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Reductores de velocidad y cajas de cambios

Escenarios de aplicación de caja de cambios y reductores

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Los reductores de velocidad, también llamados cajas de engranajes y cabezales de engranajes, así como reductores de engranajes, etc., consisten en un conjunto de engranajes, ejes y cojinetes que se montan de fábrica en una carcasa lubricada cerrada. Los reductores de velocidad están disponibles en una amplia gama de tamaños, capacidades y relaciones de velocidad. Su trabajo consiste en convertir la entrada proporcionada por un motor primario (generalmente un motor eléctrico) en una salida de RPM más bajas y un par correspondientemente más alto.

Las especificaciones de rendimiento importantes que se deben tener en cuenta al buscar cajas de cambios y cabezales de cambio incluyen la relación de transmisión, el par de salida, la potencia de entrada máxima y la velocidad de entrada máxima. Las proporciones se especifican generalmente en X: 1, donde X es un número entero. Por lo tanto, una relación de 5: 1 se especifica como 5. Una relación de 5: 1 significa que una entrada de motor de 1750 RPM se convierte en 350 RPM. La clasificación de HP de entrada de un reductor representa el tamaño máximo del motor primario que el reductor está diseñado para manejar. Exceder la velocidad máxima de entrada puede resultar en el "batido" del aceite, lo que es perjudicial para la vida útil del reductor de velocidad.

Los arreglos de engranajes para cajas de engranajes y cabezales de engranajes incluyen rectos, helicoidales, planetarios, armónicos, helicoidales, biselados y cicloidales. Los engranajes rectos son engranajes con dientes rectos y paralelos al eje de rotación. Son buenos para ejes paralelos. Los engranajes helicoidales son engranajes con dientes que giran en espiral alrededor del engranaje. Son similares a los engranajes rectos pero con mayor tiempo de contacto y más silenciosos. Los engranajes planetarios reciben su nombre por su parecido con un sistema solar. Los reductores planetarios se pueden diseñar con juegos de engranajes o un juego de conos planetarios. En los reductores de engranajes planetarios, los engranajes planetarios giran alrededor de un engranaje solar. El eje de entrada hace girar el engranaje solar. Cada uno de los engranajes planetarios aplica simultáneamente un par al elemento planetario giratorio que luego aplica un par al eje de salida (parte posterior). Los reductores de cono planetario funcionan con un principio similar, utilizando un disco de entrada, un anillo de control y un tren de potencia de cono planetario en lugar de un conjunto de engranajes. Los engranajes armónicos utilizan un engranaje anidado dentro de una ranura circular, la interior es flexible y contiene dos dientes menos. Cada vuelta del interior mueve el engranaje flexible en sentido antihorario en la ranura circular. Un engranaje helicoidal es un eje de entrada roscado engranado con un engranaje helicoidal que está montado en el eje de salida. Suelen utilizarse para ángulos rectos. Los engranajes cónicos son engranajes cuyos ejes se encuentran perpendiculares entre sí, por lo que se utilizan principalmente en aplicaciones en ángulo recto. Los engranajes de inglete son engranajes cónicos con una relación de 1: 1. No se utilizan para reducir la velocidad. Los reductores cicloides utilizan elementos rodantes (como un seguidor de leva) y una leva multilobular para transmitir el par y reducir la velocidad. Los reductores cicloidales pueden proporcionar relaciones de reducción altas con juego bajo, alta precisión y alta rigidez. La función de carga compartida de los reductores cicloidales también le permite soportar altas cargas de impacto.

Un reductor de velocidad se denomina reductor si está montado completa y directamente en un motor, no solo en el eje. Por lo tanto, otros reductores de velocidad (cajas de cambios) generalmente se acoplan con el eje y luego se montan en la base. El acoplamiento del eje desde el motor primario al eje de entrada del reductor de velocidad se puede lograr de diferentes formas. Si los dos ejes están acoplados directamente de eje a eje, se requiere un acoplamiento. Si no están acoplados de eje a eje, el reductor de velocidad generalmente tiene un eje hueco o "estilo canilla" para que se monte el eje del motor primario. El acoplamiento se logra con un piñón de sujeción o placa adaptadora. También se fabrican adaptadores frontales NEMA específicos (tipo de acoplamiento) para eliminar los problemas de tamaño entre el motor y la caja de engranajes.

Las configuraciones de entrada y salida para cajas de engranajes y cabezales de engranajes incluyen eje hueco, eje hueco o acoplamiento o buje. Un solo eje de entrada puede impulsar varios ejes de salida. Los ejes de salida suelen ser paralelos y en línea. Sin embargo, existen algunas configuraciones únicas que permiten que los ejes desplazados sean impulsados ​​a diferentes velocidades. Algunas cajas de cambios y cabezales de engranajes se pueden suministrar con un brazo de reacción. Un brazo de reacción evita que la carcasa del reductor gire cuando no hay soportes de base o bridas. La alineación del eje puede ser ejes paralelos en línea, con desplazamiento paralelo, en ángulo recto y en ángulo no perpendicular. Los ejes también se pueden alinear verticalmente. Para que un eje se oriente en posición vertical, es necesario tener en cuenta la lubricación.

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