Una guía para los diferentes tipos de engranajes utilizados en el control de flujo
Los engranajes son un concepto tan útil que incluso ocurren en la naturaleza. Desde los antiguos griegos hasta la actualidad, los engranajes son una parte fundamental de la tecnología.
En industrias que van desde el petróleo y el gas hasta la alimentación, los engranajes para el control del flujo son fundamentales en los sistemas de producción. Hay varios tipos de engranajes disponibles. ¿Cómo sabe cuál es mejor para su aplicación?
Conozca los diferentes tipos de engranajes para el control de flujo. Podrás encontrar el equipo que necesitas.
¿Qué hacen los engranajes para el control de flujo?
La caja de cambios para sus válvulas de control de flujo es un conjunto de engranajes dentro de una carcasa. El propósito habitual de estos engranajes es aumentar la cantidad de par de entrada y crear un movimiento de rotación como salida. Abren y cierran la válvula.
Los engranajes de las válvulas de flujo pueden ser manuales o eléctricos. Un actuador eléctrico crea más par de salida. Te da una ventaja mecánica.
¿Por qué existen diferentes tipos de engranajes?
Las cajas de cambios tienen diferentes tipos de engranajes según las características que necesite.
Las cajas de cambios pueden aceptar una entrada de giro parcial o múltiple. La salida también puede ser multivuelta o parcial.
La salida es lineal o está a 90 grados de la entrada. Algunos tipos de engranajes también permiten otros ángulos.
Es posible que necesite engranajes que hagan menos ruido o vibren menos. Es posible que desee una caja de cambios que cambie la velocidad o la cantidad de torque.
Las características específicas de cada tipo de engranaje significan que puede encontrar el adecuado para diferentes aplicaciones.
Engranajes helicoidales
Un engranaje helicoidal tiene un eje con una rosca en espiral que impulsa una rueda dentada. Los reductores helicoidales tienen una entrada multivuelta y una salida de vuelta parcial. Cambian el movimiento de rotación en 90 grados.
Los engranajes helicoidales son ideales para válvulas de cuarto de vuelta como válvulas de bola.
Pros
Los engranajes helicoidales son relativamente simples. Tienen pocas partes móviles, lo que significa menos oportunidades de falla.
Los engranajes helicoidales tienen una alta relación de reducción. Puede aumentar significativamente el par o reducir la velocidad cambiando la circunferencia de la rueda.
Otra ventaja de los engranajes helicoidales es que no se puede invertir la dirección de la potencia. Es casi imposible que la rueda comience a mover el gusano. No necesita el tope trasero que requieren la mayoría de los otros tipos de cajas de cambios.
Los engranajes helicoidales hacen menos ruido que otros tipos de engranajes. Además, son muy resistentes a los golpes.
Contras
El poder de un tornillo sin fin se transfiere deslizándose. A medida que el gusano se desliza por la rueda, elimina el lubricante. El gusano eventualmente se frotará directamente sobre el metal.
El movimiento de deslizamiento hace que los engranajes helicoidales sean relativamente ineficaces. La fricción y el calor reducen la eficiencia. Para minimizar la fricción, el gusano y la rueda están hechos de diferentes metales.
Engranajes cónicos
Un engranaje cónico es un engranaje en forma de cono que transmite potencia entre ejes que se cruzan. Los engranajes cónicos cambian el eje de rotación. Los ejes de los engranajes suelen estar separados por 90 grados, pero también son posibles otros ángulos.
Los engranajes cónicos pueden aumentar o disminuir la torsión mientras disminuyen o aumentan la velocidad angular. Tienen entrada y salida multivuelta.
Los dientes del engranaje pueden ser rectos, en espiral o hipoides. Cada tipo tiene sus pros y sus contras.
Engranajes cónicos rectos
Los engranajes cónicos rectos son los más simples. Los dientes están en una línea recta que se cruza con el eje del engranaje.
Tiene más tolerancia al montar engranajes cónicos rectos porque tienen líneas de contacto inmediatas. Sin embargo, también tienen mucha vibración y ruido.
Engranajes cónicos espirales
Los engranajes cónicos en espiral tienen dientes curvos y oblicuos. Los dientes se superponen más, por lo que el engranaje gira con más suavidad. Hace menos vibración y ruido.
Tener más dientes en contacto significa que comparten mejor la carga. Obtienes una mayor capacidad de carga. Un engranaje cónico en espiral puede ser más pequeño que un engranaje cónico recto con la misma capacidad.
Una desventaja de los engranajes cónicos en espiral es que necesitan rodamientos más costosos. Esto se debe a su mayor carga de empuje.
Engranajes cónicos hipoides
Las líneas centrales de los engranajes hipoidales están desplazadas en lugar de cruzarse. Los dientes son similares a los engranajes cónicos en espiral.
Los engranajes cónicos hipoides tienen resistencia a la rodadura entre los engranajes. Esto hace que los engranajes cónicos hipoidales sean muy eficientes. Tienen incluso menos vibraciones que los engranajes en espiral.
El ángulo de la espiral del piñón es mayor que el del engranaje. El diámetro del piñón puede ser mayor. Obtienes más área de contacto y mejor fuerza de los dientes.
Puede utilizar relaciones de alta velocidad. El rango de relación de transmisión es de 10: 1 a 200: 1. A modo de comparación, los engranajes cónicos en espiral tienen un rango de relación de 3: 2 a 4: 1.
Sin embargo, necesitará un aceite lubricante especial debido al deslizamiento por la cara de los dientes. Este deslizamiento también significa que los engranajes cónicos hipoidales no funcionan bien a altas velocidades.
Engranaje helicoidal frente a la eficiencia del engranaje cónico
Al elegir una caja de cambios, muchas personas se preguntan acerca de la eficiencia de los engranajes helicoidales en comparación con los engranajes cónicos. La eficiencia de un engranaje helicoidal depende del ángulo de avance, la fricción y la relación de transmisión. El rango de eficiencia es del 50% al 90%.
Los engranajes cónicos son generalmente más eficientes que los engranajes helicoidales. Los engranajes cónicos rectos y espirales tienen una eficiencia similar, 93-97% y 95-99%. Engranajes hipoides
tienen una eficiencia del 80 al 95%.
Los engranajes más eficientes pueden reducir el costo total de su sistema.
Engranajes especiales
Los engranajes helicoidales y los engranajes cónicos son algunas de las cajas de engranajes más comunes que encontrará para el control de flujo. También se encuentran disponibles varios tipos de engranajes más especializados.
Engranajes desembragables
Los engranajes desembragables son un tipo de engranaje helicoidal que se monta entre la válvula y el actuador. Proporcionan una anulación manual en caso de pérdida de energía o pérdida de aire en el actuador. También permiten la operación manual al instalar la válvula o probar el sistema.
Varios modelos le brindan diferentes salidas de par.
Engranajes submarinos
Los engranajes submarinos están especialmente diseñados para aplicaciones en aguas profundas a cualquier profundidad. Los compensadores de presión explican la mayor presión bajo el agua. Los materiales resistentes les brindan la durabilidad para un entorno submarino hostil.
Engranajes planetarios
Los engranajes planetarios reciben su nombre del hecho de que se mueven como planetas alrededor del sol.
Los engranajes planetarios son un sistema de engranajes con tres componentes principales. El engranaje central (solar) se encuentra en el centro. Uno o más engranajes externos (planetarios) giran a su alrededor. Los engranajes planetarios accionan un anillo exterior, un eje o un husillo.
El diseño de los engranajes planetarios les confiere una alta densidad de par. Son muy eficientes y duraderos.
Encontrar los engranajes adecuados
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