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A medida que la maquinaria industrial continúa avanzando hacia una mayor eficiencia, mayor capacidad de carga y sistemas de transmisión más compactos, los reductores de tornillo sin fin siguen siendo una importante solución de transmisión de potencia para aplicaciones de servicio pesado y de alta relación.
A reductor de tornillo sin fin convierte la entrada del motor de alta velocidad en una salida de menor velocidad y mayor torque a través de la interacción entre un eje helicoidal y una rueda helicoidal. En comparación con muchas soluciones de transmisión convencionales, cajas de engranajes helicoidales son valorados por su estructura compacta, altas relaciones de reducción, funcionamiento suave y, en condiciones de diseño apropiadas, características de autobloqueo.
Al mismo tiempo, la tecnología de engranajes helicoidales cilíndricos convencionales enfrenta desafíos cada vez mayores en aplicaciones que requieren un par mayor, una vida útil más larga y una eficiencia de transmisión mejorada.
Ésta es una de las razones por las que reductores de tornillo sin fin de doble envolvente están atrayendo cada vez más atención en la transmisión de energía industrial.
Con más de una década de experiencia en tecnología de transmisión por engranaje helicoidal, Shanghai SGR Heavy Industry Machinery Co., Ltd. ha desarrollado su caja de engranajes helicoidales de doble envolvente Serie C para proporcionar soluciones de transmisión de alto par para aplicaciones industriales exigentes.
Los reductores de tornillo sin fin se utilizan ampliamente en sectores industriales donde se requiere reducción de velocidad, multiplicación de par, instalación compacta y transmisión de potencia confiable.
Las aplicaciones típicas incluyen: equipos de manipulación de materiales, transportadores, maquinaria de elevación y elevación, equipos de minería, maquinaria metalúrgica, mezcladores industriales, equipos marinos, maquinaria de embalaje, líneas de producción y maquinaria industrial de servicio pesado.
A medida que los equipos industriales se hacen más grandes y más automatizados, los fabricantes de cajas de cambios se enfrentan a requisitos cada vez más exigentes.
Los clientes ya no buscan sólo un reductor de velocidad de tornillo sin fin básico. Requieren cada vez más: mayor par de salida, mayor capacidad de carga, mayor vida útil, funcionamiento estable en servicio continuo, menor vibración y ruido, configuraciones de montaje flexibles, mejor eficiencia de transmisión y disposiciones personalizadas de entrada y salida.
Estos requisitos están impulsando el desarrollo de tecnologías de transmisión de engranajes helicoidales de mayor rendimiento.
Entre ellos, la caja de engranajes helicoidales de doble envolvente se ha convertido en una solución importante para aplicaciones en las que los reductores de engranajes helicoidales cilíndricos convencionales pueden no proporcionar suficiente capacidad de carga.
A reductor helicoidal de doble envolvente es un tipo especializado de transmisión de tornillo sin fin diseñado para aumentar el área de contacto entre el tornillo sin fin y la rueda helicoidal.
En un conjunto de engranajes helicoidales cilíndricos convencionales, el gusano generalmente tiene una geometría cilíndrica, mientras que la rueda helicoidal está diseñada para enrollarse parcialmente alrededor del gusano.
En un sistema de engranaje helicoidal de doble envolvente, tanto el tornillo sin fin como la rueda helicoidal tienen geometrías envolventes. El gusano tiene un perfil similar a un reloj de arena, lo que permite que la rueda helicoidal rodee al gusano de manera más efectiva.
Esta geometría crea un área de contacto efectiva más grande y permite que múltiples dientes participen en la transmisión de carga simultáneamente.
Como resultado, el sistema de transmisión puede lograr una mejor distribución de la carga y una mayor capacidad de transmisión de par.
La información técnica de SGR describe su transmisión de tornillo sin fin de doble envolvente Serie C como un sistema de engrane de múltiples dientes, con el tornillo sin fin fabricado con material endurecido 20CrMnTi y la rueda helicoidal hecha con una aleación de bronce de alto rendimiento.
Este diseño es particularmente valioso para maquinaria industrial que opera bajo cargas elevadas y condiciones de trabajo exigentes.
La principal ventaja de un reductor helicoidal de doble envolvente no es simplemente su estructura, sino la forma en que ésta cambia la distribución de las cargas de transmisión.
El perfil dentado envolvente aumenta la superficie de contacto entre el tornillo sin fin y la rueda helicoidal.
En lugar de concentrar la carga en un área de contacto relativamente limitada, múltiples dientes pueden participar en la transmisión del par.
Esto ayuda a distribuir la carga de manera más efectiva y puede reducir la tensión dental localizada.
Para maquinaria pesada, el par de salida es uno de los parámetros de selección de caja de cambios más importantes.
La gama de productos de la Serie C de SGR incluye reductores helicoidales de doble envolvente con especificaciones de par de salida que alcanzan hasta 160.000 N·m, según la configuración.
Esto hace que la tecnología sea adecuada para aplicaciones donde se requiere un par elevado y una velocidad de salida relativamente baja.
La selección de materiales y el tratamiento térmico también son fundamentales para la vida útil de la caja de engranajes helicoidales.
SGR utiliza 20CrMnTi para sus componentes helicoidales y una aleación de bronce de alto rendimiento para la rueda helicoidal. El gusano se somete a procesos de cementación, endurecimiento y rectificado de precisión para mejorar la dureza de la superficie y la resistencia al desgaste.
Según la información del producto de SGR, la dureza de los dientes del gusano puede alcanzar HRC 58–62.
La combinación de acero endurecido y aleación de bronce tiene como objetivo proporcionar un equilibrio adecuado entre resistencia, resistencia al desgaste y contacto deslizante confiable.
La transmisión de tornillo sin fin es naturalmente adecuada para aplicaciones que requieren una reducción suave de la velocidad.
Las características de engrane de múltiples dientes de los engranajes helicoidales de doble envolvente pueden mejorar aún más la distribución de la carga y contribuir a una transmisión estable.
Esto hace que la tecnología sea adecuada para maquinaria industrial donde es necesario controlar la vibración, el ruido y los golpes mecánicos.
SGR ha desarrollado su reductor helicoidal de doble envolvente Serie C como una solución de transmisión industrial de alto par.
Según la información de producto actual de SGR, la Serie C cubre distancias entre centros de 100 a 710 mm, con conceptos de diseño modulares y serializados. Se pueden personalizar configuraciones específicas según los requisitos del cliente.
Las especificaciones y características clave incluyen:
| Parámetro | Serie SGR C |
| Tipo de engranaje | Engranaje helicoidal de doble envoltura |
| Distancia al centro | 100–710 milímetros |
| Relación de transmisión típica | i = 10–63 para configuraciones de una sola etapa |
| Par de salida | Hasta 160.000 N·m |
| Material del gusano | 20CrMnTi |
| Rueda helicoidal | Bronce de aleación de alto rendimiento |
| Montaje | Chasis, brida, montaje frontal y personalizado. |
| Entrada | Brida del motor, eje cilíndrico, eje estriado y personalizado |
| Salida | Eje cilíndrico, eje estriado, eje hueco y personalizado |
La configuración real de la caja de cambios debe seleccionarse según la potencia del motor, la velocidad de entrada, el par de salida requerido, la relación de reducción, el ciclo de trabajo, la disposición de montaje y el entorno operativo. SGR también proporciona configuraciones de entrada y salida personalizadas para diferentes diseños de maquinaria.
Desarrollar una caja de engranajes helicoidales de doble envolvente de alto rendimiento requiere mucho más que simplemente mecanizar un tornillo sin fin y una rueda helicoidal.
La compleja geometría de los dientes requiere capacidades especializadas de diseño, fabricación e inspección.
SGR ha creado un equipo de I+D formado por doctores e ingenieros superiores y ha desarrollado su propio sistema de diseño de optimización de engranajes helicoidales planos de doble envoltura. La empresa también opera equipos de mecanizado CNC, máquinas de medición 3D, sistemas de prueba de potencia y eficiencia de cajas de cambios, y un instrumento de medición de fresado y tornillo toroidal.
Estas capacidades permiten a SGR controlar múltiples etapas del desarrollo de la caja de cambios, que incluyen:
Este enfoque integrado es particularmente importante para los engranajes helicoidales de doble envoltura porque la precisión del perfil de los dientes afecta directamente el rendimiento del engrane, la distribución de la carga y la vida útil.
Una caja de engranajes helicoidales de alto par es particularmente adecuada para maquinaria que requiere un par significativo a velocidades de rotación relativamente bajas.
Los equipos de minería frecuentemente operan bajo cargas pesadas, polvo, vibraciones y condiciones de trabajo continuo.
Se puede utilizar una caja de engranajes helicoidales industriales de alto par en sistemas adecuados de transporte, elevación y manipulación de materiales donde se requiere una transmisión de par confiable.
La maquinaria siderúrgica y metalúrgica a menudo requiere sistemas de transmisión robustos capaces de funcionar bajo cargas elevadas.
La tecnología de engranaje helicoidal de doble envoltura puede proporcionar una solución de transmisión compacta para transmisiones de servicio pesado seleccionadas.
Los sistemas transportadores requieren una transmisión de energía estable y continua.
Dependiendo de los requisitos de carga y velocidad, un reductor de tornillo sin fin puede proporcionar la relación de reducción y el par de salida necesarios manteniendo al mismo tiempo un espacio de instalación relativamente compacto.
Las máquinas de elevación imponen grandes exigencias en cuanto a la fiabilidad de la caja de cambios y al control de la carga.
Los reductores de tornillo sin fin se pueden utilizar en mecanismos de elevación apropiados donde se requieren altas relaciones de reducción y características de retención. Sin embargo, el comportamiento de autobloqueo de la caja de cambios siempre debe verificarse con respecto a los requisitos reales de carga, relación, lubricación, eficiencia y seguridad en lugar de asumirse únicamente a partir del tipo de caja de cambios.
Los equipos marinos industriales, los cabrestantes y otra maquinaria especializada pueden requerir configuraciones de caja de cambios personalizadas.
SGR proporciona disposiciones personalizadas de eje, montaje y entrada/salida para adaptar la caja de cambios a diseños de equipos específicos.
Para los diseñadores de equipos, la elección entre un reductor helicoidal convencional y un reductor helicoidal de doble envolvente debe basarse en los requisitos operativos reales.
Una caja de engranajes helicoidal convencional puede ser suficiente para aplicaciones con torque moderado y condiciones de operación estándar.
Sin embargo, un reductor helicoidal de doble envolvente resulta más atractivo cuando la aplicación requiere:
La geometría de doble envoltura más compleja también significa que los requisitos de fabricación y control de calidad son mayores.
Por lo tanto, seleccionar un reductor helicoidal de doble envolvente no es simplemente una cuestión de elegir un reductor más grande. Es necesario considerar en conjunto el perfil del diente, el material, el tratamiento térmico, la lubricación, la alineación, las condiciones térmicas y el ciclo operativo.
Para los compradores de cajas de cambios industriales, la capacidad de ingeniería del fabricante de la caja de cambios puede ser tan importante como las especificaciones del producto.
SGR se centra en la transmisión de engranajes industriales y tiene más de 15 años de experiencia en I+D y fabricación de cajas de cambios. Su cartera de productos incluye cajas de engranajes planetarios, cajas de engranajes helicoidales de doble envolvente, reductores de engranajes helicoidales cilíndricos y soluciones de transmisión personalizadas.
Las fortalezas de SGR incluyen:
Equipo profesional de I + D
Doctores e ingenieros superiores participan en el diseño de cajas de cambios y el desarrollo de tecnologías de transmisión.
Tecnología especializada de engranajes helicoidales
SGR ha desarrollado un sistema de diseño de optimización de engranajes helicoidales planos de doble envoltura.
Fabricación de precisión
Para componentes de engranajes complejos se utilizan mecanizado CNC y equipos especializados.
Inspección y pruebas
SGR utiliza equipos de medición 3D, equipos de medición de tornillo sin fin y de placa, y sistemas de prueba de potencia y eficiencia de cajas de engranajes.
Soluciones personalizadas
Los ejes de entrada, los ejes de salida, los métodos de montaje, las relaciones y otros componentes clave de la transmisión se pueden personalizar según los requisitos de la aplicación.
Soluciones OEM y de reemplazo
SGR afirma que las dimensiones de montaje de sus reductores sin fin de doble envolvente pueden ser intercambiables con los reductores sin fin CAVEX®, mientras que también se pueden suministrar componentes de transmisión personalizados.
El desarrollo de maquinaria industrial está impulsando la tecnología de cajas de cambios hacia una mayor densidad de par, mejor eficiencia, mayor vida útil y mayor personalización.
Para los reductores de tornillo sin fin, el futuro no consiste simplemente en aumentar el tamaño de la caja de cambios.
En cambio, el desarrollo tecnológico se centra cada vez más en perfiles de dientes optimizados, materiales avanzados, fabricación de precisión, mejores sistemas de lubricación, gestión térmica mejorada, inspección de calidad digital, configuraciones de cajas de cambios personalizadas y una mayor eficiencia de transmisión.
La tecnología de engranaje helicoidal de doble envolvente proporciona un camino importante hacia estos objetivos porque su estructura de engranaje de múltiples dientes permite a los fabricantes optimizar la distribución de carga y la transmisión de par.
Para los fabricantes de cajas de cambios, esto significa que la capacidad de I+D, la fabricación de precisión y la tecnología de prueba se convertirán cada vez más en factores competitivos importantes. (Autor, SGR, Angie Zhang)
Correo electrónico: export@sgr.com.cn
Whatsapp: 86 188 1807 0282
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SGR es un fabricante de cajas de engranajes industriales con certificación ISO 9001 y acreditación DNV desde 1996. Suministramos diferentes reductores de engranajes a marcas de todo el mundo.
