Tornillo sin fin: descripción y aplicaciones

Uno de los principales y más usados mecanismos de transmisión en cualquier proyecto mecánico es el llamado tornillo sin fin. Dicho dispositivo está formado por un sistema de un tornillo con dentado helicoidal (que actúa siempre como elemento motriz), normalmente engranado con una rueda dentada, llamada piñón o corona (que actúa como elemento conducido), de tal manera que transmite el movimiento entre ejes perpendiculares entre sí. Por cada vuelta completa del tornillo, el engranaje gira un diente, por lo que es un mecanismo capaz de ofrecer grandes reducciones de velocidad.  

Características de los tornillos sin fin

• Se emplean para transmitir fuerza y movimiento entre dos ejes perpendiculares entre sí (90º), o lo que es lo mismo: transmitir un movimiento circular en el eje x al eje y.

  

  Fuente: colchonero.com

• Con ellos se pueden conseguir grandes reducciones en espacios reducidos, ya que su relación de transmisión (i) es igual a 1/Z; donde Z es el número de dientes de la corona. Dicho de otra manera: por cada revolución del tornillo sin fin, la corona gira 1 único diente. Por lo tanto, para el giro completo del engranaje se necesitarían tantas vueltas como dientes tenga dicho engranaje.
• Es un mecanismo irreversible; es decir la corona siempre actuará como elemento conducido, nunca como elemento motriz, ya que forzaría el mecanismo. Este hecho se trata de una ventaja cuando se desea eliminar cualquier posibilidad de que los movimientos de la rueda se transmitan al tornillo.
• Por contra, en los mecanismos con tornillo sin fin se generan bastantes pérdidas de energía por calor debido al rozamiento de sus componentes, por lo que tienen una gran pérdida de rendimiento. 
• Los reductores de velocidad basados en su empleo no ocupan mucho espacio. Este hecho facilitan su implementación en numerosos sistemas industriales .

 

 

Aplicaciones de los tornillos sin fin

El tornillo sin fin - corona es considerado como el tipo de reductor más simple, de ahí que tenga múltiples aplicaciones. Vemos algunas de ellas:

• Mecanismos sin fin como reductores de velocidad de pequeños motores

Los pequeños motores eléctricos como los que habitualmente traen ciertos juguetes o como los que puedes encontrar en el taller de tecnología para los proyectos. Generalmente, son de alta velocidad y de par bajo. El empleo de tornillo sin fin permite ampliar las posibilidades de aplicación de dichos motores en las que es preciso velocidades pequeñas y pares de giros más altos.

• Sistema de puertas automáticas

 Una de los principales usos de los tornillos sin fin. En las aperturas y cierre de puertas automáticas es necesario el movimiento rectilíneo en ambos sentidos (derecha o izquierda) lento además, de un bloqueo del sistema de final de carrera.

Fuente: edsuk.com

Fuente: autodoorleader.com

Fuente: kag-hannover.com

• Instrumentos musicales

Los tornillo sin fin suelen emplearse para ajustar la tracción de las cuerdas de instrumentos musicales para afinarlos. Ejemplos típicos son la guitarra, violones y otros instrumentos de cuerda. Con dicho mecanismo, y debido a su fuerza mecánica y gran tales como guitarras sin fines son habituales en sistemas de ajuste de guitarras, violines y otros instrumentos de cuerda. Su gran fuerza mecánica permite tensionarlas con muy poco esfuerzo. 

Fuente: pixabay.com/es/

 

Fuente: pixabay.com/es/

• Mecanismos de sujeción (abrazaderas sin finn para tubo):

Las abrazaderas sin fin son empleadas para fijación de tubos flexibles, de gas y de líquidos sobre soporte rígido, en el que el sin fin, engrana sobre una cinta de acero inoxidable dentada. Su uso posibilita abarcar diferentes diámetros de tubo con un único tipo de abrazadera.

Fuente: pixabay.com/es/

• Elevadores

Los tornillos sin fin también se aplican en elevadores o transportadores helicoidales a modo de tornillo de Arquímedes.  Estos transportadores de tornillo sin fin efectúan el desplazamiento del material por un canalón o tubo, valiéndose de un tornillo giratorio. Los tornillos sin fin tubulares son ideales en aquellos procesos que requieran inclinaciones pronunciada en el transporte de productos de pequeño tamaño a granel (café, cereales, pellets...), materiales que tienden a pegarse o son irregulares (productos húmedos, viscosos, fibrosos...), minimizando el retroceso de productos a transportar. Tienen la ventaja de ser compactos, de fácil instalación y extremadamente versátiles.

Fuente: directindustry.es

• Cajas de dirección en automoción

Uno de los mecanismos de dirección del automóvil tiene al tornillo sin fin como uno de sus componentes básicos. Cuando el conductor de un vehículo acciona el volante unido a la columna de dirección debe transmitir a las ruedas el ángulo de giro deseado. La caja de dirección y la relación de palancas realizan la reducción del giro y la multiplicación de la fuerza aplicada sobre el volante, para así poder girar las ruedas con un mínimo esfuerzo. En la caja de dirección, que transforma el movimiento circular en lineal, el tornillo engrana constantemente con una rueda dentada. A su vez, el sin fin 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 dependerá de la relación de reducción montada.

 

 

Fuente: Sistemas de Dirección

• Gatos mecánicos de husillo

Un gato mecánico de husillo o de tornillo tiene amplias aplicaciones en diferentes tipos de industrias. El giro del tornillo sin fin, conectado a un motor eléctrico, hace que la corona gire solidariamente con él. El giro la corona genera el movimiento lineal del husillo, dado que esta roscado en el interior de ésta, produciéndose de esta manera el movimiento lineal de elevación.

Fuente: directindustry.es