El recuento de ciclos de los engranajes impulsores de giro sigue la relación de dientes

Engranajes de accionamiento giratorio no se desgastan uniformemente en toda la transmisión: el piñón pequeño soporta muchos más ciclos de carga que el anillo grande que gira, y esa relación determina la forma en que se fabrican ambas piezas. Un sistema de giro en una excavadora, grúa o plataforma giratoria combina un motor o unidad hidráulica, un mecanismo de reducción, un piñón y un cojinete de giro con un anillo de engranaje externo. Cada carga que hace girar la estructura superior pasa a través del piñón, y el piñón se encuentra con el anillo muchas veces por cada vuelta de la plataforma.

Una vuelta de plataforma significa varias vueltas de piñón

La relación de dientes establece el número de ciclos. Un anillo de 120 dientes girado por un piñón de 12 dientes necesita 10 revoluciones del piñón por cada vuelta de la plataforma. Cada diente del piñón engrana con el anillo 10 veces en ese giro, mientras que cada diente del anillo engrana una vez. Por lo tanto, el piñón en los engranajes de accionamiento giratorio experimenta diez veces los ciclos de carga de cualquier diente en el anillo, y el espacio crece a medida que el anillo se hace más grande en relación con el piñón.

Esta es la razón por la que los piñones y engranajes impulsores de giro se tratan como la parte de ciclo alto del sistema. El aro es un componente grande y lento construido por el fabricante del rodamiento, y el piñón es la pieza que trabaja más y está diseñada con margen.

El trabajo de swing consiste principalmente en giros e inversiones parciales

Las excavadoras y las grúas rara vez giran círculos completos, por lo que sus engranajes impulsores del anillo giratorio giran en arcos parciales, se detienen y retroceden, y el mismo sector del anillo y los mismos dientes del piñón se encuentran repetidamente. La inversión carga ambos flancos del diente del piñón a su vez, y el impacto alternativo en ambos lados es una condición de fatiga que las transmisiones unidireccionales no enfrentan.

El gran diámetro añade otro factor a los engranajes impulsores de giro. A medida que la plataforma gira, el área de contacto entre el piñón y el anillo varía con el ángulo, por lo que el acabado de la superficie del diente y la precisión del mecanizado deben mantenerse en todo el anillo, no solo en una posición.

Arrancar y detener agregar cargas de inercia

La estructura superior de una máquina tiene una masa sustancial y cada arranque y parada envía un choque inercial a través de la malla de los engranajes impulsores giratorios. Un sistema de giro bajo carga pesada y a baja velocidad también concentra la tensión de contacto en la superficie del diente. La transmisión transmite fuerza axial, fuerza radial y momento de vuelco juntos, y el diseño de resistencia del engranaje debe incluir un margen de seguridad suficiente para esas cargas combinadas.

Algunos engranajes impulsores de corona giratoria utilizan dientes helicoidales para mejorar la continuidad del contacto y reducir la vibración y el ruido durante el giro. Una etapa de reducción delante del piñón, planetaria para un diseño compacto o tornillo sin fin para mantener la posición con autobloqueo, convierte la alta velocidad de entrada en el alto par que necesita la plataforma.

Un núcleo resistente y una superficie dura en el piñón

El piñón de los engranajes de accionamiento giratorio necesita dos propiedades que tiren en direcciones opuestas: una superficie dura para resistir el desgaste y las picaduras, y un núcleo resistente para absorber los golpes sin agrietarse en la raíz. Los materiales habituales son el acero de aleación con contenido medio de carbono y el acero estructural de alta resistencia, seguidos del templado y revenido, el endurecimiento superficial o el endurecimiento por inducción. El endurecimiento de la superficie maneja el desgaste y la dureza retenida en el núcleo maneja el impacto.

Haoshun comienza con acero calificado y utiliza piezas en bruto forjadas cuando la aplicación necesita mayor resistencia. El tratamiento térmico se controla para alcanzar los objetivos de dureza y estabilidad, y el mecanizado de precisión mantiene los asientos de los rodamientos, las estrías y las caras de montaje consistentes de una pieza a otra. Los anillos dentados de gran diámetro también se pueden rectificar para mejorar la precisión del engrane.

Lubricación e inspección siguen el piñón

Los engranajes de accionamiento giratorio funcionan a baja velocidad bajo cargas pesadas durante largos períodos, y esa combinación hace que la película lubricante sea la principal protección de la malla. La grasa o el aceite forman una película entre las superficies de los dientes y el engrase manual periódico o un sistema de lubricación centralizada mantienen la película en su lugar.

El desgaste se manifiesta en formas reconocibles: desgaste de la superficie del diente, picaduras, grietas en la raíz y creciente espacio libre de la malla. La fluctuación de carga, la lubricación fina y la desviación del ensamblaje impulsan los cuatro, y las frecuentes reversiones añaden un impacto alternativo en la parte superior. Debido a que el piñón en los engranajes de accionamiento giratorio tiene un mayor número de ciclos, alcanza estas condiciones antes que el anillo, por lo que una mirada a los dientes del piñón y la condición de la grasa le indica al operador el estado de toda la transmisión con anticipación.

Haoshun produce engranajes de transmisión oscilante, engranajes reductores y ejes de engranajes para estas transmisiones. Un piñón de repuesto debe tener la misma forma de diente, el mismo perfil de dureza y las mismas dimensiones de asiento de rodamiento y estrías que el original, de modo que engrane con el anillo existente como antes. Un piñón hecho de esta manera devuelve un juego de Engranajes de accionamiento giratorio a su malla original, y su propio conteo de ciclos comienza nuevamente desde el swing.