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Rotismos, Trenes de Engranajes, Reductores y Motorreductores

Un rotismo es una sucesión de ruedas dentadas engranadas entre sí de tal manera que la rotación de una provoca la rotación de las otras. Este sencillo sistema es la base de muchas máquinas para la transmisión de energía cinética desde un motor de cualquier tipo hasta un elemento usuario.

En este vídeo veremos los principios de los rotismos, su aplicación en reductores y como forman parte de los motorreductores.

Jaes se dedica al sector de los suministros industriales desde hace más de 10 años, y ofrece en su catálogo todo tipo de reductores y motorreductores de los principales fabricantes.

Un rotismo es una sucesión de ruedas dentadas engranadas entre sí (también llamado "tren de engranajes") en el que la rotación de una provoca la rotación de las otras.

Tomemos como ejemplo el modelo más simple posible, que es un acoplamiento de dos engranajes, uno de 0,30 m de radio con 30 dientes y otro de 0,60 m de radio con 60 dientes. El número de dientes de un engranaje es proporcional al diámetro de su círculo primitivo; las circunferencias primitivas de un par de ruedas dentadas son por lo tanto tangentes entre sí y forman una línea de contacto durante el engrane. El engranaje que transmite el movimiento se denomina rueda conductora o motriz, mientras que el que recibe el movimiento se denomina rueda rueda conducida o movimiento.

Supongamos que el engranaje más pequeño está conectado a un motor eléctrico (que es motriz), como se puede ver, gira en el sentido de las agujas del reloj, y el engranaje más grande conectado a él asumirá una rotación en el sentido contrario a las horas. También se puede observar que la velocidad de rotación del engranaje conducido es diferente, es más lenta, no tanto por el tamaño que tienen los engranajes, sino por la relación que hay entre sus diámetros y en consecuencia por su número de dientes, y toma el nombre de relación de transmisión.

Calcularlo es muy simple, es suficiente tomar el diámetro de la rueda conducida y dividirlo por el de la rueda motriz, se puede hacer el mismo cálculo también con los radios o el número de dientes; en este caso la relación de transmisión es "2" es decir 2 a 1 (2:1) lo que significa que la rueda motriz tiene que girar dos veces para hacer girar una vez la rueda conducida, así que tenemos un ejemplo de reductor de velocidad. Esto se debe a que la velocidad de rotación de los dos ejes es inversamente proporcional al número de dientes de las dos ruedas, de hecho, si queremos derivar la relación de transmisión de la velocidad, debemos revertir la relación matemática, tomando la velocidad de la rueda motriz y dividiéndola por la de la rueda conducida. Por lo tanto, la relación de transmisión es reductor: si la relación es mayor que 1, y el mecanismo se denomina reductor; imparcial, en caso de que la relación sea igual a 1, donde la rueda conducida gira a la misma velocidad que la rueda motriz; y multiplicador, si la proporción es menor que 1, donde el mecanismo se denomina Multiplicador.

En mecánica, el uso de reductores mecánicos es mucho más frecuente que el uso de multiplicadores, ya que por naturaleza los motores mantienen altas revoluciones de rotación.

Intentemos calcular la velocidad del engranaje conducido, sabiendo que el engranaje impulsor tiene una velocidad de 50 revoluciones por segundo dada por el motor eléctrico; usando las matemáticas básicas podemos hacer esta ecuación: Velocidad de la rueda Motriz x número Rueda Motriz = Velocidad de la rueda conducta x número de dientes rueda conducta. Como resultado, la velocidad de la rueda conducida se ha reducido a 25 vueltas por segundo.

Pero la verdadera propiedad interesante de los reductores es la ventaja mecánica que producen de hecho, aunque la velocidad disminuye, el par aumenta proporcionalmente. De hecho, el motor, que a 50 revoluciones por segundo tiene un par de 5 newton metros (5 Nm), con esta relación de reducción a la mitad, la rueda conducida tiene 25 revoluciones por segundo y 10 newton metros (10 Nm) de par motor.
(5Nm x 2 = 10Nm) (50/2=25rps)

Así que ahora se peuden hacer trabajos más pesados a una velocidad más baja.

mecánica; desde motores de combustión interna hasta motores neumáticos, hidráulicos y especialmente combinados con eléctricos que tienen velocidades de rotación muy altas. De hecho, generalmente reductores y motores eléctricos se venden en pares para tener características compatibles; tanto es así que se diseñan y producen reductores compactos unificados con motores eléctricos llamados motorreductores, reduciendo dimensiones y costes.

Mecánicamente, para la reducción se adoptan varias soluciones según las necesidades, resumimos las principales:

Existen reductores con engranajes que pueden ser cilíndricos o cónicos; con dientes rectos o helicoidales; y que a menudo tienen una configuración de reductor doble, donde se añade una segunda etapa de reducción a la primera, para tener una solución más compacta en comparación con un reductor de dos engranajes con la misma relación de transmisión. Además, el sentido de giro no cambia y los ejes (tanto el eje motor como el conducido) son paralelos. Se utilizan sobre todo en los sectores industriales, que necesitan de potencias elevadas y sesiones de trabajo largas e intensivas.

Siguen los reductores de tornillo sin fin, donde el mismo tornillo, mueve una rueda dentada cilíndrica, cuyos dientes pueden ser rectos o helicoidales. Aunque con solo dos elementos, tienen una alta relación de reducción, teniendo en cuenta también las dimensiones contenidas y generalmente el eje conducido se coloca ortogonalmente con respecto al eje de motor de entrada. Además, gracias a su conformación, rara vez pueden ser reversibles, es decir, el engranaje no puede accionar el tornillo sin fin, lo que implica una mayor seguridad para ciertas situaciones.

Por último están los reductores epicicloidales también llamados planetarios; están compuestos de manera que al menos uno de los ejes portadores ruedas dentadas sea móvil. Los componentes son cuatro: el piñón (también llamado solar) que generalmente está conectado al eje motor; la rueda con engranaje interno (también llamada corona) que a menudo está bloqueada a la carcasa del reductor; los engranajes planetarios unidos por el portasatélites, que durante el funcionamiento giran entre el piñón y la corona llevando el movimiento al eje conducido.

Pero esto no siempre es así, en función de qué elemento se fija, el engranaje planetario asume diferentes tipos de reducción: con un piñón solar motriz, una corona fija y un portasatélites en el eje conducido, se obtiene una gran desmultiplicación; con piñón solar motriz, portasatélites fijo y corona en el eje conducido, se produce una desmultiplicación diferente; con corona dentada motriz, piñón solar fijo y portasatélites en el eje conducido, se obtiene una desmultiplicación menor que las anteriores.

Al formar un sistema de múltiples rotismos epicicloidales uno tras otro se pueden obtener ulteriores y variadas reducciones.

Por lo tanto, desde el automóvil hasta el coche a control remoto, desde la cinta transportadora hasta el robot de precisión, ¡Las aplicaciones de los motorreductores son múltiples y son una parte integral de nuestra vida cotidiana!