Los engranes o sistemas mecánicos que transmiten el movimiento de rotación desde un eje hasta otro mediante el contacto sucesivo de pequeñas levas denominadas dientes. Los dientes de una rueda dentada pueden ser cilíndricos o helicoidales. Los engranajes están formados por dos ruedas dentadas, de las cuales la mayor se denomina corona y la menor piñón.
Desde épocas muy remotas se han utilizado cuerdas y elementos fabricados en madera para solucionar los problemas de transporte, impulsión, elevación y movimiento. Nadie sabe a ciencia cierta dónde ni cuándo se inventaron los engranajes aunque muchos coinciden en decir que fue Leonardo da Vinci quien a su muerte en la Francia de 1519, dejó para nosotros sus valiosos dibujos y esquemas de muchas de los mecanismos que hoy utilizamos diariamente.
Los engranes o engranajes deben diseñarse para que la relación de velocidades (velocidad angular de una rueda dividido por la velocidad angular de la otra) sea constante en todo momento ya que de lo contrario aparecerían unas vibraciones enormes que acortarían drásticamente la vida útil de la transmisión. Para que se cumpla esta condición, el perfil de los dientes no puede ser cualquiera, sino que debe ser cuidadosamente diseñado.
Una de las aplicaciones más importantes de los engranes es la transmisión del movimiento desde el eje de una fuente de energía, como puede ser un motor de combustión interna o un motor eléctrico, hasta otro eje situado a cierta distancia y que ha de realizar un trabajo. De manera que una de las ruedas está conectada por la fuente de energía y es conocido como engranaje motor y la otra está conectada al eje que debe recibir el movimiento del eje motor y que se denomina engranaje conducido. Si el sistema está compuesto de más de un par de ruedas dentadas, se denomina tren.
TIPOS DE ENGRANES
La principal clasificación de los engranes se efectúa según la disposición de sus ejes de rotación y según los tipos de dentado. Según estos criterios existen los siguientes tipos de engranajes:
Ejes paralelos
- Cilíndricos de dientes rectos.
- Cilíndricos de dientes helicoidales.
- Doble helicoidales.
Ejes perpendiculares
- Helicoidales cruzados
- Cónicos de dientes rectos
- Cónicos de dientes helicoidales
- Cónicos hipoides
- De rueda y tornillo sin fin
-
Por aplicaciones especiales
- Planetarios
- Interiores
- De cremallera
Por la forma de transmitir el movimiento
- Transmisión simple
- Transmisión con engranaje loco
- Transmisión compuesta. Tren de engranajes
Transmisión mediante cadena o polea dentada
- Mecanismo piñón cadena
- Polea dentada
Bomba de engranajes internos: Las bombas de engranajes internos son excepcionalmente versátiles. Este tipo de bombas tienen un engranaje interno el cual está dentro de un segundo engranaje externo.
El engranaje interno cuenta con un eje impulsado por un motor y dientes que sobresalen hacia afuera, lo que unido a que el engranaje externo tenga los dientes a la inversa, se produce un efecto similar al explicado anteriormente, en el que el fluido es movido desde la entrada hacia la salida de la bomba, obteniéndose una presión superior gracias a la fuerza de los engranajes.
ENGRANE EXTERNOLas bombas de engranaje externo son un tipo de bomba rotativa de desplazamiento positivo que se remonta a finales del siglo XVI. A menudo eran impulsadas por ruedas hidráulicas, ya que pueden utilizar la simple rotación de los engranajes para transferir fluidos. Las bombas de engranaje externo han avanzado hasta convertirse en el tipo más simple y común de bomba rotativa de desplazamiento positivo. Generalmente, las bombas de engranaje externo tienen dos engranajes en ejes separados con un eje conectado a un motor. Los tipos de accionamiento, tamaño y materiales de construcción varían ampliamente según la industria y la aplicación
COMO FUNCIONAN LAS BOMBAS DE ENGRANES EXTERNOS -
El ciclo de una bomba de engranajes puede dividirse en tres acciones distintas:
1.- El desengrane de los engranajes expande el volumen en la entrada de la bomba. El volumen expandido crea un vacío, permitiendo que la presión externa empuje el fluido hacia la bomba.
2.- A medida que los engranajes giran, el fluido queda atrapado entre los dientes del engranaje y la pared de la cavidad de la carcasa. Esto transfiere el fluido del lado de entrada de la bomba al lado de salida. Las holguras estrechas y la velocidad de rotación minimizan la fuga interna hacia atrás del fluido.
3.- El fluido adicional suministrado al lado de salida, junto con el volumen decreciente creado a medida que los engranajes se entrelazan, descarga el fluido por la salida.
APLICACIÓN DE ENGRANES -
El campo de aplicación de los engranes es prácticamente ilimitado. Los encontramos en las centrales de producción de energía eléctrica, hidroeléctrica y en los elementos de transporte terrestre: locomotoras, automotores, camiones, automóviles, transporte marítimo en buques de todas clases, aviones, en la industria siderúrgica: laminadores, transportadores, etc., minas y astilleros, fábricas de cemento, grúas, montacargas, máquinas-herramientas, maquinaria textil, de alimentación, de vestir y calzar, industria química y farmacéutica, etc., hasta los más simples movimientos de accionamiento manual.
Toda esta gran variedad de aplicaciones del engrane puede decirse que tiene por única finalidad la transmisión de la rotación o giro de un eje a otro distinto, reduciendo o aumentando la velocidad del primero.
NORMAS
AGMA:
AGMA 112.03: Terminología de los engranes
AGMA 111.03: Clave de letras para la ingeniería de los engranes.
AGMA 2002.-B88: Especificación del espesor de diente y mediciones.
Ha trabajado en comunión con ANSI
AGMA 370.01: Manual de diseño de engranes cilíndricos
ANSI/AGMA 2001: Capacidad de carga de engranes cilíndricos.
ISO
ISO TC60 Corre a cargo de la asociación americana de fabricantes de engranes.