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Ventajas y desventajas del husillo sinfín

Un tornillo sinfín es un dispositivo que transmite el movimiento entre ejes que son perpendiculares entre sí, mediante un sistema de dos piezas: el llamado ‘husillo sinfín’, que tiene dentado helicoidal, y un engranaje circular denominado ‘corona’. 

En dicho mecanismo de transmisión circular, el sinfín actúa como elemento de entrada o motriz, y la rueda dentada, o corona, actúa como elemento de salida. 

Existen diferentes tipos en función de la forma del perfil del filete, del número de filetes que tenga, del paso de la propia rosca, y del sentido de giro de avance del sinfín.

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¿Cuáles son las principales aplicaciones de los husillos sinfín?

Los husillos sinfín tienen múltiples aplicaciones prácticas en diferentes ámbitos, aunque es en la industria donde más se emplean. Son empleados de manera habitual, por ejemplo, para accionar los elementos de apriete de prensas y mordazas, así como para producir el desplazamiento lineal de los diferentes carros de fresadoras y tornos, en muchos casos con sistemas de doble tornillo. 

Su utilización es común en cadenas de montaje, puertas automáticas, timones de barco, laminadores, maquinaria en industrias de explotación minera, camiones de volteo o sierras circulares. También se aprovechan sus propiedades en las compuertas hidráulicas y en elevadores, escaleras mecánicas y ascensores. 

La industria automovilística fue una de las primeras que utilizó a gran escala los sinfines para mejorar la dirección y el control de los vehículos. Con estos dispositivos comenzaron a incrementarse las aplicaciones de los motores eléctricos pequeños, ya que con ellos se hace posible tanto rebajar la velocidad como subir el par de giro. 

Entre los usos en objetos cotidianos se puede citar su utilización en el afinado y tensado de las cuerdas de instrumentos musicales, juguetes y centrifugadoras. CLR utiliza engranajes de tornillo sinfín en sus reductores para transmitir el movimiento entre ejes que son perpendiculares entre sí.

¿Qué ventajas aporta el uso de husillos sinfín?

Los husillos de este tipo son dispositivos compactos que, a pesar de su, en muchas ocasiones, reducido tamaño, presentan una elevada capacidad de carga. Sencillos de fabricar y de diseñar debido a que están formados por pocas piezas, ofrecen un movimiento lineal preciso, que es aprovechado por mecanismos muy diversos. Precisamente esa versatilidad se ve reforzada porque, a diferencia de otros engranajes, los husillos sinfín no generan ruidos. En cuanto a su mantenimiento, es escaso y económico. 

Entre las principales ventajas que aporta el uso de sinfines destaca el poder conseguir una alta reducción de velocidad en el mínimo espacio posible. Como su relación de transmisión es muy baja, es posible obtener grandes reducciones en espacios reducidos. 

Además se puede conseguir el realizar mecanismos irreversibles, es decir, no permiten el giro forzado en uno de los sentidos. Otra de las prestaciones más interesantes que aporta el uso de estos mecanismos de engranaje es la irreversibilidad del sistema, siempre y cuando el ángulo del sinfín sea igual o menor a 6 grados.

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¿Cuáles son sus principales desventajas?

La principal desventaja de los husillos sinfín es el bajo rendimiento que ofrecen estas etapas de reducción, que puede situarse en torno al 15% debido a los altos valores de fuerza de rozamiento y a los esfuerzos axiales asociados. 

Por otra parte, el mayor desgaste que sufren estos dispositivos se produce en las superficies de apoyo que están sometidas a fricción, por lo que es necesario que sean altamente resistentes y que estén perfectamente calibrados para que tengan una larga vida útil. De hecho, existe cierto riesgo de desgaste de los filetes si se produce una fricción excesiva en la zona. 

¿Qué otros tipos de husillos existen y en qué se diferencian?

Uno de los tipos de husillos más utilizados es el que cuenta con un tornillo recto que actúa junto a un engranaje de dientes rectos. En este caso, tanto el tornillo sin fin como la corona no tienen hendiduras en los diámetros exteriores. Cuando el conjunto tiene una garganta, se trata de un husillo en el que la corona cuenta con una hendidura en el centro dentado, mientras que el tornillo sinfín no presenta modificación alguna en su diámetro exterior. 

También existe un tipo de husillo en el que, en una doble garganta, ambas piezas tienen hendidura y, por consiguiente, un mejor acople entre ellas.

Los husillos de bolas, empleados por ejemplo en la dirección asistida de los vehículos, son dispositivos que disponen de un sistema de rodamiento de bolas, en el que el movimiento de deslizamiento se sustituye por el de rotación. Su principal ventaja es que sufren un menor desgaste porque tanto la fricción como el rozamiento son menores. 

En el movimiento lineal de maquinaria de precisión se utilizan husillos de recirculación de bolas, que en algunos casos tienen tuercas dobles. En este último caso, entre las dos tuercas simples se coloca un espaciador, lo que permite que incrementar la rigidez y reducir el juego axial. Si hay posibilidad de que el eje pierda la estabilidad, se utilizan husillos de recirculación de bolas con tuercas rotativas, en el que solo gira el eje. 

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¿Qué experiencia tiene CLR con el uso de husillos sinfín?

CLR ha utilizado sinfines en todos los reductores cuando así lo ha requerido la aplicación. CLR cuenta con una amplia experiencia en la construcción de este tipo de componentes sinfín-corona

En la siguiente imagen se puede apreciar un sinfín utilizado en uno de nuestros reductores. En dicha transmisión se requería que el sistema fuera irreversible, algo que se logró con la inclusión de un sinfín en este punto de la transmisión. 

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