Problemas comunes de desarrollo de reductores corona sin fin
1.Descripción principal de reductores corona sin fin
Los reductores corona sin fin son mecanismos que reducen la velocidad y aumentan el par (torque) mediante el engranaje de un tornillo helicoidal (sinfín) con una rueda dentada (corona), transmitiendo movimiento entre ejes perpendiculares, caracterizándose por su diseño compacto, funcionamiento silencioso, alta capacidad de reducción, y a menudo, irreversibilidad (la corona no puede mover el sinfín), ideales para aplicaciones que requieren precisión y fuerza, como maquinaria industrial.
2.Principio básico de funcionamiento de los reductores corona sin fin
1.Entrada de movimiento: El motor hace girar el tornillo sin fin (eje motriz), el cual tiene una rosca helicoidal similar a un tornillo convencional.
2.Engrane y Empuje: A medida que el tornillo gira, sus filetes o hilos "empujan" continuamente los dientes de la corona (rueda conducida), obligándola a rotar sobre su eje.
3.Reducción de velocidad: En un sin fin de una sola entrada, por cada vuelta completa (360°) que da el tornillo, la corona avanza solamente un diente. Por ejemplo, si la corona tiene 40 dientes, el tornillo debe girar 40 veces para que la corona dé una sola vuelta, logrando una relación de 40:1.
4.Salida de potencia: Este movimiento se transfiere al eje de salida en un ángulo de 90 grados respecto al eje de entrada, entregando una velocidad mucho menor pero con un torque (par motor) significativamente mayor.
3.Ventajas únicas de los reductores corona sin fin
1.Irreversibilidad y Seguridad (Autobloqueo):Es su ventaja más distintiva. En la mayoría de las relaciones de transmisión altas, la corona no puede mover al tornillo sin fin. Esto permite que el reductor actúe como un freno natural, impidiendo que la carga retroceda en caso de una falla eléctrica, lo cual es vital en ascensores o cintas transportadoras inclinadas.
2.Máxima Reducción en Espacio Mínimo:Permiten obtener relaciones de transmisión muy elevadas (hasta 100:1 en una sola etapa) dentro de una carcasa extremadamente compacta. Otros tipos de reductores necesitarían múltiples etapas de engranajes para alcanzar la misma reducción, aumentando el tamaño y costo del equipo.
3.Funcionamiento Silencioso y Suave:Debido a que la transmisión se realiza por deslizamiento en lugar de impacto entre dientes, estos reductores son significativamente más silenciosos que los de engranajes rectos. Esto los hace ideales para aplicaciones en entornos donde el ruido debe controlarse, como teatros o edificios comerciales.
4.Alta Resistencia a Choques:Su diseño y los materiales utilizados (comúnmente una corona de bronce y tornillo de acero endurecido) les permiten absorber mejor las vibraciones y las cargas de choque repentinas que otros mecanismos más rígidos.
5.Configuración de Ángulo Recto:La disposición perpendicular de los ejes (entrada y salida a 90°) facilita la instalación en máquinas con espacio limitado, permitiendo que el motor se ubique de forma paralela a la estructura principal en lugar de sobresalir lateralmente.
6.Bajo Costo Inicial:En comparación con los reductores de engranajes ortogonales o planetarios de capacidades similares, los de corona sin fin suelen tener un costo de adquisición menor, lo que los hace la opción preferida para aplicaciones de potencia baja a moderada.
4.Problemas comunes de desarrollo de reductores corona sin fin
1.Limitación por Potencia Térmica:El deslizamiento genera un calor excesivo que degrada el lubricante rápidamente si no se gestiona mediante carcasas con aletas optimizadas o materiales con alta conductividad.Si la temperatura interna supera los 80-100°C, el aceite pierde viscosidad, aumentando el contacto metal-metal y provocando fallos prematuros.
2.Baja Eficiencia en Relaciones Altas:En una relación de 100:1, la eficiencia puede caer hasta el 50%, lo que implica que la mitad de la energía del motor se desperdicia en calor.Para mitigar esto, los ingenieros optan en 2025 por diseños híbridos (helicoidal-sin fin) para evitar etapas únicas de sin fin con relaciones extremas.
3.Gestión del Empuje Axial (Thrust):Se requiere el uso de rodamientos de rodillos cónicos o estructuras de soporte muy robustas para evitar que el eje del sin fin se desplace, lo que causaría un desalineamiento de los dientes y rotura catastrófica.
4.Desgaste por Deslizamiento y Fatiga (Pitting):La corona (generalmente de bronce) actúa como material de sacrificio y se desgasta naturalmente. Sin embargo, si el diseño del perfil del diente no es perfecto, aparecen picaduras (pitting) y desprendimientos de material prematuros.Uso de software avanzado para optimizar el perfil de flanco hueco, lo que mejora la distribución de la carga y la durabilidad de la corona.
5.Irreversibilidad Variable:La irreversibilidad puede perderse si hay vibraciones, cambios bruscos de temperatura o si el lubricante es demasiado eficiente (reducción excesiva de fricción). Esto genera problemas de seguridad si se confía únicamente en el reductor como freno.
6.Desafíos de Fabricación y Precisión:El juego mecánico (backlash) es difícil de controlar debido a la necesidad de permitir una película de aceite mínima entre las superficies deslizantes. Un ajuste demasiado apretado causa sobrecalentamiento inmediato; uno muy suelto provoca ruidos y vibraciones.
Fuente:https://www.oyostepper.es/category-190-b0-Reductor-sinf%C3%ADn-corona.html
Los reductores corona sin fin son mecanismos que reducen la velocidad y aumentan el par (torque) mediante el engranaje de un tornillo helicoidal (sinfín) con una rueda dentada (corona), transmitiendo movimiento entre ejes perpendiculares, caracterizándose por su diseño compacto, funcionamiento silencioso, alta capacidad de reducción, y a menudo, irreversibilidad (la corona no puede mover el sinfín), ideales para aplicaciones que requieren precisión y fuerza, como maquinaria industrial.
2.Principio básico de funcionamiento de los reductores corona sin fin
1.Entrada de movimiento: El motor hace girar el tornillo sin fin (eje motriz), el cual tiene una rosca helicoidal similar a un tornillo convencional.
2.Engrane y Empuje: A medida que el tornillo gira, sus filetes o hilos "empujan" continuamente los dientes de la corona (rueda conducida), obligándola a rotar sobre su eje.
3.Reducción de velocidad: En un sin fin de una sola entrada, por cada vuelta completa (360°) que da el tornillo, la corona avanza solamente un diente. Por ejemplo, si la corona tiene 40 dientes, el tornillo debe girar 40 veces para que la corona dé una sola vuelta, logrando una relación de 40:1.
4.Salida de potencia: Este movimiento se transfiere al eje de salida en un ángulo de 90 grados respecto al eje de entrada, entregando una velocidad mucho menor pero con un torque (par motor) significativamente mayor.
3.Ventajas únicas de los reductores corona sin fin
1.Irreversibilidad y Seguridad (Autobloqueo):Es su ventaja más distintiva. En la mayoría de las relaciones de transmisión altas, la corona no puede mover al tornillo sin fin. Esto permite que el reductor actúe como un freno natural, impidiendo que la carga retroceda en caso de una falla eléctrica, lo cual es vital en ascensores o cintas transportadoras inclinadas.
2.Máxima Reducción en Espacio Mínimo:Permiten obtener relaciones de transmisión muy elevadas (hasta 100:1 en una sola etapa) dentro de una carcasa extremadamente compacta. Otros tipos de reductores necesitarían múltiples etapas de engranajes para alcanzar la misma reducción, aumentando el tamaño y costo del equipo.
3.Funcionamiento Silencioso y Suave:Debido a que la transmisión se realiza por deslizamiento en lugar de impacto entre dientes, estos reductores son significativamente más silenciosos que los de engranajes rectos. Esto los hace ideales para aplicaciones en entornos donde el ruido debe controlarse, como teatros o edificios comerciales.
4.Alta Resistencia a Choques:Su diseño y los materiales utilizados (comúnmente una corona de bronce y tornillo de acero endurecido) les permiten absorber mejor las vibraciones y las cargas de choque repentinas que otros mecanismos más rígidos.
5.Configuración de Ángulo Recto:La disposición perpendicular de los ejes (entrada y salida a 90°) facilita la instalación en máquinas con espacio limitado, permitiendo que el motor se ubique de forma paralela a la estructura principal en lugar de sobresalir lateralmente.
6.Bajo Costo Inicial:En comparación con los reductores de engranajes ortogonales o planetarios de capacidades similares, los de corona sin fin suelen tener un costo de adquisición menor, lo que los hace la opción preferida para aplicaciones de potencia baja a moderada.
4.Problemas comunes de desarrollo de reductores corona sin fin
1.Limitación por Potencia Térmica:El deslizamiento genera un calor excesivo que degrada el lubricante rápidamente si no se gestiona mediante carcasas con aletas optimizadas o materiales con alta conductividad.Si la temperatura interna supera los 80-100°C, el aceite pierde viscosidad, aumentando el contacto metal-metal y provocando fallos prematuros.
2.Baja Eficiencia en Relaciones Altas:En una relación de 100:1, la eficiencia puede caer hasta el 50%, lo que implica que la mitad de la energía del motor se desperdicia en calor.Para mitigar esto, los ingenieros optan en 2025 por diseños híbridos (helicoidal-sin fin) para evitar etapas únicas de sin fin con relaciones extremas.
3.Gestión del Empuje Axial (Thrust):Se requiere el uso de rodamientos de rodillos cónicos o estructuras de soporte muy robustas para evitar que el eje del sin fin se desplace, lo que causaría un desalineamiento de los dientes y rotura catastrófica.
4.Desgaste por Deslizamiento y Fatiga (Pitting):La corona (generalmente de bronce) actúa como material de sacrificio y se desgasta naturalmente. Sin embargo, si el diseño del perfil del diente no es perfecto, aparecen picaduras (pitting) y desprendimientos de material prematuros.Uso de software avanzado para optimizar el perfil de flanco hueco, lo que mejora la distribución de la carga y la durabilidad de la corona.
5.Irreversibilidad Variable:La irreversibilidad puede perderse si hay vibraciones, cambios bruscos de temperatura o si el lubricante es demasiado eficiente (reducción excesiva de fricción). Esto genera problemas de seguridad si se confía únicamente en el reductor como freno.
6.Desafíos de Fabricación y Precisión:El juego mecánico (backlash) es difícil de controlar debido a la necesidad de permitir una película de aceite mínima entre las superficies deslizantes. Un ajuste demasiado apretado causa sobrecalentamiento inmediato; uno muy suelto provoca ruidos y vibraciones.
Fuente:https://www.oyostepper.es/category-190-b0-Reductor-sinf%C3%ADn-corona.html