Datos útiles :: Tipos de reducción

TIPOS DE REDUCCIÓN

- Características generales
- Cómo seleccionar reductores de velocidad
- Sobre la potencia
- Tipos de reductores

Características generales

Para procesos que requieren una velocidad inferior a 900 r.p.m., las alternativas diferentes a la utilización de reductores de velocidad son poco exitosas: los variadores de frecuencia implican una elevada potencia para estos requerimientos, lo que conlleva un alto costo; mientras que el sistema de cadenas o poleas es muy poco eficiente.

Por ello, los reductores de velocidad son la alternativa que brinda mayores beneficios para la industria en general.

Beneficios de los reductores de velocidad

A diferencia de los mecanismos que algunas industrias aún utilizan para reducir la velocidad -como las transmisiones de fuerza por correa, cadena o trenes de engranajes-, los reductores de velocidad traen consigo una serie de beneficios, entre los cuales destacan:

• Una regularidad perfecta tanto en la velocidad como en la potencia transmitida.
• Una mayor eficiencia en la transmisión de la potencia suministrada por el motor.
• Mayor seguridad en la transmisión, reduciendo los costos en el mantenimiento.
• Menor espacio requerido y mayor rigidez en el montaje.
• Menor tiempo requerido para su instalación.

¿Cómo seleccionar el reductor?
Para seleccionar adecuadamente una unidad de reducción debe tenerse en cuenta la siguiente información básica:

Características de operación:
• Potencia en Hp o Kw.
• Velocidad (RPM de entrada como de salida).
• Torque (par) máximo a la salida en kg-m o Nm.
• Relación de reducción (I).

Características del trabajo a realizar:
• Tipo de máquina motriz (motor eléctrico, a gasolina, hidráulico, u otro).
• Tipo de acople entre máquina motriz y reductor.
• Tipo de carga uniforme, con choque, continua, discontinua, entre otras.
• Duración de servicio horas/día.
• Arranques por hora, inversión de marcha.

Condiciones del ambiente:
• Humedad.
• Temperatura.

Ejecución del equipo:
• Ejes a 180º o 90º.
• Eje de salida horizontal, vertical, etc.

Sobre la potencia
En la práctica, es difícil que una unidad de reducción realice su trabajo en condiciones ideales. Por lo tanto, la potencia requerida por la máquina accionada debe multiplicarse por un Factor de servicio –Fs-, que considera las características específicas del trabajo a realizar y el resultado -llamado Potencia de selección- es el que se emplea para determinar el tamaño del reductor en las tablas de selección.

Para condiciones especiales como altas frecuencias de arranque-parada o de inversiones de marcha en el motor, alta humedad o temperatura ambiente y construcciones o aplicaciones especiales, es conveniente consultar (ver tabla).

Tipos de reductores de velocidad
Existe una amplia gama de reductores de velocidad, los cuales se diferencian entre sí, principalmente por su forma constructiva, disposición de montaje y resistencia. Ellos son: Engranajes Helicoidales, Corona y Sin Fin, Ortogonales, Ejes Paralelos, Pendulares y Planetarios.

Engranajes helicoidales

De ejes paralelos. Se emplea para transmitir movimiento o fuerzas entre ejes paralelos, pueden ser considerados como compuesto por un numero infinito de engranajes rectos de pequeño espesor escalonado, el resultado será que cada diente está inclinado a lo largo de la cara como una hélice cilíndrica.

De ejes cruzados. Son la forma más simple de los engranajes cuyas flechas no se interceptan teniendo una acción conjugada ( puede considerárseles como engranajes sinfín no envolventes), la acción consiste primordialmente en una acción de tornillo o de cuña.

Doble. Los engranajes "espina de pescado" son una combinación de hélice derecha e izquierda. El empuje axial que absorben los apoyos o cojinetes de los engranajes helicoidales es una desventaja de ellos y ésta se elimina por la reacción del empuje igual y opuesto de una rama simétrica de un engrane helicoidal doble.

Un miembro del juego de engranes "espina de pescado" debe ser apto para absorber la carga axial de tal forma que impida las carga excesivas en el diente provocadas por la disparidad de las dos mitades del engranaje.

Un engrane de doble hélice sufre únicamente la mitad del error de deslizamiento que el de una sola hélice o del engranaje recto.

Corona y sin fin

Sin fin y corona. Es un mecanismo diseñado para transmitir grandes esfuerzos, y como reductores de velocidad aumentando la potencia de transmisión. En las construcciones de mayor calidad la corona está fabricada de bronce y el tornillo sin fin, de acero templado con el fin de reducir el rozamiento. Este mecanismo si transmite grandes esfuerzos es necesario que esté muy bien lubricado para matizar los desgastes por fricción.
El número de entradas de un tornillo sin fin suele ser de una a ocho. Los datos de cálculo de estos engranajes están en prontuarios de mecanizado

Glóbicos. Con el fin de convertir el punto de contacto en una línea de contacto y así distribuir mejor la fuerza a transmitir, se suelen fabricar tornillos sin fin que engranan con una corona glóbica.

Otra forma de distribuir la fuerza a transmitir es utilizar como corona una rueda helicoidal y hacer el tornillo sin fin glóbico, de esta manera se consigue aumentar el números de dientes que están en contacto.

Finalmente también se produce otra forma de acoplamiento donde tanto el tornillo sin fin como la corona tienen forma glóbica consiguiendo mejor contacto entre las superficies.

Cónicos

Cónicos. Transmiten el movimiento entre ejes perpendiculares

Se fabrican a partir de un tronco de cono, formándose los dientes por fresado de su superficie exterior. Estos dientes pueden ser rectos, helicoidales o curvos. Esta familia de engranajes soluciona la transmisión entre ejes que se cortan y que se cruzan. Los datos de cálculos de estos engranajes están en prontuarios específicos de mecanizado.

Existen diferentes tipos de engranajes cónicos. Los veremos a continuación.

De dientes rectos. Efectúan la transmisión de movimiento de ejes que se cortan en un mismo plano, generalmente en ángulo recto, por medio de superficies cónicas dentadas. Los dientes convergen en el punto de intersección de los ejes. Son utilizados para efectuar reducción de velocidad con ejes en 90°. Estos engranajes generan más ruido que los engranajes cónicos helicoidales. Se utilizan en transmisiones antiguas y lentas. En la actualidad se usan muy poco.

Helicoidales. Se utilizan para reducir la velocidad en un eje de 90°. La diferencia con el cónico recto es que posee una mayor superficie de contacto. Es de un funcionamiento relativamente silencioso. Además pueden transmitir el movimiento de ejes que se corten. Los datos constructivos de estos engranajes se encuentran en prontuarios técnicos de mecanizado. Se mecanizan en fresadoras especiales.

Hipoide. Un engranaje hipoide es un grupo de engranajes cónicos helicoidales formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes, que se instala principalmente en los vehículos industriales que tienen la tracción en los ejes traseros. Tiene la ventaja de ser muy adecuado para las carrocerías de tipo bajo, ganando así mucha estabilidad el vehículo. Por otra parte la disposición helicoidal del dentado permite un mayor contacto de los dientes del piñón con los de la corona, obteniéndose mayor robustez en la transmisión. Su mecanizado es muy complicado y se utilizan para ello máquinas talladoras especiales (Gleason).