracterizada por una combinación de contacto superficial y conjugación de múltiples líneas. Las ventajas de este método de mallado son evidentes: la superficie de contacto aumenta considerablemente y, por tanto, se mejora considerablemente la capacidad de carga.

Diferencias significativas en las propiedades mecánicas.

La percepción de que las transmisiones por engranajes helicoidales sufren de baja eficiencia está profundamente arraigada. Las transmisiones por engranajes helicoidales estándar generalmente funcionan con una eficiencia de solo entre el 40 % y el 70 % (una cifra que disminuye significativamente a medida que aumenta la relación de reducción), principalmente debido a la intensa fricción por deslizamiento entre el tornillo sin fin y las superficies de los dientes del engranaje helicoidal. Además, la capacidad de carga de los engranajes helicoidales convencionales es modesta, lo que los hace adecuados para aplicaciones de carga ligera a media.

Por el contrario, los reductores de tornillo sin fin de doble envolvente ofrecen una alta densidad de par y capacidad de carga. Se destacan en aplicaciones que requieren una alta fuerza de salida y una instalación compacta, al mismo tiempo que demuestran una resistencia superior a las cargas de impacto y al desgaste.

Son precisamente las diferencias en el rendimiento mecánico las que conducen a rangos de aplicación muy diferentes para los engranajes helicoidales convencionales y los reductores de engranajes helicoidales de doble envolvente. Los reductores de tornillo sin fin de doble envoltura se utilizan ampliamente en aplicaciones que exigen una confiabilidad extremadamente alta, como laminadores metalúrgicos, elevadores de minas, mecanismos de dirección marinos y maquinaria de construcción de servicio pesado, mientras que las transmisiones por tornillo sin fin estándar generalmente se emplean en entornos como cintas transportadoras y equipos industriales en general.

Los procesos y costos de fabricación son diferentes.

Los engranajes helicoidales convencionales presentan una estructura simple, procesos de fabricación maduros, bajos costos e idoneidad para la producción en masa.

Por el contrario, los reductores de tornillo sin fin de doble envolvente utilizan una geometría compleja de superficie sin fin que requiere máquinas herramienta CNC especializadas y procesos de rectificado de engranajes de precisión; en consecuencia, su fabricación es difícil y requiere mucho tiempo, entraña costes más elevados y representa un tipo relativamente nuevo de equipo de transmisión.

Por ejemplo, los reductores de tornillo sin fin de doble envolvente desarrollados y fabricados por SGR se caracterizan por un engrane de múltiples dientes entre el tornillo sin fin y el tornillo sin fin. El tornillo sin fin está hecho de acero 20CrMnTi, sometido a cementación, enfriamiento y rectificado de precisión, mientras que el engranaje helicoidal está hecho de una aleación de bronce de alto rendimiento, lo que garantiza una resistencia al desgaste duradera, una alta eficiencia de transmisión y una vida útil prolongada. En comparación con los juegos de engranajes helicoidales cilíndricos de las mismas especificaciones, estos reductores ofrecen una capacidad de carga y una eficiencia de transmisión significativamente mayores; Además, exhiben capacidades de autobloqueo mecánico en relaciones de transmisión altas, lo que mejora efectivamente la seguridad de la maquinaria de elevación.

¿Qué se debe considerar al seleccionar un reductor de tornillo sin fin de doble envoltura?

Los reductores de tornillo sin fin funcionan según el principio de fricción por deslizamiento. Sus relaciones de reducción suelen oscilar entre 5:1 y 100:1; generalmente, cuanto mayor es la relación de reducción, menor es el ángulo de avance y menor es la eficiencia. Al seleccionar un reductor de tornillo sin fin, es necesario equilibrar la relación de reducción con la eficiencia y elegir un modelo que cumpla con los requisitos de ambos.

Además, para un funcionamiento prolongado, se deben considerar medidas de disipación de calor, como instalar ventiladores o sistemas de enfriamiento de aceite, o seleccionar una carcasa de hierro fundido equipada con aletas de enfriamiento.

Los materiales y los procesos de fabricación de los reductores de tornillo sin fin son determinantes críticos de su rendimiento. Los principales fabricantes suelen utilizar acero aleado (como 20CrMnTi) para el tornillo sin fin y bronce al estaño (ZCuSn10P1) o bronce al aluminio para el tornillo sin fin, materiales que ofrecen una excelente resistencia al desgaste y baja fricción. Los componentes se someten a cementación, enfriamiento y rectificado para lograr una alta dureza y una resistencia al desgaste duradera, lo que da como resultado una alta eficiencia de transmisión y una larga vida útil.

Por el contrario, si se sustituye el material del engranaje helicoidal por hierro fundido en productos inferiores, la vida útil se reduce drásticamente.

Abordar el problema desde el origen seleccionando un fabricante confiable de reductores de tornillo sin fin puede ahorrar muchos problemas. Si el reductor está destinado a ser utilizado en equipos especializados, como embarcaciones marinas, ascensores o maquinaria de elevación, es recomendable verificar si el fabricante posee las certificaciones industriales pertinentes; para aplicaciones marinas, por ejemplo, es muy deseable la certificación del Registro Marítimo de Transporte Marítimo (RS) de Rusia. (Autor, SGR, Angie Zhang)

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