Entender, calcular y aplicar: Su guía integral sobre la reducción de velocidad de las cajas de cambios para un rendimiento máximo.
¿Qué se entiende exactamente por «reducción de velocidad»?
Una reducción de velocidad, a menudo también llamada reductor , ocurre cuando una caja de cambios reduce la velocidad de entrada, para disminuir la velocidad de salida. Esto lleva a una aumento del par motor de salida. La relación de transmisión ‘i’ es mayor que 1.
¿Cómo afecta una reducción de velocidad al par y a la velocidad?
Con una reducción de velocidad, se reduce la velocidad en la salida. A cambio, aumenta el par en la salida idealmente de manera proporcional a la relación de transmisión (M_Salida ≈ M_Entrada * i). Este efecto es crucial para aplicaciones que requieren altas fuerzas.
¿Qué tipos de cajas de cambios de ATEK son especialmente adecuadas para una reducción de velocidad?
ATEK Drive Solutions ofrece una amplia gama de cajas de cambios para la reducción de velocidad, incluyendo cajas de engranajes planetarios para aplicaciones robustas, cajas de engranajes planetarios para altas reducciones en espacio reducido (por ejemplo, hasta i=100 y más en etapas múltiples), cajas de engranajes de tornillo sin fin para reducciones muy altas de una sola etapa (frecuentemente más de i=100:1) y cajas de engranajes cónicos para transmisiones angulares. También ofrecemos cajas de cambios especiales a medida.
¿Cuándo es sensato un reductor de varias etapas para una reducción de velocidad?
Se utiliza un reductor de varias etapas cuando se necesitan reducciones totales muy altas que no pueden ser logradas de manera económica con una sola etapa de transmisión. Por ejemplo, los reductores planetarios de varias etapas pueden alcanzar reducciones de i=100 y más , donde la eficiencia total se determina multiplicando las eficiencias de las etapas individuales.
¿Cuáles son las ventajas del sistema modular de ATEK para cajas de cambios con reducción de velocidad?
El sistema modular de ATEK permite millones de configuraciones. Esto lleva a una gran variedad de variantes y nos permite proporcionar rápidamente soluciones adecuadas incluso para requisitos específicos de reducción de velocidad, a menudo con tiempos de entrega cortos gracias a nuestro gran stock.
¿Cómo asegura ATEK la eficiencia en las cajas de cambios que realizan una reducción de velocidad?
ATEK valora alta calidad del producto y diseños optimizados. La eficiencia (ηG) se tiene en cuenta en el diseño (M_Salida = M_Entrada * i * ηG). Materiales modernos, fabricación precisa y lubricación optimizada contribuyen a la minimización de pérdidas , lo cual es especialmente importante en reducciones de velocidad de varias etapas, ya que las eficiencias de las etapas se multiplican.
¿Puede ATEK desarrollar soluciones personalizadas para una reducción de velocidad?
Sí, una de nuestras competencias clave es el desarrollo de soluciones especiales a medida, incluso en pequeñas series. Si las cajas de cambios estándar no cumplen con sus requisitos de reducción de velocidad, nuestros ingenieros desarrollan una solución de transmisión a medida para su aplicación.
¿Hay alguna diferencia entre «reducción de velocidad» y «reductor»?
No, los términos «reducción de velocidad» und «reductor» se utilizan en la tecnología de transmisión como sinónimos. Ambos describen una relación de transmisión ‘i’ mayor que 1, donde la velocidad de salida es menor y el par de salida es mayor que en la entrada.
Die Reducción de velocidad (reductor) es un mecanismo fundamental en la tecnología de transmisión que reduce la velocidad, para aumentar significativamente el par (M_Salida ≈ M_Entrada * i), lo cual es esencial para procesos industriales que requieren fuerza.
Un diseño preciso bajo consideración de la eficiencia (ηG) es crucial para la eficiencia; las cajas de cambios modernas con sensores pueden, por ejemplo, reducir el tiempo de inactividad en hasta un 30% y aumentar la eficiencia en un 5-10%.
ATEK Drive Solutions ofrece como proveedor de sistemas diversas soluciones de cajas de cambios (cajas de engranajes de ángulo, planetarias, de tornillo sin fin) para la reducción de velocidad, incluyendo ajustes personalizados y entrega rápida a través de un sistema modular de construcción.¡Descubra el mundo de la reducción de velocidad de las cajas de cambios! Explicamos cómo maximizar el par, calcular la reducción adecuada y encontrar casos de uso típicos en la industria. ¡Aproveche nuestro conocimiento experto!
¿Desea más par y menos velocidad? La reducción de velocidad, también llamada reductor, ¡es la clave! Le mostramos cómo utilizar esta técnica de manera rentable. ¿Necesita asesoramiento individual? Contáctenos ahora. Contacto ¡hágalo!
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Introducción a la reducción de velocidad
Die reducción de velocidad (reductor) reduce en la tecnología de transmisión la velocidad en favor de un mayor par. Este artículo trata sobre los fundamentos, cálculos y aplicaciones de esta importante función de la caja de cambios. Por ejemplo, los motores de arranque (>50 Nm) o las transmisiones para cintas transportadoras (varias toneladas de carga) generan la fuerza necesaria mediante tal reducción de velocidad para superar las resistencias de arranque. Encuentre la solución adecuada para su motor de transmisión. ¿Qué es una reducción de velocidad?.
Reducción, el principio clave de la
Untersetzung, das Kernprinzip der reducción de velocidad, significa que el elemento impulsado rota más lentamente que el impulsor. La relación de transmisión ‘i’ es > 1 (por ejemplo, i=5: velocidad de salida = 1/5 velocidad de entrada), lo cual permite un ajuste de rendimiento dirigido a través de la reducción de velocidad redacción.
¿Por qué se utiliza la reducción de velocidad?
Principalmente se utiliza para aumentar el par (por ejemplo, prensas que deforman chapas con 200 t) y para ajustar altas velocidades del motor a velocidades de trabajo lentas, lo que optimiza el uso de energía y la seguridad del proceso. Véase reducción de velocidad zur Drehmomentverstärkung eingesetzt (z.B. Pressen, die Bleche mit 200 t verformen) und zur Anpassung hoher Motordrehzahlen an langsame Arbeitsdrehzahlen, was Energieeinsatz und Prozesssicherheit optimiert. Siehe cajas de cambios industriales modulares, que a menudo incluyen mecanismos para una reducción de velocidad reducción de velocidad.Fundamentos y definiciones de la reducción de velocidad
La relación de transmisión ‘i’ cuantifica el cambio de velocidad y par que se logra con una reducción de velocidad reducción. Se determina por el número de dientes (por ejemplo, entrada 20, salida 100 dientes -> i=5) o el diámetro de las poleas. Un i > 1 significa reductor, es decir, una reducción de velocidad.
- La relación de transmisión ‘i’ es una magnitud clave para describir los cambios en velocidad y par en cajas de cambios, especialmente en la reducción de velocidad.
- se determina por la relación de los números de dientes en los engranajes o el diámetro en las poleas para lograr la reducción de velocidad deseada.
- Un valor de i > 1 caracteriza una reducción de velocidad (reductor).
- La fórmula para ‘i’ es i = velocidad de entrada / velocidad de salida o i = número de dientes de rueda de salida / número de dientes de rueda de entrada. Esta fórmula es central para cada reducción de velocidad.
- Por el contrario, i < 1 significa una reducción en velocidad rápida, donde el par disminuye.
- Con una reducción, el resultado de una reducción de velocidad, el par idealmente aumenta de forma proporcional a la relación de transmisión ‘i’ (M_Salida ≈ M_Entrada * i).
La relación de transmisión (i)
Definición: i = n_Entrada / n_Salida (velocidades) o i = z_Salida / z_Entrada (engranajes). En poleas: i = D_polea impulsada / D_polea conductora. Un i=3 significa que la velocidad de salida se reduce a 1/3 de la velocidad de entrada. reducción de velocidad Diferencia con la reducción en velocidad rápida
Unterschied zur Übersetzung ins Schnelle
Con i < 1 (reducción en velocidad rápida), la rueda impulsada rota más rápido, el par disminuye – lo contrario de la reducción de velocidad (por ejemplo, husillos >15.000 rpm, ventiladores). Más sobre la reducción en velocidad rápida.
El papel del par
El par (M) es inversamente proporcional a la velocidad (n). Con una reducción, es decir, un reducción de velocidad, idealmente M_Salida aumenta por un factor i: M_Salida ≈ M_Entrada * i (por ejemplo, 10 Nm motor, i=10 -> 100 Nm a través del reducción de velocidad). Véase motores eléctricos con caja de cambios.Aplicaciones de la reducción de velocidad
Las reducciones, es decir, las implementaciones de la reducción de velocidad, son comunes en muchas áreas: la primera marcha del automóvil (a menudo i > 3) y los arrancadores (hasta 13:1) utilizan este tipo de reducción de velocidad para un alto par de arranque. Los robots industriales, las cintas transportadoras y las grúas de carga pesada (cargas >100 t) también requieren una efectiva reducción de velocidad, para llevar a cabo sus tareas. Véase cajas de cambios angulares de alta reducción o cajas de engranajes planetarios de varias etapas como ejemplos de tales cajas de cambios.
Industria automotriz
En la industria automotriz, la reducción de velocidad es fundamental. Las transmisiones utilizan diferentes relaciones de transmisión; la primera marcha tiene la mayor reducción (i=3.5-4.5), una aplicación típica de la reducción de velocidad, para mover el vehículo desde el estado de reposo. La extensión de las marchas optimiza la fuerza y el consumo para diversas condiciones de conducción mediante relaciones de transmisión adaptadas reducciones en velocidad o rápidas.
Aplicaciones industriales
También en aplicaciones industriales, la reducción de velocidad juega un papel crucial. Las máquinas herramientas (fresadoras, tornos) utilizan la reducción de velocidad, para reducir altas velocidades del motor a un gran par en la herramienta (por ejemplo, fresadoras portal de 3000 rpm a pocas rpm). Esta forma de conversión de velocidad es estándar en máquinas envasadoras, prensas y robótica, donde movimientos precisos y potentes se realizan mediante un reducción de velocidad reductor.Tipos de cajas de cambios y sus características para la reducción de velocidad
La elección del tipo de caja de cambios para un reducción de velocidad depende de la relación de reducción requerida, el espacio disponible y las condiciones específicas de operación. Los reductores de engranaje recto son una opción robusta para una reducción de velocidad con i≈10 (de una etapa). Los reductores planetarios ofrecen una alta densidad de potencia y permiten múltiples etapas altas reducciones en velocidad (hasta i=100 o más) en disposición coaxial. Los reductores de tornillo son ideales para reducciones de alta relación una solo etapa reducciones en velocidad (a menudo más de i=100:1) y ofrecen la ventaja del auto-bloqueo (por ejemplo, en elevadores), aunque con una eficiencia menor (típicamente 50-70%). Véase cajas de engranajes planetarios und cajas de engranajes de tornillo sin fin para información más detallada.
- La selección del tipo adecuado de reductor depende de factores como la relación de transmisión requerida para la reducción de velocidad, el espacio disponible y las condiciones específicas de operación.
- Los reductores de engranaje recto son una opción robusta para una sola etapa reducciones en velocidad hasta aproximadamente i=10 y se caracterizan por la transmisión de fuerza rectilínea.
- Los reductores planetarios ofrecen una alta densidad de potencia y permiten múltiples etapas altas reducciones en velocidad (hasta i=100 o más) en disposición coaxial, lo que los hace ideales para aplicaciones compactas que requieren una fuerte reducción de velocidad.
- Los reductores de tornillo son ideales para reducciones de alta relación una sola etapa reducciones en velocidad (a menudo más de i=100:1) y ofrecen la ventaja del auto-bloqueo, sin embargo, con una eficiencia menor (típicamente 50-70%).
- Los reductores cónicos se utilizan cuando se requiere un desvío del eje de transmisión, a menudo aproximadamente 90 grados, en el marco de una reducción de velocidad es requerida.
- Entre los reductores de engranaje que se utilizan se encuentran además de los reductores de engranaje recto y cónico, los reductores planetarios, que constan de engranajes solares, planetarios y engranajes de anillo y que realizan altas relaciones de transmisión en un espacio compacto. reducción de velocidad A pesar de su menor eficiencia, los reductores de tornillo son especialmente ventajosos para aplicaciones de elevación y posicionamiento que requieren una segura
- obligatoria. reducción de velocidad Reductores de engranaje
Los reductores de engranaje son componentes comunes para realizar una
. Los reductores de engranaje recto transmiten movimiento de forma rectilínea. Los reductores cónicos desvían el eje (a menudo 90°). Los reductores planetarios (compuestos por engranajes solares, planetarios y de anillo) permiten altas relaciones de transmisión ‘i’, es decir, fuertes reducción de velocidad, en espacios muy reducidos (por ejemplo, en destornilladores eléctricos). reducciones en velocidadLos reductores de tornillo son ideales para reducciones de alta relación en una sola etapa, una forma de extrema
cajas de engranajes de tornillo sin fin
(por ejemplo, i=60:1 para mesas giratorias). El auto-bloqueo es una ventaja significativa en aplicaciones de elevación y posicionamiento que requieren una confiabilidad reducción de velocidad a pesar de la eficiencia generalmente más baja. reducción de velocidad Cálculo y diseño de reductores para la reducción a velocidades lentasUn diseño correcto es esencial para cada
y se basa en los requisitos específicos de aplicación (como velocidad y par objetivo, por ejemplo, en una prensa de husillo de 500 kN). La eficiencia del reductor (ηG, típicamente 85-98% por etapa) es un factor decisivo en la realización de una reducción de velocidad M_Abtrieb = M_Antrieb * i * ηG. Una eficiencia ηG del 90% reduce el par transmitible en un reducción de velocidad 10%, lo cual debe tenerse en cuenta en el diseño para evitar subdimensionamiento. Véase reducción de velocidad um 10%, was bei der Auslegung berücksichtigt werden muss, um eine Unterdimensionierung zu vermeiden. Siehe motores de reductor regulables.
Determinación de la relación de transmisión
La determinación de la relación de transmisión ‘i’ es un paso clave en la planificación de una reducción de velocidad. A partir de la velocidad objetivo deseada (por ejemplo, 300 rpm) y la velocidad del motor disponible (por ejemplo, 3000 rpm), se deduce la relación de transmisión necesaria ‘i’ para la reducción de velocidad (en este ejemplo i=10). El par objetivo (por ejemplo, 50 Nm) y la potencia del motor (por ejemplo, 6 Nm considerando ηG) deben estar coordinados entre sí.
Consideración de la eficiencia
Un reductor de tres etapas diseñado para una reducción de velocidad (cada etapa con 90% ηG), tiene una eficiencia total ηG_gesamt de aproximadamente 73%. Una pérdida de potencia de más del 25% debe ser compensada al seleccionar el motor. Una alta eficiencia en la reducción de velocidad ahorra energía y reduce los costos operativos.
Selección del tipo de reductor
Al seleccionar el tipo de reductor para una reducción de velocidad son relevantes criterios como la relación de transmisión ‘i’ (de una etapa a menudo hasta i≈10 para una simple reducción de velocidad), el par requerido, la velocidad de operación, el espacio disponible y los costos. Para altas relaciones de transmisión ‘i’, es decir, una fuerte reducción de velocidad, en espacios reducidos (como en articulaciones robóticas con i > 100), a menudo se eligen reductores planetarios de múltiples etapas. Véase motores de reductor sin escalonamientos.Tendencias actuales y desarrollos futuros en la reducción a velocidades lentas
Los reductores modernos utilizados para la reducción de velocidad utilizan cada vez más sensores (para temperatura, vibración, par) para monitoreo de condiciones y mantenimiento predictivo. Esto puede reducir el tiempo de inactividad hasta en un 30%. Los avances en la construcción ligera (a través de materiales como CFK o aleaciones de aluminio) y sistemas de lubricación y rodamientos optimizados aumentan la eficiencia en la realización de una reducción de velocidad (en un 5-10%).
Digitalización y conectividad
En el contexto de la Industria 4.0, la conectividad de los reductores que hacen posible un reducción de velocidad permite una gestión adaptativa del proceso a través de la comunicación directa con sistemas de control superiores. Un ajuste automático del reducción de velocidad a la situación de carga actual puede reducir el consumo de energía hasta en un 15%.
Construcción ligera y mejoras en eficiencia
La optimización topológica reduce el peso de los componentes del reductor (hasta en un 20%) sin pérdida de estabilidad, lo cual es particularmente ventajoso en aplicaciones dinámicas de reducción de velocidad Nuevos lubricantes con menor viscosidad y mejores propiedades de funcionamiento mínimo minimizan las pérdidas por fricción y, por lo tanto, aumentan la eficiencia de la reducción de velocidad.
Die reducción de velocidad, también conocido como reducción, es una herramienta central e indispensable en la técnica de transmisión moderna. Un diseño cuidadoso que tenga en cuenta la eficiencia es crucial para cada aplicación de un reducción de velocidad decisivo para un rendimiento óptimo y longevidad. Contáctenos para una consulta experta sobre su requerimiento específico para una reducción de velocidad.
