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Metrología y Laboratorios

Retos de la medición de engranajes y los instrumentos para resolverlo

January 17, 2019
Retos de la medición de engranajes y los instrumentos para resolverlo

Dentro del proceso de medición de dimensiones y tolerancias geométrica (GD & T) para el aseguramiento de la calidad de la producción, el subconjunto de medición de engranajes es un grupo particular con desafíos que son muy difíciles de abordar con herramientas de medición convencionales. Los engranajes se definen como partes giratorias de máquina que tienen "dientes" que se engranan con otra parte dentada para transmitir la fuerza de torsión desde una fuente giratoria, y dos engranajes que engranen deben tener la misma forma o perfil. Luego entonces, con diferentes combinaciones de engranajes trabajando en secuencia obtenemos una transmisión o un tren de engranajes; un engranaje también puede ser parte de una pieza lineal, produciendo movimiento lineal (o traslación) en lugar de rotación, y llamamos a esto un bastidor dentado (rack). Los engranajes son análogos a las poleas, pero con la ventaja de que los dientes evitan el deslizamiento.

 

 

 

 

 

Tipos de engranajes y medidas

El problema general con la medición de la dimensión del engranaje es la complejidad intrínseca de lo que es un engranaje (o rueda dentada). El principal problema es que hay varios tipos diferentes de engranajes; en primer lugar, los engranajes pueden ser internos o externos, lo que significa que la posición de los dientes está dentro o fuera de la dimensión cilíndrica del engranaje, luego tenemos los siguientes tipos :

  • Engranaje recto: donde los dientes se proyectan radialmente desde el eje de rotación de la geometría del cilindro. Este es el tipo de equipo más simple.
  • Engranaje helicoidal: donde los bordes de los dientes están en un ángulo desde la rotación del eje, haciendo que la forma sea parte de una hélice. Este engranaje puede ajustarse en orientaciones cruzadas, donde los ejes tienen un ángulo de 90 ° entre sí, cambiando así la dirección de aplicación de la fuerza. Sin embargo, los engranajes helicoidales son ruidosos en altas velocidades de rotación, ya que generan mucha fricción y empuje a lo largo del eje del engranaje. Una solución a este problema es el sesgo de los engranajes helicoidales, donde el ángulo de los dientes es opuesto, lo que reduce el empuje axial.
  • Engranajes cónicos: estos engranajes tienen forma sobre una configuración de cono, ya sea recta o en espiral, lo que permite colocar ángulos entre 0 ° y 180 °.
  • Engranajes hipoidales: similares a los engranajes cónicos, pero el eje del eje no está intersecado, y la forma del engranaje es en realidad un hiperboloide.
  • Engranajes tipo gusano: son una mezcla de diseño tornillo con un engranaje helicoidal. Una forma muy sencilla de lograr un alto par en una pequeña relación de transmisión. El engranaje en la parte del tornillo (o gusano) es básicamente un engranaje helicoidal, pero con un ángulo muy grande, cerca de 90 °. Una ventaja útil de las roscas de tornillo sin fin es que en realidad es difícil para el engranaje accionar el gusano, por lo que algunas configuraciones se bloquean automáticamente.

Podemos mencionar configuraciones más complejas, como armónicas, planetarias, epicicloides, cicloides e incluso no circulares, pero esto debería ser suficiente para darse cuenta de la complejidad de la geometría del engranaje.

Entre las muchas características que se espera que sean medidas por el equipo de calidad de GD & T, se encuentran: paso circular, grosor circular, altura del diente, flanco de diente y perfil de cara, superficie de paso, y luego la geometría relacionada con las medidas cilíndricas regulares, como runout o concentricidad. Muchos de estos son una composición de muchas mediciones específicas, y si bien las máquinas complejas como CMM pueden proporcionar muchas de estas mediciones, la complejidad intrínseca de la forma del engranaje requiere equipo especializado para obtener los resultados óptimos.

Productos de Osaka Seimitsu Kikai

Dentro de estos tipos de máquinas, los productos Osaka Seimitsu Kikai (OSK) sobresalen en la entrega de información rápida, precisa y clara sobre la geometría del engranaje, independientemente del tipo que esté midiendo; desviación de perfil, desviación de hélice, mella, desviación, visualización circular, excentricidad, diámetro, desviación compuesta, todos estos datos se presentan en la línea de máquinas OSK. Con investigación, desarrollo y colaboración constantes con universidades y asociaciones industriales, OSK continúa estableciendo los métodos de precisión y evaluación de plomo para proporcionar productos de alta calidad para mediciones de alta precisión.

La línea de la serie GTR para pruebas de balanceo de engranajes de doble flanco (double flank gear Rolling) es un grupo versátil de modelos que permiten mediciones de engranajes desde engranajes con distancia entre centros de 25 mm a 600 mm. Capaz de medir engranajes del tipo de piñón o rueda y realizar automáticamente un juicio de aprobación o falla en la pieza a través de un transformador diferencial variable lineal (LVDT) que lee los cambios de distancia central de los engranajes de acoplamiento.

 

La serie CLP funciona con engranajes más grandes con un máx. peso de 150 kg, que permite verificar el perfil del diente, avance, paso simple, paso adyacente y paso acumulado, desviación (tanto helicoidal como cilíndrica) si es interno o externo, con una resolución de 0.0001 mm y un diámetro de hasta 350 mm, y longitudes de eje de hasta 800 mm (con accesorios opcionales) y anchos de dientes de hasta 400 mm. La versatilidad de la serie CLP es tan buena que puede medir otros elementos que, si bien no son engranajes, se utilizan para herramientas de corte de engranajes, como cortadoras de piñón de engrane, u otro tipo de elementos de dentados, como piezas de transmisión automotriz.

Cualesquiera que sean sus necesidades particulares, Osaka Seimitsu Kikai es la solución óptima para sus necesidades de medición de engranajes. Póngase en contacto con su representante de Yamazen para seleccionar la mejor configuración de la máquina de medición para su solución.

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