En la selección del reductor, el cálculo de par y el ajuste de relación son los pasos centrales: infra-dimensionar provoca desgaste por sobrecarga y rotura de dientes; sobredimensionar derrocha coste. Dominar las fórmulas de par y la corrección por factor de servicio es la base para acertar. Este artículo organiza el marco de cálculo y selección de reductores de tornillo sin fin para personal técnico y de compras.
1. Fórmulas de cálculo esenciales
1.1 Cálculo de la relación
La relación de reducción es la razón entre velocidad de entrada y de salida; determina velocidad de salida y amplificación de par:
Relación i = velocidad de entrada n₁ ÷ velocidad de salida n₂
Los reductores de tornillo monetapa suelen cubrir 10:1–100:1. Priorizar relaciones estándar (10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 80). Si el valor calculado cae entre dos estándares, elegir la mayor para dejar margen de velocidad.
1.2 Cálculo del par de salida
El par de salida lo fijan el par del motor, la relación y el rendimiento:
Par de salida T₂ = par motor T₁ × relación i × rendimiento η
Par motor a partir de la potencia:
Par motor T₁ (N·m) = 9550 × potencia P (kW) ÷ velocidad de entrada n₁ (r/min)
El rendimiento tornillo-corona suele ser 0,6–0,85; a mayor relación, menor η. Las estructuras de doble envolvente plana pueden alcanzar 0,85–0,9, por encima del tornillo cilíndrico ordinario.
1.3 Comprobación de potencia de entrada
Conocidos el par y la velocidad de salida requeridos, se deduce la potencia del motor:
Potencia de entrada P (kW) = par de salida T₂ (N·m) × velocidad de salida n₂ (r/min) ÷ (9550 × rendimiento η)
1.4 Corrección por factor de servicio
El par nominal de catálogo es para régimen ideal suave. En uso real, multiplicar según el carácter de la carga; el valor corregido es la base de selección:
Par de selección = par de salida real T₂ × factor de servicio K
Valores de referencia:
- Carga suave (ventiladores, bombas): ≤10 h/día → 1,0; 24 h continuo → 1,25
- Choque medio (transportadores, mezcladores generales): ≤10 h/día → 1,25; 24 h continuo → 1,5
- Choque pesado (raspadores, laminadores, izado minero): ≤10 h/día → 1,5; 24 h continuo → 1,8–2,0
2. Pasos completos de selección
- Clarificar parámetros: peso de carga, velocidad de salida, horas/día, arranques–paradas, choque y ambiente.
- Calcular valores teóricos: par de salida, relación y potencia de entrada.
- Aplicar factor de servicio: obtener el valor de referencia.
- Preseleccionar: par nominal de catálogo mayor que el corregido.
- Comprobar potencia térmica: obligatorio en 24 h; ventilador si hace falta.
- Confirmar interfaces: montaje, diámetros de ejes y bridas.
3. Errores frecuentes
- Par nominal sin factor de servicio: la sobrecarga prolongada acorta mucho la vida.
- Ignorar el rendimiento: sin η se subestima el par real de salida.
- Mirar solo la relación: verificar la velocidad de salida con la del motor real.
- Sin control térmico en continuo: la potencia térmica suele limitar antes que la mecánica.
4. FAQ
Q: ¿Cuál es el rendimiento típico de un reductor de tornillo?
A: Tornillo cilíndrico monetapa aprox. 0,6–0,8; a mayor relación, menor η. Doble envolvente plana globoidal aprox. 0,8–0,9, con ventaja más clara en servicio pesado continuo.
Q: ¿Factor de servicio más alto o más bajo?
A: Preferible más alto. Un K alto solo encarece un poco al inicio; uno bajo provoca daños y paradas mucho más caras.
Q: ¿Más par de salida es siempre mejor?
A: No. Ajustar a la necesidad. Sobredimensionar sube el coste, puede bajar el rendimiento y añade peso.
Para comprobar la selección según un régimen concreto, contacte al equipo técnico de Dezhou Xinmi Machinery (tel. 13953486612).
