Normativa y pruebas en engranajes de tecnopolímero: la unión marca la diferencia
6 marzo 2023
El uso de engranajes de tecnopolímero en aplicaciones que requieren bajas cargas con baja transmisión de potencia ya está consolidado, gracias a una serie de ventajas que los componentes de plástico presentan respecto a los de metal, como:
- reducción del peso y de la inercia;
- reducción del ruido;
- ausencia de lubricación externa;
- inercia química hacia un gran número de sustancias que se traduce en el uso en ambientes químicamente agresivos.
El desafío actual y la necesidad del mercado es, por lo tanto, centrarse más en las aplicaciones de transmisión de potencia con altas cargas, alto número de ciclos y altas temperaturas, que representan los verdaderos límites de la resistencia de los engranajes de plástico. De hecho, se sabe que las causas de rotura de los engranajes de tecnopolímero son:
- rotura por flexión de los dientes;
- desgaste;
- daño térmico.
A diferencia de los engranajes de acero, donde el diseño está consolidado por las directrices de las normas (ISO, DIN, AGM), métodos analíticos, ecuaciones y datos de la literatura, el diseño de los correspondientes en tecnopolímero es más complejo. Los diseñadores de engranajes a menudo se enfrentan a una falta de datos sobre materiales plásticos que los obliga a sobredimensionar la aplicación.
La coincidencia de cálculos teóricos y datos experimentales según Stagnoli
Stagnoli es una empresa experta en el diseño y producción de engranajes de tecnopolímero. Al conocer a fondo todas las características y los comportamientos de estos componentes y comprender las nuevas exigencias técnicas, hemos decidido en estos años garantizar nuestros productos efectuando pruebas internas para proporcionar datos útiles sobre la duración y sobre las cargas de rotura de los engranajes de tecnopolímero.
En concreto, el componente en el que se ha centrado la atención ha sido el desgaste. En el siguiente gráfico, se reproduce el Wildhaber (distancia cordal que tiene en cuenta el paso y el grosor de los dientes) en función del número de ciclos realizados por el engranaje durante la prueba. La reducción de este último es una indicación del desgaste del engranaje de plástico.
Evolución del Wildhaber en función del número de ciclos.
Si consideramos todo el fenómeno de la rotura de un engranaje, otro punto de reflexión, tomado de la observación de las pruebas, es que el porcentaje de desgaste que se produce en la muestra aumenta a medida que aumenta el número de revoluciones por minuto. Si el número de revoluciones por minuto aumenta, el peso del componente de desgaste desempeña un papel más significativo que el componente de tensión por esfuerzo.
Evolución del desgaste en función del número de revoluciones.
Durante estos años, gran parte de los proyectos que se nos han presentado se han referido a la problemática del desgaste. Nuestra competencia ha resultado fundamental para la elección de la geometría de los dientes, la optimización y el análisis estructural según VDI2736 , que se ha convertido en el estándar internacional de la industria mecánica en materia de engranajes de plástico.
La combinación de los datos derivados del diseño con VDI2736 con los de nuestras pruebas internas nos ha permitido estimar la vida útil de cada tipo de engranaje y dar una respuesta segura sobre la viabilidad de la aplicación. A través del software KissSoft conseguimos optimizar el dentado de los engranajes de tecnopolímero con correcciones y medidas destinadas a aumentar el recubrimiento, la resistencia al desgaste y al pie del diente. Un valor añadido único de nuestros productos que realmente puede marcar la diferencia para todos los profesionales que desean utilizar engranajes de plástico en su trabajo.
Optimización de la geometría del engranaje mediante el software KISSsoft.
¿Quieres recibir más información sobre la resistencia de los engranajes de tecnopolímero de Stagnoli? Ponte en contacto con nosotros, responderemos a todas tus preguntas para encontrar juntos una solución al fenómeno del desgaste de los engranajes de tecnopolímero.
