¿Qué son los Tornillos Sin Fin?
Los tornillos sin fin, son un tipo de engranaje de tornillo. Consta de un tornillo sin fin (eje helicoidal), que es un eje dentado roscado, y una rueda helicoidal, que tiene su eje de rotación a 90° respecto al eje del tornillo sin fin. El mecanismo es tal que la rotación del tornillo sin fin hace girar los dientes de la rueda helicoidal que engranan con él.
Aplicaciones de Tornillo sin Fin
Los engranajes helicoidales son ejes ortogonales que pueden transmitir potencia cambiando la dirección axial en 90° y pueden producir grandes relaciones de reducción incluso con engranajes pequeños. Por eso se utilizan en una gran variedad de campos y dispositivos, como cintas transportadoras en equipos de fábricas, gatos de tornillo, sistemas de dirección para volantes de automóviles, accionamientos de limpiaparabrisas, mecanismos pivotantes en ventiladores eléctricos, alimentadores de material en equipos de producción alimentaria y farmacéutica, cajas de música y clavijas de instrumentos de cuerda.
1. Clavijas para Instrumentos de Cuerda (Carretes)
Un ejemplo conocido es la clavija alrededor de la cual se enrollan las cuerdas de instrumentos de cuerda como guitarras y bajos. La clavija consta de un eje helicoidal, que se gira a mano, y una rueda helicoidal, que enrolla las cuerdas a su alrededor. La función de autobloqueo garantiza que las cuerdas enrolladas se mantengan en su sitio sin aflojarse.
2. Reductores de Tornillo sin Fin
Los reductores de tornillo sin fin son capaces de mover objetos grandes con poca fuerza y se incorporan a instalaciones y maquinaria para la transmisión de potencia. Por ejemplo, se utilizan en accionamientos de prensas y trenes de laminación, accionamientos de elevación y descenso de ascensores y escaleras mecánicas de velocidad media y baja, accionamientos de cintas transportadoras, etc.
La función de autobloqueo de los engranajes helicoidales se utiliza a veces en los dispositivos de reducción de ascensores y escaleras mecánicas para proporcionar un dispositivo de seguridad antirretroceso. En general, los reductores de tornillo sin fin se utilizan para configurar equipos en aplicaciones industriales. Pueden alcanzar relaciones de reducción especialmente grandes, lo que significa que se puede utilizar un par de entrada pequeño para reducir la velocidad. Como resultado, los reductores pueden fabricarse de forma relativamente compacta.
Los reductores de tornillo sin fin se utilizan en aplicaciones que ocupan poco espacio con grandes relaciones de reducción, en las que los ejes de entrada y salida transmiten la potencia en ejes ortogonales o en las que se utiliza la función de autobloqueo para la transmisión de potencia.
Principio de los Tornillos sin Fin
En los engranajes helicoidales, un giro del tornillo sin fin (lado del eje de entrada) hace girar la rueda helicoidal (lado del eje de salida) un diente. En este caso, el número de dientes del tornillo sin fin se denomina número de dientes y se denomina “un tornillo sin fin”. En el caso de un tornillo sin fin con dos dientes, una rotación del tornillo sin fin hace girar la rueda helicoidal dos dientes. La relación de reducción del tornillo sin fin puede calcularse de la siguiente manera.
El sentido de giro del tornillo sin fin también puede ser bidireccional (por ejemplo, en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario visto desde el lado del eje de entrada). Esto puede conseguirse seleccionando el sentido de giro del tornillo sin fin como giro a la izquierda o giro a la derecha.
Características de los Tornillos sin Fin
Los tornillos sin fin tienen las siguientes características:
- La dirección axial puede ser ortogonal en el lado de entrada y de salida (pero no coaxial en la dirección opuesta).
- Son posibles relaciones de reducción más elevadas (por ejemplo, de 1/10 a 1/100).
- Juego reducido (holguras entre engranajes, juego). El resultado es un buen engrane de los dientes y un bajo ruido de engrane.
- Se puede obtener un par de salida grande a partir de un par de entrada pequeño.
- Se produce el fenómeno de autobloqueo.
Los engranajes de tornillo sinfín transmiten la rotación del tornillo sinfín a la rueda helicoidal, pero no a la inversa, de la rueda helicoidal al tornillo sinfín. Esta incapacidad para girar desde el lado del eje de salida se conoce como “autobloqueo”. Por lo tanto, el lado del tornillo sinfín es siempre el lado del eje de entrada, donde está montado el eje giratorio de accionamiento o fuente de potencia.
El lado de la rueda helicoidal es el lado del eje de salida, donde se monta el dispositivo para transmitir la potencia. Sin embargo, debe preverse un mecanismo de frenado independiente para evitar completamente la rotación inversa. El error de paso y otros factores dependen de la precisión de los engranajes, por lo que se debe comprobar la precisión requerida y seleccionar la precisión correcta para la aplicación.
Los engranajes helicoidales no son adecuados para el posicionamiento de alta precisión debido al juego. Para el posicionamiento de alta precisión, puede ser mejor volver a seleccionar el tipo de engranaje.