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Consejos en el diseño de una caja reductora de velocidad

El diseño de una caja reductora de velocidad está guiado por una gran cantidad de requisitos que debemos controlar. Este análisis asegura su correcto funcionamiento e incide de manera directa en la eficacia y eficiencia del reductor de velocidad. ¿De qué forma afectan los rendimientos objetivo en el diseño de cajas reductoras de velocidad? A continuación entramos en detalle en cada uno de estos factores.

 

Requisitos de rendimiento para el diseño de una caja reductora

Cuando hablamos de requisitos de rendimiento, nos referimos a los parámetros utilizados para caracterizar las operaciones específicas de una caja reductora de velocidad. Aquí destacaríamos:

  • Velocidad y potencia

El rango de velocidad y potencia sobre los que la operación del motor es satisfactoria.

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  • Torque

Cuando hablamos de “torque” es la fuerza de giro que realiza un motorreductor, por lo que debemos preguntarnos ¿cuál es el par requerido de carga?

  • Ciclo de vida

Dependiendo de los mínimos que marquemos a nivel de ciclos de vida deberemos optar por unos materiales u otros materiales. Además, los tratamientos que reciban también serán muy diferentes. Medir la capacidad de horas que el motor esté en funcionamiento en nuestra aplicación es clave para que nuestra caja reductora no se vea afectada por un rápido desgaste.

  • Coste

Por otro lado, otro de los principales aspectos a considerar en el diseño de una caja reductora de velocidad es el presupuesto del que se dispone. Muchas opciones de diseño, materiales y selección de tratamiento superficiales varían y condicionan el coste total del producto.

 

¿Qué prestaciones nos ofrecen los distintos materiales de las cajas reductoras?

 

  • Mecanizado de acero

Es un material muy común que se utiliza para producir engranajes, piñones y ejes. Los engranajes de alta precisión pueden ser producidos a partir del mecanizado de acero con gran capacidad y bajo nivel de ruido. El mecanizado de acero es tratado para aumentar la capacidad de carga y reducir el tamaño de engranajes

 

 

  • Zamak

Es una aleación de Zinc con aluminio, magnesio y cobre. Es un material más económico  que el acero y, además, posee unas propiedades mecánicas superiores al plástico. Por otra parte, este material se puede inyectar y ser tratado posteriormente para reforzar sus propiedades.

  • Plástico

En comparación al acero, la capacidad de carga que posee el plástico corresponde a solo el 10%. De todos modos, para ciertas aplicaciones, el uso de cajas reductoras fabricadas por inyección de plástico puede proporcionar un notable ahorro en comparación con el acero.

  • Bronce

El bronce es utilizado comúnmente en engranajes helicoidales y es el material que menos habitual debido a que ofrece poca versatilidad frente a nuestros requisitos de rendimiento.

  • Pulvimetalurgia

Otra opción más novedosa es la pulvimetalurgia, una interesante forma de trabajar el metal mediante la compactación de polvos. Esta técnica permite la fabricación de complejas piezas de calidad y a menor coste que el acero mecanizado.

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¿Cómo afectan las características de la ubicación o el tamaño disponible?

El tamaño de la aplicación que se requiera diseñar y su ubicación son factores muy importantes a considerar, basados por ejemplo en características de temperatura de funcionamiento y espacio.

  • Temperatura de funcionamiento

El hecho de considerar la temperatura de funcionamiento permitirá obtener menores problemas de operación dentro del proceso. Pero ¿qué debemos comprobar?, lo ideal es hacer comprobaciones de temperatura cuando el motor esté bajo un funcionamiento de condiciones normales, y cruzar estos datos con la temperatura que alcanza en condiciones extremas, aquellas susceptibles de darse en la máquina.

  • Ambiente de funcionamiento

Por ejemplo, si el motorreductor va a operar en ambientes húmedos deberemos tomar ciertas medidas de estanqueidad.  Por otro lado, en ambientes de trabajo sucios como el sector ganadero, debemos tener muy en cuenta los niveles de polvo ya que la acumulación de las partículas en ciertas partes del motorreductor puede entorpecer el funcionamiento y contribuir al deterioramiento prematuro.

  • Espacio

El espacio disponible es otro factor considerado fundamental dentro del diseño de una caja reductora de velocidad. Su importancia radica en la necesidad de ajustarse dentro de un área específica y ofrecer una correcta transmisión sin que exista una merma en sus prestaciones.

El diseño de una caja reductora de velocidad debe reconocer y satisfacer las necesidades de cada uno de estos factores para que el reductor ofrezca un correcto funcionamiento. Seguir estos consejos evitará fallas prematuras y riesgos para las personas y las máquinas.

 

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