3 principais diferenças entre redutores de engrenagem helicoidal de envoltório duplo e acionamentos de engrenagem helicoidal convencionais

Muitas pessoas estão familiarizadas com o redutor de engrenagem helicoidal de duplo envolvimento ; é um "rosto familiar" no campo da transmissão de energia industrial, amplamente utilizado em vários setores industriais e mecânicos graças a vantagens como estrutura compacta, transmissão suave e capacidade de atingir altas taxas de redução.

Nos últimos anos, um número crescente de pessoas começou a comprar redutores de engrenagem helicoidal de duplo envelope. Então, qual é a diferença entre um redutor de engrenagem helicoidal de envelope duplo e uma engrenagem helicoidal convencional?

Diferentes princípios de malha

Os acionamentos de engrenagem helicoidal convencionais normalmente empregam uma engrenagem helicoidal cilíndrica com uma engrenagem helicoidal. Esse arranjo resulta em contato pontual ou linear, uma pequena área de suporte de carga real e suscetibilidade à concentração de tensão, levando a desgaste rápido e baixa eficiência.

A característica exclusiva do redutor de engrenagem helicoidal toroidal de envelope duplo reside em sua estrutura de "envoltório duplo". Durante a usinagem sem-fim, uma superfície curva complexa é gerada através de dois movimentos envolventes, permitindo o engate simultâneo de vários dentes com a engrenagem sem-fim. Isso cria um acionamento de alta relação de contato caracterizado por uma combinação de contato de superfície e conjugação multilinhas. As vantagens deste método de engrenamento são evidentes: a área de contacto é significativamente aumentada, aumentando assim substancialmente a capacidade de suporte de carga.

Diferenças significativas nas propriedades mecânicas

A percepção de que os acionamentos de engrenagem helicoidal sofrem de baixa eficiência está profundamente arraigada. Os acionamentos de engrenagem helicoidal padrão normalmente operam com apenas 40% a 70% de eficiência - um número que cai significativamente à medida que a taxa de redução aumenta - principalmente devido ao intenso atrito de deslizamento entre o sem-fim e as superfícies dos dentes da engrenagem helicoidal. Além disso, a capacidade de carga dos acionamentos de engrenagem helicoidal convencionais é modesta, tornando-os adequados para aplicações de carga leve a média.

Em contraste, os redutores de engrenagem helicoidal de corpo duplo oferecem alta densidade de torque e capacidade de carga. Eles se destacam em aplicações que exigem alta força de saída e instalação compacta, ao mesmo tempo que demonstram resistência superior a cargas de impacto e desgaste.

São precisamente as diferenças no desempenho mecânico que levam a faixas de aplicação muito diferentes para acionamentos de engrenagens helicoidais convencionais e redutores de engrenagens helicoidais de corpo duplo. Os redutores de engrenagem helicoidal de envelope duplo são amplamente utilizados em aplicações que exigem confiabilidade extremamente alta - como laminadores metalúrgicos, guinchos de minas, equipamentos de direção marítima e máquinas de construção pesada - enquanto os acionamentos de engrenagem helicoidal padrão são normalmente empregados em ambientes como correias transportadoras e equipamentos industriais em geral.

Os processos e custos de fabricação são diferentes

Os acionamentos de engrenagem helicoidal convencionais apresentam uma estrutura simples, processos de fabricação maduros, baixos custos e adequação para produção em massa.

Em contraste, os redutores de engrenagem helicoidal de envelope duplo utilizam uma geometria complexa de superfície helicoidal que requer máquinas-ferramentas CNC especializadas e processos de retificação de engrenagens de precisão; consequentemente, são difíceis e demorados de fabricar, implicam custos mais elevados e representam um tipo relativamente novo de equipamento de transmissão.

Por exemplo, os redutores de engrenagem helicoidal de envoltório duplo desenvolvidos e fabricados pela SGR são caracterizados por engrenamento de vários dentes entre o sem-fim e a engrenagem helicoidal. O sem-fim é feito de aço 20CrMnTi - submetido a cementação, têmpera e retificação de precisão - enquanto a engrenagem sem-fim é feita de liga de bronze de alto desempenho, garantindo resistência ao desgaste duradoura, alta eficiência de transmissão e uma vida útil prolongada. Em comparação com conjuntos de engrenagens helicoidais cilíndricas com as mesmas especificações, esses redutores oferecem capacidade de carga e eficiência de transmissão significativamente maiores; além disso, apresentam capacidade mecânica de travamento automático em altas relações de transmissão, aumentando efetivamente a segurança das máquinas de elevação.

O que deve ser considerado ao selecionar um redutor de engrenagem helicoidal de envelope duplo?

Os redutores de engrenagem helicoidal operam com base no princípio do atrito deslizante. As suas taxas de redução variam normalmente entre 5:1 e 100:1; geralmente, quanto maior a taxa de redução, menor será o ângulo de ataque e menor será a eficiência. Ao selecionar um redutor de engrenagem helicoidal, é necessário equilibrar a relação de redução com a eficiência e escolher um modelo que atenda aos requisitos de ambos.

Além disso, para operação prolongada, medidas de dissipação de calor devem ser consideradas, como a instalação de ventiladores ou sistemas de refrigeração a óleo, ou a seleção de uma carcaça de ferro fundido equipada com aletas de refrigeração.

Os materiais e processos de fabricação dos redutores de engrenagem helicoidal são determinantes críticos de seu desempenho. Os principais fabricantes normalmente usam liga de aço (como 20CrMnTi) para o sem-fim e bronze de estanho (ZCuSn10P1) ou bronze de alumínio para a engrenagem sem-fim - materiais que oferecem excelente resistência ao desgaste e baixo atrito. Os componentes passam por cementação, têmpera e retificação para atingir alta dureza e resistência ao desgaste duradoura, resultando em alta eficiência de transmissão e longa vida útil.

Em contraste, se o ferro fundido for substituído pelo material da engrenagem helicoidal em produtos inferiores, a vida útil será drasticamente reduzida.

Resolver o problema na fonte, selecionando um fabricante confiável de redutores de engrenagem helicoidal, pode evitar muitos problemas. Se o redutor for destinado ao uso em equipamentos especializados – como embarcações marítimas, elevadores ou máquinas de elevação – é aconselhável verificar se o fabricante possui as certificações relevantes do setor; para aplicações marítimas, por exemplo, a certificação do Registro Marítimo de Navegação (RS) da Rússia é altamente desejável. (Autor, SGR, Angie Zhang)

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