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Los engranajes de gran diámetro son dispositivos mecánicos utilizados para transmitir potencia y hacer girar objetos con un alto par. Los conjuntos de engranajes de gran diámetro conectan ejes que no son colineales, lo que significa que forman un ángulo entre sí y pueden tener que superponerse. Se pueden diseñar para funcionar con diversos materiales y normalmente tienen dientes grandes que engranan con otros engranajes para transferir energía.
Uno de los tipos estándar de engranajes grandes es el engranaje cilíndrico de gran diámetro. Estos suelen montarse en los ejes de la maquinaria. Los engranajes cilíndricos de gran diámetro son los tipos de engranajes más sencillos, con dientes que apuntan hacia afuera y que están alineados en paralelo con el eje. Normalmente se fabrican con un alto número de dientes. Los engranajes cilíndricos de gran diámetro engranan con engranajes o piñones adyacentes.
El engranaje cónico de gran diámetro suele montarse en ejes de accionamiento fijados perpendicularmente a otros componentes de la maquinaria. Los engranajes cónicos aumentan o disminuyen la velocidad de una máquina al tiempo que cambian la dirección del movimiento. Al igual que los engranajes cilíndricos, los dientes de los engranajes cónicos de gran diámetro pueden ser rectos o helicoidales. Los dientes cónicos rectos son más comunes y fáciles de fabricar que los helicoidales. Un ejemplo de engranaje cónico recto es un cono que se interseca donde los ejes paralelos están en ángulo recto entre sí. Muchos engranajes cónicos de gran diámetro están hechos de metal con una alta relación resistencia-peso.
Los engranajes helicoidales de gran diámetro tienen dientes que están colocados en ángulo con respecto al eje del engranaje. Esta posición en ángulo permite que el contacto entre dientes tenga lugar sobre un área más amplia, lo que los hace más silenciosos y suaves en acción que sus homólogos cilíndricos. Los engranajes helicoidales de gran diámetro se pueden utilizar para ejes paralelos, como en el caso de los engranajes cilíndricos helicoidales de gran diámetro. También pueden formar un eje que se interseca en ángulo cuando funcionan como engranajes cónicos.
Los engranajes sinfín de gran diámetro están hechos de aleaciones metálicas duras. Comprenden un tornillo sinfín y un eje de engranaje y tienen una relación de engranaje ventajosa. Los engranajes sinfín de gran diámetro conectan ejes que no son colineales y funcionan mejor en situaciones de baja velocidad y alto par. Los engranajes sinfín de gran diámetro se utilizan principalmente en dispositivos mecánicos de alta resistencia, como grúas, polipastos y ascensores.
Por último, los engranajes de cremallera y piñón de gran diámetro están hechos del mismo material y trabajan juntos en un sistema de engranajes para convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal. Esto significa que el piñón, que es un engranaje redondo con dientes, engranan con la cremallera recta con dientes. Las cremalleras de piñón de gran diámetro pueden levantar cargas pesadas y hacer girar equipos con un alto par en máquinas como tornos CNC, máquinas de corte por plasma y máquinas de grabado láser.
Módulo:
El módulo es una especificación crucial para los engranajes industriales de gran tamaño. Representa la relación entre el diámetro primitivo y el número de dientes. El módulo influye en el tamaño y el espaciado de los dientes del engranaje y afecta a su capacidad de carga y compatibilidad con otros engranajes.
Material:
El material utilizado para fabricar engranajes de gran tamaño afecta significativamente a su resistencia, durabilidad y rendimiento. Los materiales de engranajes comunes incluyen hierro fundido, aleaciones de acero y plásticos de ingeniería. Cada material ofrece distintas ventajas en cuanto a capacidad de carga, resistencia al desgaste y vida útil operativa.
Dureza superficial:
La dureza superficial se refiere a la dureza de la capa exterior de un engranaje de gran tamaño. Desempeña un papel fundamental en la determinación de la resistencia al desgaste del engranaje y su capacidad para soportar cargas pesadas. Una mayor dureza superficial mejora la durabilidad del engranaje, lo que lo hace adecuado para aplicaciones industriales exigentes.
Perfil del diente:
El perfil del diente de los engranajes industriales de gran tamaño está diseñado para garantizar un engranaje suave y una transmisión de potencia eficiente. Los perfiles de dientes comunes incluyen dientes helicoidales, cónicos y cilíndricos. Cada diseño tiene propósitos específicos, como minimizar el ruido, reducir el desgaste y adaptarse a las operaciones de alta velocidad.
Diámetro del círculo primitivo:
El diámetro del círculo primitivo (PCD) es el círculo imaginario de un engranaje donde se aplica el perfil del diente. Determina el tamaño del engranaje y la ubicación donde los dientes engranan con los dientes de otros engranajes. El PCD es esencial para calcular las relaciones de engranaje y garantizar un engranaje adecuado entre los engranajes que se acoplan.
El mantenimiento regular de los engranajes industriales de gran tamaño es esencial para garantizar su correcto funcionamiento, prolongar su vida útil y evitar averías inesperadas. Estas son las tareas de mantenimiento habituales que se realizan normalmente en los engranajes de gran tamaño.
Lubricación:
Una lubricación adecuada es crucial para mantener el funcionamiento suave y minimizar el desgaste y la fricción de los engranajes de gran tamaño. Elija el lubricante adecuado para el material del engranaje y las condiciones de funcionamiento. Aplique el lubricante con regularidad, según las instrucciones del fabricante, asegurando una cobertura adecuada de los dientes del engranaje.
Inspección:
Realice inspecciones regulares para supervisar el estado de los engranajes de gran tamaño. Compruebe si hay señales de desgaste, daños o desalineación. Busque abrasión de los dientes, picaduras o deformaciones. También inspeccione si hay grietas o problemas estructurales que puedan comprometer la integridad del engranaje. Detecte el problema a tiempo y tome las medidas necesarias de reparación o sustitución con prontitud.
Alineación:
Mantener una alineación adecuada es crucial para que los engranajes de gran tamaño funcionen correctamente y ayuden a prolongar su vida útil. Compruebe regularmente la alineación de los engranajes y realice los ajustes necesarios. Asegúrese de que los engranajes que se acoplan están correctamente posicionados para evitar un engranaje desigual y una sobrecarga excesiva.
Limpieza:
Mantenga los engranajes de gran tamaño limpios eliminando los contaminantes, la suciedad o los residuos que puedan acumularse en la superficie del engranaje. Limpie el engranaje con cuidado, asegurándose de no dañar los dientes o la integridad del engranaje. Una limpieza regular ayuda a prevenir la abrasión y mantiene un rendimiento óptimo.
Los engranajes de gran diámetro tienen diversas aplicaciones en las industrias que utilizan maquinaria pesada. Se utilizan principalmente en sectores de alta carga y baja velocidad.
Industria minera
La industria minera extrae minerales como carbón, oro, diamantes y mineral. Utiliza transmisiones de engranajes de gran diámetro para triturar materiales minerales y accionar las correas. Por ejemplo, las trituradoras utilizan engranajes cónicos de gran diámetro para transmitir el par y controlar el movimiento de los materiales minerales. Para triturar y procesar aún más los minerales, también utilizan engranajes anulares de gran diámetro y piñones con molinos de bolas.
Industria de la energía eólica
La industria de la energía eólica utiliza reductores de engranajes de gran diámetro para cambiar la velocidad de salida de la energía de los aerogeneradores. Las cajas de engranajes cónicos de gran diámetro cambian el movimiento horizontal de la turbina en movimiento vertical, permitiendo que las palas giren correctamente en función de la dirección del viento. Las cajas de engranajes también conectan el generador a la turbina, haciendo que el generador produzca electricidad.
Proyectos de conservación del agua
Los proyectos de conservación del agua gestionan los sistemas fluviales y los embalses. Estos proyectos suelen necesitar engranajes de gran diámetro para operar compuertas hidráulicas, turbinas hidráulicas y equipos de prevención de inundaciones. Los reductores de engranajes de gran diámetro ajustan la velocidad y el par de la máquina para que pueda abrir y cerrar las compuertas y controlar el flujo de agua con precisión. Las cremalleras y piñones de gran diámetro permiten que la máquina hidráulica se mueva linealmente a lo largo de una cremallera recta.
Industria del cemento y el hormigón
La producción de cemento y hormigón suele implicar maquinaria pesada que requiere procesamiento para tener engranajes de gran diámetro. La industria utiliza trituradoras para romper piedras grandes y materia prima, engranajes cónicos para ajustar la velocidad y el par de las máquinas, y cremalleras y piñones para que algunas máquinas se muevan linealmente. Además, algunas máquinas utilizan reductores de engranajes de gran diámetro.
Industria de la maquinaria pesada
Los engranajes de esta industria incluyen engranajes anulares de gran diámetro, piñones de gran diámetro, ejes de engranajes de gran diámetro y engranajes sinfín de gran diámetro. Las industrias de maquinaria pesada que trabajan con la construcción y las industrias portuarias trabajan principalmente con engranajes anulares de gran diámetro y piñones. Los combinan con reductores y ejes para elevar y bajar objetos pesados. Además, algunos equipos que utilizan el engranaje sinfín funciona para levantar y bajar objetos pesados en un área que tiene espacio limitado, como en una bóveda.
Al seleccionar engranajes de gran diámetro para una aplicación específica, es importante evaluar diversos factores, como el material, para garantizar la resistencia, la capacidad de carga y la longevidad del engranaje. En particular, hay que tener en cuenta los requisitos de rendimiento de la aplicación, incluida la capacidad de carga esperada, la transmisión de par, la relación de velocidades, el entorno de funcionamiento, el nivel de ruido y la eficiencia de transmisión. Los compradores también deben evaluar la construcción del engranaje, incluyendo si es helicoidal, cónico u otras variedades, para asegurarse de que se ajusta a las necesidades funcionales y las restricciones de instalación de la aplicación prevista.
Es importante elegir engranajes de gran diámetro cuyas dimensiones y especificaciones encajen perfectamente con los demás componentes del sistema de maquinaria. Para una integración sin problemas, asegúrese de que los parámetros como el perfil del diente, el paso y los tamaños del eje correspondan correctamente. También debe tenerse en cuenta la vida útil esperada del sistema de maquinaria en el que se utilizará el engranaje de gran diámetro. En este escenario se trata de estimar la frecuencia de uso y la intensidad de la carga de trabajo. Los compradores de engranajes deben asegurarse de que el componente seleccionado puede soportar las condiciones de funcionamiento indicadas sin sufrir una degradación temprana.
El espacio de instalación disponible es otro parámetro crucial a considerar. En aplicaciones de maquinaria con espacios reducidos, deben utilizarse engranajes de gran diámetro con construcciones compactas para permitir un ajuste y un rendimiento funcional adecuados. Cuando se prevén actividades de mantenimiento frecuentes, se seleccionan sistemas de engranajes de gran diámetro que permitan un acceso y un mantenimiento fáciles. Considere características fáciles de usar como puntos de lubricación, cubiertas extraíbles y ajustes ajustables.
P: ¿Cómo se calculan los tamaños de los engranajes?
R: El tamaño de un engranaje se puede determinar midiendo su diámetro del círculo primitivo (PCD). PCD se refiere al diámetro del círculo imaginario que se forma cuando los dientes del engranaje engranan. Para calcular el PCD de un engranaje, primero hay que determinar el diámetro exterior. El PCD se puede calcular entonces utilizando esta fórmula: PCD = OD - (TE * FSD), donde: OD = Diámetro exterior, TE = Número de dientes, FSD = Ancho del diente (normalmente 2.5 mm para engranajes imperiales y 0.635 cm para engranajes métricos).
P: ¿Cuáles son los tres grandes de la industria de los engranajes?
R: Los tres grandes son empresas fabricantes de engranajes de gran diámetro que dominan una parte importante del mercado mundial de fabricación de engranajes. Incluyen la empresa estadounidense Caterpillar, que fabrica equipos de construcción y minería; United Technologies, con sede en Illinois, que se especializa en productos y servicios aeroespaciales; y la empresa japonesa Komatsu, también conocida por sus equipos de construcción y minería.
P: ¿De qué están hechos los engranajes de gran diámetro?
R: Los materiales utilizados para fabricar engranajes de gran diámetro incluyen acero, acero inoxidable, hierro fundido y bronce. El acero al cromo se utiliza para los engranajes de gran diámetro que deben soportar fuerzas de alto impacto. Los engranajes de acero inoxidable son ideales para su uso en entornos corrosivos. Los engranajes de nylon de gran diámetro se fabrican utilizando materiales poliméricos. El nylon es conocido por su resistencia, durabilidad y baja fricción. Este material es ideal para fabricar engranajes de gran diámetro que son ligeros o requieren un mínimo de ruido durante el funcionamiento.
P: ¿Cuál es el peso de un engranaje grande?
R: El peso del engranaje se puede determinar utilizando una calculadora de peso de engranaje. Se necesitaría introducir datos como la densidad del material del engranaje, su paso diametral y el número de dientes. La calculadora utilizará entonces estos valores para determinar el peso del engranaje. Si no se tiene acceso a una calculadora de peso de engranajes, también se puede utilizar la siguiente fórmula para estimar el peso de un engranaje: Peso del engranaje = Densidad del material * (Paso diametral + Número de dientes).
