6 aplicaciones de los tornillos sinfín

Uno de los principales y más usados mecanismos de transmisión en cualquier proyecto mecánico. El sinfín actúa como un elemento motriz o de entrada que destaca por su sencillo funcionamiento y ganancia mecánica. Los tornillos sinfín engrana en una corona de tal forma que, por cada vuelta completa del tornillo, el engranaje gira un diente. Por lo tanto, para el giro completo del engranaje se necesitarían tantas vueltas como dientes tenga el engranaje en cuestión.

Los sinfines se usan para transmitir fuerza y movimiento entre dos ejes perpendiculares o a 90º, es decir, pasamos de un movimiento radial en el eje x a un movimiento radial en el eje y.

Características de los tornillos sinfín

• Se pueden conseguir grandes reducciones en espacios reducidos, ya que su relación de transmisión es muy baja.
• Se puede conseguir realizar mecanismos irreversibles, es decir, no permiten el giro forzado en uno de los sentidos.
• Permiten rotar la dirección de salida del eje.
• Como punto negativo, los mecanismos con tornillo sinfín tienen una gran pérdida de rendimiento, ya que generan bastantes pérdidas de energía por calor.

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Entre las aplicaciones del tornillo sinfín podemos destacar:

1. Sistema de puertas automáticas

Una de los principales usos de los tornillos sinfín. En estos sistemas es necesario un movimiento en una dirección (derecha e izquierda) y un bloqueo en el sistema de final de carrera. Gracias a este mecanismo es posible el sistema de apertura y cierre de las puertas, ya que cada vez que los dos tornillos se encuentran la puerta queda cerrada. Concretamente, el sistema queda bloqueado gracias al engrane helicoidal.

2. Instrumentos musicales

Los sinfines son habituales en sistemas de ajuste de guitarras, violines y otros instrumentos de cuerda. Su gran fuerza mecánica permite tensionarlas con muy poco esfuerzo. 

3. Mecanismos sinfín de plástico como reductores de velocidad de pequeños motores

 Este recurso suele utilizarse para ofrecer una gran reducción de velocidad en pequeñas dimensiones.

4. Elevadores

Los tornillos sinfín corona también se aplican en elevadores o transportadores helicoidales. Estos equipos incluyen un tornillo helicoidal de paso amplio, fijo o variable que gira dentro de una carcasa desplazando el producto desde la boca de entrada a la compuerta de salida. Más detalles en esta presentación.

5. Sistemas de dirección en automoción

Uno de los mecanismos de dirección del automóvil tiene al sinfín como uno de sus componentes básicos. En estos sistemas el tornillo engrana constantemente con una rueda dentada. A su vez, el sinfín se une al volante mediante la «columna de dirección», y la rueda lo hace al brazo de mando. Gracias a este mecanismo, por cada vuelta del volante, la rueda del coche gira un cierto ángulo, que depende según la relación de reducción efectuada.

6. Reductores de velocidad

Los reductores tipo sinfín corona o de 90º tienen gran presencia en diferentes aplicaciones industriales debido a que ofrecen importantes ratios de reducción en poco espacio. Por otro lado, la transmisión del movimiento se hace a 90º, lo que permite realizar la transmisión en un ángulo recto.

Cómo desventaja, los reductores de engranaje tornillo sinfín están sometidos a una mayor fricción por su deslizamiento lo que provoca altas temperaturas de operación y mayores gastos energéticos.

Hablando de los tipos de tornillos sinfín, podemos destacar algunos como los tornillos sinfín de hélice helicoidal, de hélice seccional, de paletas, de palas, de diámetro escalonado o de paso largo, entre otros.

Relación entre tornillo sinfín y rueda dentada

Hay 3 aspectos fundamentales para la correcta relación entre los dos componentes de una transmisión sinfín-corona:

• La relación de transmisión: es importante medir la relación entre las velocidades angulares de tornillo (rueda motriz) y la corona (rueda conducida).
• El ángulo de hélice: las hélices del tornillo y la corona deben tener el mismo sentido, mientras que la suma de sus ángulos de hélice ha de ser igual al ángulo entre ejes.
• Distancia entre centros: los cilindros primitivos han de ser tangentes, en decir, la distancia entre los centros de la corona será igual a la semisuma de los respectivos diámetros primitivos.

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