Ir al contenido principal

Tornillo sin fin: descripción y aplicaciones

Mecanismos: Sistema tornillo sin fin - corona
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.
Puerta de apertura automática Tornillo sin fin
Fuente: edsuk.com

Puerta de apertura automática
Fuente: autodoorleader.com

Tornillo sin fin puerta
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. 

Tornillo sin fin guitarra
Fuente: pixabay.com/es/
 Tornillo sin fin guitarra


  • 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.

Abrazadera de tubos

  • 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.

transportador tornillo sin fin
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.

Dirección de tornillo sin fin

Tornillo sin fin y dedo Tornillo sin fin y tuerca

Tornillo sin fin y sector dentado Tornillo sin fin y rodillo


  • 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.







Comentarios

  1. simplemente genial

    ResponderEliminar
  2. Hola muy.buena la info pero quisiera más información q me podrían ayudar en el.tornillo sin fin y dedo quien lo.creo cuando.fue creado si hubo un vehículo q usó este tipo de caja ...gracias de antemano

    ResponderEliminar
  3. Este comentario ha sido eliminado por un administrador del blog.

    ResponderEliminar
  4. muy buen informacion gracias

    ResponderEliminar
  5. Entre más dientes tenga la rueda, es más lenta la vuelta?, tengo un mecanismo que tengo que girar mucho el eje y avanza muy poco, alguien me puede ayudar?

    ResponderEliminar
  6. Muy interesante pero le falta mas gráficos, para poder entender y visualizar mejor,e incluso un poco mas de teoria.

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Tienes razón, falta mucha teoría, pero no nos debemos olvidar de se trata de información dirigida a alumnos de 2ºESO (13-14 años); y en mi opinión, ya hay de sobra. Se trata de introducir a los alumnos en la existencia de diversos mecanismos, y el tornillo sin fin es sólo uno de los muchos objeto de estudio

      Eliminar
    2. Muchas gracias por todos los contenidos que compartes. Son estupendos.
      Respecto al comentario anterior yo no sólo no creo que falte teoría, sino que creo que, tal vez, es incluso demasiado, dependiendo del grupo de alumnos.
      En cualquier caso, menuda suerte los chicos y chicas que disfruten de este profesor, que derrocha pasión y profesionalidad en su trabajo.

      Eliminar
  7. excelente informacion, muchs gracias

    ResponderEliminar
  8. Interesante el funcionamiento tan importante que tienen los tornillos , me informaron de que también se podían hacer los tornillos por moldeo por inyección

    ResponderEliminar
  9. Hola, bastante completa la info. Como es para ambientes de investigación aplicada a ingeniería estaría genial si hubieses colocado los valores de calculo para los pasos, los dientes, las fuerzas que se pueden transmitir. O datos específicos sobre su construcción para generar un modelo en un CAD y poder mandarlo a imprimir en MDF o 3D.

    ResponderEliminar
  10. PUEDO USAR EL TORNILLO SIN FIN EN POSICION INVERSA ?

    ResponderEliminar
  11. Excelente buen articulo, precisamente andaba buscando información relacionada con este tipo de tornillos y es estupendo.
    saludos

    ResponderEliminar

Publicar un comentario

Lo + visto esta semana

Materiales cerámicos: propiedades, clasificación y obtención

Definición Sin duda alguna, la industria cerámica es la industria más antigua de la humanidad.Se entiende por material cerámico el producto de diversas materias primas, especialmente arcillas , que se fabrican en forma de polvo o pasta (para poder darles forma de una manera sencilla) y que al someterlo a cocción sufre procesos físico-químicos por los que adquiere consistencia pétrea. Dicho de otro modo mas sencillo, son materiales solidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Todos ellos se obtienen al hornear materiales naturales, como la arcilla o el caolín , junto con una serie de aditivos, como colorantes, desengrasantes, etc., todo ello mezclado y cocido en un horno sucesivas veces.

Test de Estructuras [2º ESO Autoevaluación]

Acabo de añadir al blog tres actividades de autoevaluación del próximo tema (estructuras),y que podréis encontrar también en el apartado de autoevaluaciones correspondientes a 2º de ESO. Crucigrama : Introducción: esfuerzos, cargas, ... Crucigrama estructuras : elementos estructurales. Test de estructuras I:   Introducción a las estructuras-elementos arquitectónicos, propiedades de las estructuras, centro de gravedad...  Test creado con GoConqr por Pedro Landín Test de estructuras II: tipos de esfuerzo I (60 preguntas) Test creado con GoConqr por Pedro Landín Test de estructuras III:  tipos de esfuerzo II (40 preguntas) Test creado con GoConqr por Pedro Landín Test de estructuras IV : tipos de estructuras. Test creado con GoConqr por Pedro Landín

Dibujo online de piezas en isométrico a partir de sus vistas I

En una entrada anterior os hablaba de la ficha que inicialmente íbamos a trabajar este curso para trazar la representación isométrica de piezas dadas sus vistas principales. En dicha ficha se incluían  varias figuras con superficies inclinadas y aristas ocultas, con las cuales más de alguno podríais tener dificultades.  Para poder practicar, partiendo de figuras más sencillas os he creado, empleado otra vez el generador del magnífico portal  Educacionplastica.net , 25 nuevos ejercicios  en los cuales no hay ninguna arista oculta. Sin embargo, en estos ejercicios, os he ido alterando la dirección del alzado. De esa forma, antes de comenzar a dibujar la figura, debéis fijaros bien en la manera en la que están colocadas las vistas. Recordar que el alzado se sitúa encima de la planta (vista inferior).  

Generadores online de mecanismos

Una de las dificultades de preparar los contenidos de ciertos temas es el empleo de imágenes libres de derecho, especialmente en temas como el de máquinas y mecanismos o neumática e hidráulica. Además de alguna biblioteca de imágenes libres de derecho (tipo Pixabay ....) o de software de diseño 3D o editores de imagen ( BlocksCAD , SketchUP , Fusion 360 , Blender ,  GIMP , Inkscape ...), podemos usar simuladores/generadores encontrados en la web gratuitos. Algunos generadores pueden ser útiles a la hora de, ya no sólo de crear imágenes, sino de simular el comportamiento de ciertos mecanismos. Esperando que os sea de utilidad, os dejo algunos enlaces a dichas páginas empleadas para la generación/diseño de mecanismos. GearSketch: Diseñar sistemas de engranajes y de engranajes con cadena en dispositivos móviles, y sobre el cuál ya hemos escrito en este blog. Mecabricks . Diseñador con las populares piezas de Lego, a modo del LEGO Digital Designer , que se puede inst