Cómo comprobar la carga en voladizo cuando un piñón de cadena se mueve a lo largo del eje de salida de la caja de cambios

Se retrabaja una transmisión por cadena para que el piñón quede más cerca de la carcasa de la caja de cambios, y la suposición es que el cambio es seguro porque el piñón está más cerca del soporte. Sobre el papel, el par transmitido no cambia, Así que nada parece diferente. En la práctica, las cargas del rodamiento y del eje pueden subir o bajar dependiendo de hacia dónde se haya movido el piñón y cómo tire la cadena, y un cambio de disposición sin control puede dejar los rodamientos o el eje de salida fuera de sus condiciones de carga nominal.

La carga en voladizo es la carga radial aplicada fuera del soporte del cojinete del eje por un componente como un piñón dentado. Cambiar la posición del piñón cambia el brazo de la palanca, y con ello el momento flector del eje y las reacciones de los cojinetes, incluso cuando el par se mantiene igual. Así es como comprobarlo correctamente antes de comprometer el diseño.

Por qué mover el piñón cambia la carga de rodamiento

El par te indica cuánto esfuerzo de giro se transmite. No te dice cuánta carga radial soporta el rodamiento.

Cuando una cadena envuelve un piñón, La cadena tira del piñón dentado en el plano del accionamiento. Para una fuerza radial y sección del eje dadas, El momento flector es esa fuerza multiplicada por la distancia axial desde la sección hasta el plano de carga del piñón dentado. Si mueves el piñón más lejos del cojinete, el momento crece; Acércalo y el momento cae, para la misma carga. Así que dos accionamientos con el mismo par y la misma tensión de cadena pueden cargar el rodamiento de salida de forma muy diferente, Puramente desde donde se asienta el piñón a lo largo del eje. Por eso "Mismo par" no es una respuesta segura a un cambio de postura, y por qué la posición debe comprobarse en relación con las condiciones de carga publicadas por la caja de cambios.

La tensión de la cadena no es la carga radial total

El punto de partida es la fuerza resultante en el piñón dentado. La tracción efectiva de la cadena por sí sola no es suficiente para determinarlo, y las reacciones de los rodamientos también dependen de la posición de carga y la disposición de soporte.

El par en el piñón proviene de la diferencia entre la tensión de la cadena en el lado apretado y el flojo, Actuando en el radio del pitch. Lo que a menudo se llama la fuerza circunferencial, o la atracción efectiva, ¿es esa diferencia de tensión:

F_eff = 2 × T/d

Con par transmitido T en N·m y diámetro de paso del piñón d en metros, F_eff está en Newtons. Si d está en milímetros, Uso F_eff = 2000 × T/d en su lugar. Esta tracción efectiva no es la misma que la fuerza total que la cadena ejerce sobre el eje. La cadena tiene un lado apretado y otro flojo, y su suma vectorial da la fuerza en cadena sobre el piñón. En una disposición común de cadena abierta, los dos tramos tiran ampliamente hacia el otro piñón, por lo tanto, los tramos casi paralelos proporcionan una suma resultante cercana a la suma de sus tensiones. Otros diseños requieren las direcciones vectoriales reales; Exactamente lo contrario, Los vectores de tensión colineales en cambio restarían. Por eso hay que dibujar la geometría de la cadena, no asumido, antes de que se calcule la carga radial. Ten en cuenta los efectos del tensor sobre la tensión de la cadena, Peso del componente, y casos de carga dinámica. Si el catálogo de cajas de cambios utiliza un factor de elemento de transmisión para estimar la carga aplicada a partir del par, Utiliza su método especificado y evita añadir factores dos veces para lograr el mismo efecto.

Registrar la geometría y la disposición de soporte

La comprobación de carga radial comienza con lo que hay en el eje y dónde. Anota lo siguiente antes de cualquier cálculo.

Fíjate en el diámetro del paso del piñón dentado y en el número de dientes, ya que el diámetro del paso determina la tracción efectiva para un par dado. Registrar la posición axial del plano de paso del piñón y su distancia respecto al datum exacto mostrado en el diagrama de carga de la caja de cambios, como un hombro o cara de carcasa especificado del eje. Esa dimensión de catálogo no es automáticamente la distancia al centro de cojinete más cercano. Anota las direcciones de ambos tramos de cadena y el tirón resultante respecto a la caja de cambios, incluyendo si la carrera es horizontal, vertical, o en ángulo. Mantén los piñones alineados en el plano de cadena previsto. Fíjate en la disposición de los soportes, es decir, qué rodamientos transportan el eje y dónde se sitúan respecto al piñón dentado.

Por fin, Consulta los datos de la caja de cambios para ver su clasificación de carga en voladizo. Un valor publicado de sobrecarga viene acompañado de condiciones: el punto en el eje donde se supone que actúa la carga, La velocidad, Deber y base de vida, las direcciones de fuerza y rotación, y si se permite la carga axial combinada. Una clasificación citada para una carga en un punto no se transfiere a una carga en otro punto sin comprobar las condiciones, Así que lee las condiciones antes de comparar. Por ejemplo, Guía de carga descentrada de SEW-EURODRIVE comprueba tanto la vida útil del rodamiento como la resistencia del eje y utiliza la menor carga permitida. Sus constantes pertenecen a las unidades de engranajes listadas, No a todas las cajas de cambios.

Observa los límites y las condiciones de calificación

Dos precauciones evitan que un cambio de diseño se convierta en un fallo.

La primera es que reducir el voladizo no es automáticamente seguro para todas las estructuras. Un voladizo más corto reduce el momento flector para la misma carga, Lo cual suele ser útil, pero las cargas reales de apoyo también dependen de la disposición de soporte, La dirección del tirón de la cadena, y cualquier componente axial. Resistencia del eje, las reacciones de apoyo y las cargas combinadas internas y externas aún deben mantenerse dentro de los límites permitidos. Trata un cambio de disposición como un cambio en la ruta de carga que debe comprobarse, no como una mejora garantizada.

La segunda es que no existe un único factor de corrección para la carga en voladizo. Cuánto importa un cambio de posición depende de la caja de cambios, La disposición de rodamientos, La velocidad, y el deber, Por tanto, un factor general aplicado a diferentes unidades no es fiable. La comprobación corresponde a las condiciones de clasificación específicas de la caja de cambios, No contra una regla general. Las capacidades radiales y axiales separadas no deben tratarse como una envolvente rectangular de funcionamiento en la que ambos máximos pueden usarse juntos. Guiado axial de SEW-EURODRIVE, por ejemplo, separa su carcasa sin carga en voladizo de la carga combinada, que necesita una evaluación adicional.

Lista de verificación de antes y después

Si la disposición tiene que cambiar, Revísalo como Ingeniería

Cuando una secuencia en cadena debe ser reestructurada, Las opciones suelen ser aceptar la carga en la nueva posición, añadir un rodamiento externo o un sistema de soporte de carga para aliviar la carga radial de la salida de la caja de cambios, o para seleccionar una unidad con una calificación que se ajuste a la nueva distribución. Cada uno necesita una revisión de ingeniería en función de la geometría real, no un ajuste de planta. Se puede diseñar un soporte externo para soportar carga radial y, donde se especifica, Carga axial. No elimina automáticamente la carga de los rodamientos de la caja de cambios: Reparto de carga, Alineación, La ubicación axial y el movimiento térmico deben comprobarse para que el soporte adicional no sobreconstreña el eje. La ruta que se elija, La decisión debe quedar registrada, porque la siguiente persona que mueva el piñón dependerá de él.

Preguntas frecuentes

¿Acerca siempre un piñón más cerca de la caja de cambios reduce la carga sobre los rodamientos de salida? Acercar el plano de carga al mismo soporte de rodamiento reduce el momento flexión de la misma carga radial, pero no es automáticamente seguro para todas las estructuras. Las cargas reales de rodamiento también dependen de la disposición de soporte, La dirección del tirón de la cadena, y cualquier componente axial, Por lo tanto, el cambio debe comprobarse en función de las condiciones de clasificación específicas de la caja de cambios en lugar de asumir que es una mejora.

¿La tensión de la cadena es la misma que la carga radial en el eje?? No. El par transmitido proviene de la diferencia entre las tensiones en el lado estrecho y el lado flojo que actúan en el radio de cabeceo, pero la fuerza de cadena sobre el eje es la suma vectorial de ambas tensiones en las direcciones reales del vano. La tracción efectiva por sí sola no determina esa fuerza, Por tanto, la geometría del recorrido de la cadena y las condiciones de tensión deben registrarse antes de determinar el resultado.

Siguiente paso

Si se está reposicionando un piñón de cadena en el eje de salida de la caja de cambios y quieres que la carga sobresaliente se revise en lugar de asumir, Mándanos el plano de la maqueta., Los datos del piñón dentado, la distancia desde el punto de referencia de la caja de cambios, y el deber. Podemos revisar la aplicación con los datos relevantes de la caja de cambios e identificar qué debe confirmarse para el diseño propuesto. Explora nuestro Motores de engranajes helicoidales, o Contacta con nosotros Para iniciar una revisión de configuración.