Engranajes

 Que es un engranaje?

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Un engranaje es un mecanismo formado por dos o más ruedas dentadas engranadas entre sí. Estas ruedas dentadas, también conocidas como engranajes, se utilizan para transmitir el movimiento circular de una rueda dentada a otra mediante el contacto de sus dientes. Veamos algunas características clave de los engranajes:

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CARACTERISTICAS:

Dientes: Los dientes son la parte del engranaje que realiza el esfuerzo de empuje y transmite el movimiento giratorio y la potencia de un engranaje a otro.

Eje: El eje es la parte cilíndrica situada en el centro del engranaje y guía el movimiento de rotación.

Circunferencia primitiva: Es la circunferencia imaginaria a lo largo de la cual engranan los dientes del engranaje. Las circunferencias primitivas de dos ruedas dentadas engranadas entre sí son tangentes.

Diámetro primitivo: Es el diámetro de la circunferencia primitiva.

Ángulo de presión: Es el ángulo que forman la dirección de la fuerza de contacto entre dos engranajes y la dirección de la velocidad angular del engranaje.

Número de dientes: Representa el número total de dientes en el engranaje.

Módulo: Es la relación entre el diámetro primitivo y el número de dientes del engranaje. Se calcula mediante la fórmula: Moˊdulo=Nuˊmero de dientes (Z)Diaˊmetro primitivo (Dp)​.

Paso: Es la distancia desde un punto de un diente hasta el mismo punto del diente adyacente. Para que dos engranajes engranen, deben tener el mismo paso.

TIPOS DE ENGRANES:

Existen cinco tipos de engranajes básicos clasificados en función de su diseño: rectos, helicoidales, cónicos, de tornillo e hipoide. Así, la orientación del eje, la eficiencia, la velocidad y el par es lo que determina qué tipo es el que se debe utilizar para una u otra aplicación.

• Engrane Recto: Es una herramienta rentable con varias configuraciones de dientes para su uso en diversas aplicaciones.

• Engrane Helicoidales: Son un tipo de engranaje que tiene dientes dispuestos de forma de hélice alrededor de un cilindro. Esto se diferencia de los engranajes rectos.

• Engrane cónico: Es un tipo de engranaje en el que se cruzan los ejes de rotación de las dos coronas que se acoplan entre si y cuyos dientes tienen forma cónica. Los engranajes cónicos se montan con mayor frecuencia en ejes que forman 90 grados, pero también puede diseñarse para trabajar en otros ángulos.

Engrane tornillo: Son un tipo de sistema de engrane de tornillo rodante. Se usan cuando dos ejes transectan en ángulo Recto y cuando se requieren relaciones de transmisión grandes.

Un engrane de tornillo consiste en un engrane, una rueda de tornillo sin fin y un eje, sin fin.

• Engrane hipoide: Un engrane hipoide es un grupo de engranes cónicos Helicoidales formados por un piñón reductor de pocos dientes y una rueda de muchos dientes.

FUNCIONAMIENTOS DE ENGRANES:

Dentro de una herramienta puede haber muchos engranajes conectados entre si, y cada uno con formas y tamaños totalmente diferentes. Sin embargo, el funcionamiento de un engranaje está constituido por tres aspectos básicos:

-Aumento de velocidad: En caso de que dos engranajes se hayan colocado juntos y, el primero esté formado por un número mayor de dientes que el segundo (por lo cual, este debe ser el más grande en cuanto a su tamaño), este último debe moverse mucho más rápido para mantenerse al día. Lo que quiere decir que el segundo engranaje posee un movimiento más acelerado, pero con una fuera menor que la del primero.

-Aumento de fuerza: Por otro lado, si en cambio la segunda rueda es la que posee una cantidad mayor de dientes, esta gira con un movimiento lento pero posee una fuerza mayor. Por lo general, este aspecto del funcionamiento suele estar presente durante los cambios de marchas que se hacen en la bicicleta, en donde hay marchas que se hacen para moverse más rápido en cada pedaleo y otras para transmitir más fuerza y subir cuestas.

-Cambio de dirección: Cuando dos engranajes se colocan juntos, siempre el segundo engranaje se rota en la dirección opuesta del primero. De esta manera, si el primero mantiene un movimiento en el sentido horario, el segundo entonces se rotara en el sentido contrario. Al mismo tiempo, es muy común que se usen engranajes especiales para que en estos casos, la potencia de la máquina se desplace en ángulo. Por ejemplo, cuando se trata de un vehículo, el diferencial (se trata de una caja de engranajes en el medio del e trasero) usa un engranaje cónico en forma de cono para que la potencia gire en un eje impulsor de 90 grados y asi, hacer que se muevan las ruedas traseras. Los engranajes lo que hacen es aumentar la fuerza al mismo tiempo que van disminuyendo la velocidad, también esto puede ocurrir de forma opuesta, pero en estos casos la energía se mantiene constante de acuerdo al principio de conservación de energía

USOS DE LOS ENGRANAJES:

 

Los engranajes se utilizan en una variedad de aplicaciones en diferentes sectores. A continuación, te presento los principales tipos de engranajes y sus usos:

Engranajes rectos: Se emplean en cajas de velocidades de vehículos y maquinaria industrial.

También se utilizan en reductores de velocidad para ajustar la velocidad de salida.

Engranajes helicoidales: Son más silenciosos que los engranajes rectos.

Se aplican en transmisiones automotrices, máquinas herramienta y compresores.

Engranajes cónicos: Sé utilizan en diferenciales de vehículos y ejes de transmisión.

Su forma cónica permite transmitir el movimiento entre ejes que se cruzan.

Tren de engranajes: Es una combinación de varios engranajes que permite transmitir movimiento y potencia de manera eficiente.

Se encuentra en máquinas industriales, vehículos pesados y equipos de construcción.

Relación de transmisión: Permite aumentar o reducir la velocidad de giro entre ruedas dentadas.

Se aplica en motores eléctricos, turbinas y mecanismos de relojería.

MANTENIMIENTO DE TRANSMISIONES POR ENGRANAJES:

PREVENTIVO:

El mantenimiento regular de los engranes es esencial para evitar el desgaste prematuro y las posibles fallas. Un programa de mantenimiento adecuado incluye inspecciones periódicas para identificar signos de desgaste, corrosión o daños en los engranes.

Se conoce con el nombre de tren de engranajes al conjunto de dos o más ruedas dentadas que tienen en contacto sus dientes de forma que, cuando gira una, giran las demás. Los engranajes son el medio de transmisión de potencia más utilizado. Tienen las siguientes ventajas:

• Las ruedas no pueden resbalar una con respecto a la otra.

• Transmiten grandes esfuerzos

La relación de transmisión se conserva siempre constante.

Al engranaje que transmite el movimiento se le denomina piñón, y al que lo recibe rueda. Cómo se puede observar es un sistema de transmisión circular directo.

 TIPO DE MANTENIMIENTO:

1. Lubricación Apropiada: Como recomiende su proveedor de lubricante, contacte para más detalles.

2. Inspeccione por Desgaste y Alineamiento: Inspeccione después de 24horas, 100 horas y 500horas. Y después una vez al año. Revise el patrón de contacto del diente para ver si tiene contacto total

CORRECTIVO:

DIAGNOSTICO DE FALLAS CAUSAS Y SOLUCIONES:

1. Desgaste por Abrasión Causado por partículas pequeñas y duras contaminando el aceite causando rasguños en el diente del engrane cuando hacen contacto.

Drene y enjuague los residuos de aceite.

• Lave completamente las superficies internas de la caja del engranaje en juagando con cepillo y limpiando con paño.

Limpie y enjuague todos con conductos de aceite.

• Rellene la caja del engranaje con un aceite ligero de grado para enjuague y arranque sin carga por 10 minutos.

• Limpie respiraderos y remplace sellos y filtros.

• Revise el ambiente por posible contaminación.

Drene el aceite de enjuague y rellene con el aceite recomendado.

2. Desgaste por Corrosión Causado por la reacción química que es resultado de ácido haciendo contacto con el metal.

Usualmente se identifica por la apariencia de manchas y corrosión.

• Sobrecarga del sistema. Reduzca o mejore el sistema.

• Use lubricante para presión extrema cuando la sobrecarga no se pueda corregir

Lubricante de grado incorrecto. Revise con el fabricante cual sería el lubricante adecuado

No se siguen las recomendaciones de mantenimiento. Revise con el fabricante los procedimientos correctos de mantenimiento. Incremente la frecuencia de cambio de aceite,

3. Picadura Eléctrica Un arco de carga eléctrica se descarga a través de la película de aceite entre los dientes

acoplados del engranes.

• Conexión a tierra. Coloque una conexión a tierra del mismo lado que la caja de rodamientos cuando se suelde. Conexión a tierra a lo largo. Coloque a lo largo líneas de tierra desde la máquina hasta la tubería eléctrica o neumática para reducir electricidad estática creada por el proceso de manufactura.

• Revise el sistema eléctrico. Que esté debidamente instalado y con conexión tierra.

4. Rodaduras y Perdigonado Se crean debido a que los dientes del engrane no ajustan correctamente y continua

hasta alcanzar daño total.

• Rodaduras: es la deformación del metal en la porción activa del diente del engrane causando por estrés debido a alto contacto. El desprendimiento de material en la superficie forma surcos a través de la línea de paso y se borran en la punta del diente del engrane motriz.

Perdigonado: es la adhesión severa causando la transferencia de metal dela superficie de un diente a otro debido a soldadura o desgarraduras. El perdigonado suele ocurrir en el área de parches debido a que la

superficie del engranaje del diente está dispareja o desalineada.

Incorrecto engranaje del diente. Por ajustes incorrectos incluyendo desalineación del radial/eje, juego final

inapropiado y sobrepasa el juego(back lash).

5. Desgaste por Fatiga Es el desgaste creado por repetido estrés por debajo de la fuerza de tensión del material. La

fatiga puede ser identificada por grietas o fracturas.

Grieta por fatiga es una grieta en el engrane que ocurre debido a dobladura, estrés mecánico, estrés térmico, o

fallas del material.

Fractura por fatiga es la ruptura o desgarre del diente del engrane. Las grietas por fatiga usualmente culminan en la fractura cuando la grieta crece hasta el punto en el que la selección restante del diente ya no aguanta la carga. El desgaste por fatiga empieza desde el primer momento de uso del engrane

Medios de investigación:

https://eonsi.eu/tipos-engranajes/

https://umesal.com/tipos-de-engranajes-para-maquinas-y-funciones/

https://mundotuerca.cl/que-son-los-engranajes-y-su-funcion/

https://tutomaniac.com/que-es-y-para-que-sirve-un-engranaje/

https://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

https://www.lifeder.com/que-es-un-engrane/

https://www.machinemfg.com/es/gears/