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El piñón cremallera es un sistema que se emplea en un amplio espectro de maquinarias dentro del área industrial. Aunque su diseño puede parecer aparentemente simple, en AyJ Transmisiones queremos que conozca mejor el funcionamiento de este sistema dentro del acabado maquinado de nuestros productos.
Un mecanismo de piñón cremallera es un dispositivo que utiliza a su favor el movimiento de rotación y lo convierte en un movimiento rectilíneo. Este mecanismo se compone de un engranaje circular, que vendría siendo el piñón, y un engranaje dentado en forma de barra conocido como cremallera. La fuerza que se aplica al piñón produce un giro que impacta directamente en la cremallera y genera el movimiento. Para que ambos engranajes puedan complementarse y funcionar articuladamente, es indispensable que cada uno de ellos cuente con un mismo módulo, es decir, que cada uno esté diseñado con las mismas medidas para que así se puedan engranar.
Aunque el sistema de piñón cremallera funciona del mismo modo que un engranaje, la transformación de movimiento rotativo en uno rectilíneo le permite ampliar su rango de acción dentro de diversas maquinarias. A continuación le mostraremos sus principales características y las funciones que este puede cumplir dentro de distintas industrias.
Una de las más relevantes características de la cremallera y el piñón dentro del proceso de engranaje es su capacidad de acción en términos de movimiento. Usualmente, este sistema se emplea dentro de procesos que requieran un accionamiento lineal sencillo. La fuerza de rotación que genera el movimiento puede venir de un volante manual o un motor eléctrico, pero para convertir estos valores de carga en un movimiento rectilíneo se necesita que la fuerza de resistencia de ambos engranajes sea lo suficientemente estable como para producir el movimiento.
La barra dentada del sistema es la que recibe de forma directa la fuerza que se opone a su movimiento lineal, por lo que el diámetro del piñón no debería ser demasiado extenso. La relación entre la fuerza ejercida en el giro y el movimiento provocado debería ser lo más reducida posible para potencializar así la fuerza de acción. En dado caso que la fuerza ejercida logre dispersarse dentro del movimiento de la barra dentada y esta no cuente con la intensidad necesaria para generar el movimiento final, es posible utilizar distintos engranajes desmultiplicadores intermedios que garanticen tracción.
(Imagen tomada de BlogSEAS)
Además de estas características, el sistema de piñón cremallera cuenta con una particularidad adicional y es que al momento de calcular la eficiencia de algún factor del mecanismo lo único que se necesita conocer son las medidas internas de los engranajes. De este modo es posible saber:
- Los pasos que produce el sistema: esto se calcula dividiendo el diámetro primitivo del piñón (D) entre el número de dientes del mismo (Z).
P = D / Z
- La velocidad del sistema: aunque teóricamente la velocidad final (V) depende de la velocidad de la cremallera (V1), la velocidad final siempre está determinada por las dimensiones del piñón (D).
V= V1 = D/2
El sistema de piñón cremallera cumple distintas funciones, pero la mayoría de las veces se acopla a mecanismos más complejos que necesitan convertir alguna fuerza en movimiento. Estos mecanismos se encuentran en artefactos como lo pueden ser automóviles, bandas transportadoras o máquinas industriales más específicas. Estas son algunas de las funciones que cumple el sistema cremallera dentro de estos artefactos:
1. En la dirección de vehículos con ruedas: Aunque existen distintas opciones para producir el direccionamiento de un vehículo, el sistema piñón cremallera garantiza una relación directa entre el volante y el movimiento que se ejerce sobre las ruedas motrices. Este sistema también puede emplearse en ferrocarriles que incorporan este mecanismo para mejorar la fuerza de tracción de las locomotoras.
(Imagen tomada de BlogSEAS)
2. En el movimiento de actuadores: Dentro de estos artefactos se emplean dos cremalleras que rodean al piñón, lo cual proporciona un movimiento constante. Este desplazamiento se controla por dos pistones opuestos que generan la energía, permitiendo así el movimiento del piñón. Aunque los actuadores incorporan en su integración distintos sistemas, el proceso de algunos de estos mecanismos, como las bandas transportadoras, funcionan en su totalidad bajo este principio.
En AyJ Transmisiones nos enfocamos en garantizar el funcionamiento y la calidad de nuestros productos. Es por esto que implementamos los mejores piñones y cadenas en cada uno de nuestros equipos.
