Los motores de engranajes helicoidales tienen una alta capacidad de par y se utilizan en ascensores y otras máquinas. Su diseño les permite operar silenciosamente. Los engranajes de tornillo sinfín y rueda están hechos de metales diferentes, lo que les permite frotarse entre sí sin dañarlos.
El lubricante utilizado en un motor de engranaje helicoidal debe ser capaz de soportar altas cargas y temperaturas. Normalmente se utilizan lubricantes EP, pero los polialquilenglicoles (PAG) también se han vuelto populares.
Eficiencia
Los motores de engranajes helicoidales utilizan un motor eléctrico para hacer girar un engranaje helicoidal que, a su vez, impulsa una rueda, lo que permite que se produzca movimiento y par. Tienen el potencial de ofrecer altas relaciones de reducción de engranajes y pueden ser silenciosos y autoblocantes. También requieren menos mantenimiento que los sistemas de engranajes estándar.
Un factor clave que determina la eficiencia de un sistema de engranajes helicoidales es cómo transmite la potencia entre el tornillo sin fin y el engranaje. Los engranajes se contactan entre sí por deslizamiento, lo que dificulta generar cantidades significativas de energía mientras se mantiene la eficiencia.
Este artículo presenta un método de cálculo con base física que puede determinar los coeficientes de fricción de los dientes locales y predecir la pérdida de potencia de los engranajes. Además, esta técnica puede calcular otras pérdidas de energía, como rodamientos, batidos de aceite y sellos de eje. También muestra que los resultados de una simulación se pueden comparar con los de los valores de medición reales. La metodología de cálculo desarrollada proporciona un método fiable para evaluar la eficiencia de un engranaje de tornillo sin fin.
Durabilidad
Motores de engranajes helicoidales opere silenciosamente con una vibración mínima. También ofrecen un diseño compacto que les permite caber en espacios reducidos. Se pueden usar en una variedad de aplicaciones, incluidas máquinas herramienta, elevadores y dirección asistida automotriz.
Una fortaleza clave del engranaje helicoidal es que evita el movimiento inverso. Esto se logra mediante un mecanismo de autobloqueo que ocurre cuando el ángulo de avance entre el tornillo sinfín y las superficies de los dientes del engranaje es lo suficientemente pequeño como para que sea imposible girar el tornillo sinfín contra el engranaje.
Una desventaja importante de los engranajes helicoidales es que es difícil lubricarlos adecuadamente. Dado que el engrane entre el tornillo sinfín y el engranaje es deslizante, no rodante, existe un riesgo mucho mayor de fricción y transferencia de calor que con los engranajes estándar.
Este problema se ve agravado por el hecho de que un engranaje helicoidal de acero normalmente tiene una rueda helicoidal de latón. Los aceites para engranajes EP de azufre-fósforo causarán corrosión en la superficie de latón y pueden dañar los dientes de un tornillo sinfín de acero. Se requieren lubricantes con una alta viscosidad, pero estos pueden ser problemáticos para las plantas que no cuentan con el equipo adecuado en el sitio para filtrar este tipo de aceite.
Mantenimiento
Los motores de engranajes helicoidales son eficientes y confiables cuando se les da el mantenimiento adecuado. Siguiendo las recomendaciones del fabricante para la configuración y la lubricación, estas máquinas únicas pueden proporcionar muchos años de servicio sin problemas.
Sin embargo, la acción deslizante del engranaje helicoidal con la rueda helicoidal requiere un tipo de lubricante diferente al que se usaría en otros tipos de cajas de engranajes. El lubricante adecuado puede reducir la fricción, proteger contra la corrosión y ayudar a disipar el calor. Pero si se usa el lubricante incorrecto, pueden ocurrir daños.
El uso del lubricante incorrecto puede dar como resultado temperaturas más altas, un desarrollo inadecuado de la presión hidrodinámica y una mayor generación de residuos de desgaste. Además, la falta de una lubricación adecuada puede provocar un funcionamiento ineficiente.
Una buena manera de asegurarse de que el lubricante esté haciendo su trabajo es usar una mirilla y un sensor de nivel de aceite. Esto permitirá realizar inspecciones visuales diarias del estado del lubricante, incluido un oscurecimiento inusual (un signo de oxidación) y la presencia de lodos visibles, partículas sólidas y humedad.
Costo
Aunque los engranajes helicoidales son menos eficientes que los engranajes estándar, ofrecen una ventaja: su contacto deslizante entre el tornillo sin fin y la rueda reduce el ruido. Esta característica es particularmente útil en aplicaciones que requieren operaciones silenciosas. Por ejemplo, los engranajes helicoidales se utilizan como diferencial en camiones pesados, donde se minimiza el efecto de un pinchazo en una rueda.
Los motorreductores de tornillo sin fin también usan menos piezas que otros motores, lo que los hace más compactos. Se pueden utilizar en muchas aplicaciones diferentes, incluidos los reductores de velocidad y los ascensores. También se utilizan en máquinas que requieren una alta multiplicación de par, como máquinas herramienta y polipastos. Estos motores pueden funcionar con corriente alterna o continua y están disponibles con varias relaciones de transmisión y dimensiones de eje. También se pueden personalizar por pedido. Estos motores de engranajes helicoidales conmutados por escobillas son ideales para aplicaciones donde el espacio es limitado. Se pueden montar paralelos o perpendiculares al eje de entrada del micromotor al que se acoplan y son aptos para una amplia gama de tensiones de alimentación de 12 a 24 V.