Piñón de 18 dientes: cómo el número de dientes afecta la velocidad, el par y el desgaste de la cadena

Una formadora de cajas de cartón tiene una capacidad nominal de 42 cajas por minuto, pero el transportador que la alimenta entrega solo 40. El primer instinto de un fabricante de máquinas suele ser aumentar la velocidad del motor o instalar un variador de frecuencia, pero muchas plantas resuelven el mismo problema con un componente: una rueda dentada de 18 dientes que reemplaza una unidad de 19 dientes en el eje impulsado. Es uno de los cambios de relación más simples disponibles, pero afecta la velocidad, el torque, el compromiso de la cadena y el desgaste de los componentes de maneras que son fáciles de subestimar. Esto es lo que realmente cambia, por qué son importantes los números y qué verificar antes de colocar uno.

Qué cambia una rueda dentada de 18 dientes en una transmisión

Cada transmisión por cadena transmite movimiento de acuerdo con una relación simple: la velocidad de salida es igual a la velocidad de entrada multiplicada por el número de dientes de la rueda dentada impulsora y dividida por la cantidad de dientes de la rueda dentada conducida. Comenzando con un impulsor de 18 dientes a 1750 rpm, una rueda dentada impulsada de 19 dientes produce 1658 rpm en el eje de salida. Reemplácelo con una rueda dentada impulsada de 18 dientes y la salida aumentará a 1750 rpm, un aumento de aproximadamente el 5,5 por ciento. Debido a que la cadena actúa ahora sobre un círculo primitivo más pequeño, el par relativo cae aproximadamente un 5,3 por ciento.

La dirección del cambio depende de qué piñón reemplace. Cambiar un controlador de 19 dientes por uno de 18 dientes, como es común en los equipos impulsados ​​por motor, reduce la velocidad de salida y aumenta el torque en el eje impulsado. Reemplazar la rueda dentada impulsada, como en la tabla anterior, hace lo contrario. Confirme qué rueda dentada es la conductora antes de interpretar el efecto. En ambos casos, el cambio porcentual es lo suficientemente pequeño como para que un cambio de 19 dientes a 18 dientes no altere dramáticamente el comportamiento de la máquina, que es precisamente la razón por la que se utiliza para ajustes finos en lugar de rediseños importantes.

Por qué el número de dientes afecta el compromiso y el desgaste de la cadena

Dieciocho dientes se ubican cerca del extremo inferior del rango recomendado para una cadena de rodillos estándar a velocidad moderada. Una rueda dentada con menos dientes produce más acción cordal: la cadena entra y sale de la rueda dentada a lo largo de un polígono en lugar de un círculo verdadero, creando pulsaciones, vibraciones y un mayor desgaste en pasadores y casquillos. A los 17 dientes estos efectos comienzan a mostrarse, y a los 18 dientes siguen siendo aceptables para la mayoría de los drives que funcionan por debajo de los 500 pies por minuto de velocidad de la línea de lanzamiento.

El número de dientes también determina el diámetro de paso. Para una cadena de paso de 1/2 pulgada, una rueda dentada de 18 dientes tiene un diámetro de paso de aproximadamente 2,88 pulgadas, mientras que una rueda dentada de 19 dientes mide aproximadamente 3,04 pulgadas. La diferencia influye en la distancia entre centros y en el número de enlaces necesarios. Pasar de 19 a 18 dientes acorta el bucle de la cadena en aproximadamente un paso de eslabón, por lo que a menudo se puede reutilizar una cadena existente si la transmisión tiene una base ajustable o un tensor con suficiente recorrido. Si la unidad es de centro fijo, verifique si se necesita un medio enlace o un enlace desplazado, aunque deben evitarse cuando el funcionamiento continuo y la carga alta hacen que la resistencia del enlace sea crítica.

Emparejar la rueda dentada con la cadena correcta

Una rueda dentada de 18 dientes no tiene sentido sin su cadena correspondiente. El paso de la cadena y el ancho del rodillo deben coincidir exactamente con el perfil de los dientes de la rueda dentada: una cadena con un paso de 1/2 pulgada no se ajustará a un corte de rueda dentada para un paso de 5/8 de pulgada, incluso si el número de dientes es el mismo. Para la transmisión de potencia general, una cadena de rodillos de precisión de paso corto es la combinación natural, y las versiones de las series A y B no son intercambiables porque el ancho de los rodillos difiere.

Nuestro Cadenas de rodillos de precisión de paso corto en la serie B. se fabrican según dimensiones ISO y DIN, con opciones de acero inoxidable en SS304, SS316 y otros grados. Cuando la transmisión está sujeta a cargas de choque, arranques frecuentes o tensiones intensas, una cadena con placas de eslabón más gruesas ofrece más margen. En cualquier caso, inspeccione el perfil de los dientes de la rueda dentada antes de la instalación. Una rueda dentada desgastada hasta formar un gancho dañará cualquier cadena nueva en los primeros cientos de horas.

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Para equipos que funcionan continuamente, evite tolerancias comerciales no coincidentes. Solicite la rueda dentada y la cadena del mismo fabricante para que el paso, el ancho del rodillo y la forma de los dientes se verifiquen con el mismo calibre. Esto es especialmente importante en una rueda dentada de 18 dientes, donde el engrane ya funciona con un número relativamente pequeño de dientes.

Dónde cabe una rueda dentada de 18 dientes en la práctica

Una rueda dentada de 18 dientes aparece con mayor frecuencia en máquinas que necesitan una transmisión compacta sin sacrificar un engranaje suave. Los transportadores de embalaje, las líneas de procesamiento de alimentos, los pequeños sistemas de manipulación de materiales y los accionamientos auxiliares de equipos agrícolas utilizan habitualmente este tamaño porque ofrece un buen equilibrio entre el diámetro del círculo primitivo y el número de dientes en contacto con la cadena. En las plantas de alimentos y bebidas, las versiones de acero inoxidable resisten los productos químicos de lavado y la humedad durante mucho más tiempo que el acero al carbono.

Cuando la carga es errática, como en un transportador de indexación o una máquina con frecuentes paradas y arranques, la cadena sufre la peor parte del impacto. Cadena de rodillos de alta resistencia es el compañero adecuado para una rueda dentada de 18 dientes en esas condiciones porque las placas más gruesas y los pasadores endurecidos resisten mejor la fatiga que la cadena estándar. No es necesario cambiar el número de dientes en sí; El perfil de la rueda dentada es idéntico para cadenas estándar y de servicio pesado del mismo paso, por lo que actualizar la cadena por sí sola mejora la durabilidad sin alterar la relación de transmisión.

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Comprobaciones de instalación que previenen el desgaste prematuro

Una rueda dentada de 18 dientes no arreglará una transmisión desalineada y una transmisión desalineada desgastará rápidamente una rueda dentada nueva. Las dos ruedas dentadas deben estar en el mismo plano y los ejes deben estar paralelos. La alineación correcta es más importante con 18 dientes que con 25 porque cada diente soporta una mayor parte de la carga y cualquier fuerza lateral se concentra en menos puntos de contacto.

Ajuste la tensión de la cadena de modo que el hilo flojo tenga una pequeña flexión, generalmente del 2 al 4 por ciento de la distancia entre centros. El exceso de tensión carga los rodamientos y acelera el alargamiento de la cadena; una tensión insuficiente permite que la cadena suba por los flancos de los dientes y salte, lo que produce marcas de desgaste visibles en la cara de la rueda dentada. Compruebe el alargamiento con regularidad y reemplace la cadena cuando alcance entre el 1 y el 3 por ciento. Cuando aparezca desgaste, reemplace el piñón y la cadena como conjunto. Montar una cadena nueva en una rueda dentada de 18 dientes desgastada es una de las causas más comunes de fallo prematuro de la cadena en las plantas industriales.

Obtención de una rueda dentada de 18 dientes: qué especificar

Antes de realizar el pedido, confirme estas dimensiones: número de dientes, paso de la cadena, ancho del rodillo, diámetro del orificio, ancho y profundidad del chavetero, diámetro del cubo y ancho total de la cara. Indique si el piñón es para posición motriz o conducida y especifique la norma, ANSI, ISO o DIN, para que la forma del diente se fabrique correctamente. Para servicio de lavado o corrosivo, seleccione SS304 o SS316; para temperaturas elevadas, se encuentran disponibles grados de mayor aleación.

Debido a que el tamaño de 18 dientes se utiliza a menudo para realizar ajustes finos, las pequeñas diferencias de fabricación son importantes. Para opciones personalizadas de orificio y chavetero, nuestro fabricación de piñones personalizados cubre formas de dientes en estándares ANSI, ISO y DIN, con grados de acero inoxidable seleccionados para su entorno operativo. Si no está seguro de qué tamaño se adapta a su unidad, habla con nuestro equipo de ingeniería con el paso de su cadena, la velocidad del motor y la velocidad de conducción que necesita; ellos pueden confirmar el número correcto de dientes y la configuración del orificio antes de realizar el pedido.

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La rueda dentada de 18 dientes es una pieza pequeña con efectos mensurables en el rendimiento de la máquina. La reducción de 19 dientes aumenta la velocidad de salida en aproximadamente un 5,5 por ciento y reduce el par en aproximadamente un 5,3 por ciento cuando el conductor no cambia; revertir el cambio hace lo contrario. Haga coincidir el piñón con el paso de cadena y el ancho del rodillo correctos, instálelo con la alineación y tensión adecuadas y reemplace la cadena y el piñón como un conjunto cuando aparezca desgaste. Para obtener una descripción completa de la combinación de piñones y cadenas, nuestro guía de selección de piñones de cadena transportadora analiza las mismas decisiones con más profundidad. La respuesta correcta comienza con el número de dientes, pero termina con la cadena que soporta la carga.