Engranajes
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Engranajes de plástico
Los engranajes de plástico ofrecen una serie de ventajas sobre los engranajes de metal. Los engranajes de plástico son unas alternativas a los engranajes metálicos tradicionales en una amplia variedad de aplicaciones. El uso de engranajes de plástico se ha expandido de la transmisión de movimiento de precisión y baja potencia a aplicaciones de transmisión de potencia más exigentes. Pesan menos, menor inercia y corren mucho más silenciosamente que sus contrapartes de metal. Los engranajes de plástico a menudo no requieren lubricación o pueden combinarse con lubricantes internos como PTFE o silicona. Estos engranajes también son resistentes a muchos ambientes corrosivos. Los engranajes generalmente tienen un costo unitario más bajo que los engranajes metálicos, y pueden diseñarse para incorporar otras características necesarias en el ensamblaje (consolidación de piezas).Engranajes termoplásticos
El primer uso de engranajes termoplásticos indudablemente consistió en engranajes de nylon y acetal limpios que transportaban cargas bajas a bajas velocidades. A medida que las ventajas del uso de engranajes termoplásticos se hicieron más claras y se obtuvieron nuevos materiales de mayor rendimiento, los diseñadores comenzaron a usar engranajes de plástico en aplicaciones más exigentes. El uso de refuerzos y lubricantes internos compuestos en estos materiales ha ampliado su uso aún más. engranajes de plástico
Tipos de engranajes y arreglos
Hay muchos tipos diferentes de engranajes, y pueden clasificarse más fácilmente por la forma en que se intersecta el eje del engranaje. Si los engranajes deben operar en ejes paralelos, entonces se requieren engranajes rectos o helicoidales. Si los ejes se cortan y forman ángulos rectos, generalmente se usan engranajes cónicos y helicoidales. Si los ejes son no intersectantes y no paralelos, entonces se utilizan engranajes helicoidales, helicoidales, hipoides y espiroides de eje cruzado. Los engranajes de plástico más comunes son engranajes rectos, helicoidales y helicoidales, pero los otros tipos podrían usarse si fuera necesario. Un solo engranaje no puede funcionar, por lo que los engranajes se usan en pares. Cuando los dientes de dos engranajes están engranados, la rotación de un engranaje hacer que el otro engranaje gire también. Si los dos engranajes tienen diámetros diferentes, el más pequeño (llamado piñón) girará más rápido y con menos fuerza de rotación que el más grande (llamado engranaje).Materiales
Solo unos pocos termoplásticos son importantes para la fabricación de engranajes. Los plásticos se describen en detalle en los capítulos anteriores, así que aquí solo los describiremos con respecto a los dientes del engranaje.
- PA6 Material de engranaje universal para ingeniería de máquinas; es resistente al desgaste y absorbe los impactos incluso cuando se usa en condiciones difíciles, menos adecuado para engranajes pequeños con requisitos dimensionales altos.
- PA66 es más resistente al desgaste que PA 6, aparte de cuando se usa con un acoplamiento muy suave componentes, más estables dimensionalmente que PA 6 ya que absorbe menos humedad, también menos adecuado para engranajes pequeños con altos requisitos
dimensionales. - PA6/66, esencialmente como PA 6 y PA 66, sin embargo, es especialmente resistente al desgaste debido a su alto grado de cristalinidad.
- PA612, poliamida modificada resistente, adecuado para su uso en áreas con picos de carga de impacto.
- PA12, Poliamida dura con absorción de agua relativamente baja, por lo tanto, mejor estabilidad dimensional que otras poliamidas, especialmente Adecuado para su uso en áreas con picos de carga de impacto, excelente resistencia al desgaste.
- PA6/66 con aceite, tiene propiedades autolubricantes debido al aceite en el plástico, por lo tanto, excelente para aplicaciones de funcionamiento en seco y especialmente resistente al desgaste.
- PA6/66 + lubricante sólido, tiene propiedades autolubricantes debido a lubricantes sólidos contenido en el plástico, por lo tanto, adecuado para el funcionamiento en seco y es resistente al desgaste.
- POM-C. Debido a su baja absorción de humedad, es especialmente adecuado para engranajes pequeños con alto demandas de estabilidad dimensional, no tan cargables en aplicaciones de funcionamiento en seco debido a su dureza, sin embargo, si se lubrican permanentemente, los engranajes POM-C son más cargables que los de poliamida.
- PE-UHMW, debido a su baja estabilidad, solo se puede usar para engranajes que no están sujetos a altas cargas, buenas propiedades de amortiguación y resistencia química, por lo tanto, es principalmente adecuado para su uso en aplicaciones con vibraciones mecánicas y en entornos químicamente agresivos.
Polímeros amorfos
Los polímeros amorfos, en contraste con los semicristalinos, tienen una estructura molecular ordenada al azar que no da como resultado un punto de fusión agudo. En cambio, estos polímeros se ablandan gradualmente a medida que aumenta la temperatura. Cambian la viscosidad cuando se calientan, pero rara vez fluyen tan fácilmente como los materiales semicristalinos. También son isotrópicos, se contraen uniformemente en la dirección del flujo y son transversales. Como resultado, generalmente se encogen menos en un molde y tienden a deformarse menos que sus contrapartes semicristalinas. Aunque los polímeros amorfos pierden resistencia rápidamente por encima de su Tg, son buenos candidatos para piezas de precisión en aplicaciones de baja velocidad / baja carga. Los polímeros más importantes para la fricción y el desgaste incluyen el policarbonato.Los aditivos al polímero pueden proporcionar un equilibrio apropiado de propiedades mecánicas, autolubricantes, resistentes al desgaste y de temperatura de funcionamiento.
- El politetrafluoroetileno (PTFE) proporciona el coeficiente de fricción más bajo de cualquier lubricante interno, formando una película lubricante en las superficies de las piezas. El PTFE modifica la superficie de contacto después del período de asentamiento inicial y mejora las tasas de desgaste en sistemas de polímeros similares y diferentes. El PTFE también aumenta las capacidades dinámicas de carga de una pieza.
- El perfluoropoliéter (PFPE) es un aceite sintético que imparte buenas propiedades de desgaste y baja fricción al tiempo que mantiene las propiedades físicas de un compuesto. También minimiza o elimina la "placa" asociada con el PTFE.
- La silicona actúa como lubricante límite porque con el tiempo migra a la superficie del plástico. Como material de aleación parcial con la resina base, parte de ella permanece en el compuesto durante su vida útil. Esta migración continua reduce el desgaste de arranque para aplicaciones de baja presión y alta velocidad.
- El disulfuro de molibdeno (MoS2 o "Moly") crea una superficie más dura y más resistente al desgaste en materiales semicristalinos. Es ideal para aplicaciones contra metales, ya que llena los poros microscópicos del metal y crea una superficie metálica más lisa.
Aplicaciones generales de engranajes
Los engranajes de varios tipos, tamaños y materiales se usan ampliamente en varias máquinas y sistemas que requieren una transmisión positiva y escalonada. Las principales aplicaciones son:
- Caja de engranajes de velocidad, caja de engranajes de alimentación y algunas otras unidades cinemáticas de herramientas de máquina
- Accionamientos rápidos en textiles, yute y maquinarias similares cajas de cambios de automóviles
- Impulsores de velocidad y / o alimentación de varias máquinas de conformado de metales.
- Maquinarias para minería, procesamiento de té, etc.
- Cajas de engranajes grandes y pesadas utilizadas en industrias de cemento, azúcar. industrias, grúas, transportadores, etc.
- Equipos de precisión, relojes y relojes.
- Robots industriales y juguetes.