o que é uma engrenagem Worm?uma engrenagem de verme é uma engrenagem que consiste de um eixo com um fio espiral que se engaja com e conduz uma roda dentada. As engrenagens de minhoca são um velho estilo de engrenagem, e uma versão de uma das seis máquinas simples. Basicamente, uma engrenagem de minhoca é um parafuso butted up contra o que parece ser uma engrenagem padrão com dentes ligeiramente angulados e curvados.
ele altera o movimento de rotação em 90 graus, e o plano de movimento também muda devido à posição do verme na roda do verme (ou simplesmente “a roda”)., Eles são tipicamente compostos por um verme de aço e uma roda de latão.
Figura 1. Engrenagem. A maioria dos vermes (mas não todos) estão no fundo. um motor ou motor elétrico aplica a potência de rotação através do worm. O verme gira contra a roda, e a cara de parafuso empurra os dentes da roda. A roda é empurrada contra a carga.
Wormgear Gear Uses
There are a few reasons why one would choose a worm gear over a standard gear.
o primeiro é a elevada taxa de redução., Uma engrenagem worm pode ter uma taxa de redução massiva com pouco esforço – tudo o que se deve fazer é adicionar circunferência à roda. Assim você pode usá-lo para aumentar significativamente o torque ou reduzir muito a velocidade. Ele normalmente vai levar várias reduções de um aparelho convencional para alcançar o mesmo nível de redução de um único mecanismo worm – significando que os usuários de engrenagens worm têm menos partes móveis e menos lugares para falhas.
uma segunda razão para usar uma engrenagem worm é a incapacidade de reverter a direção da potência., Devido ao atrito entre o verme e a roda, é virtualmente impossível para uma roda com força aplicada a ela iniciar o movimento do verme.
em uma engrenagem padrão, a entrada e saída podem ser rodadas independentemente uma vez que força suficiente é aplicada. Isto requer a adição de um backstop a uma caixa de velocidades padrão, aumentando ainda mais a complicação do conjunto de engrenagens.
Why Not to Use Worm Gears
There is one particularly glaring reason why one would not choose a worm gear over a standard gear: lubrication. O movimento entre o verme e as faces das rodas é totalmente deslizante., Não há nenhum componente de rolamento para o contato dente ou interação. Isso torna-os relativamente difíceis de lubrificar.os lubrificantes necessários são geralmente de viscosidade muito alta (ISO 320 e maior) e, portanto, são difíceis de filtrar, e os lubrificantes necessários são tipicamente especializados no que eles fazem, exigindo que um produto seja no local especificamente para esse tipo de equipamento.
lubrificação de engrenagens de minhoca
o principal problema com uma engrenagem de minhoca é como ela transfere energia. É uma bênção e uma maldição ao mesmo tempo., O movimento espiral permite grandes quantidades de redução em uma quantidade comparativamente pequena de espaço para o que é necessário se uma engrenagem helicoidal padrão foram usados.
Este movimento espiral também causa uma condição incrivelmente problemática para ser o modo primário de transferência de energia. Isto é comumente conhecido como fricção deslizante ou desgaste deslizante.
com um equipamento típico, a potência é transferida no ponto de carga máxima do dente (conhecido como apex ou pitchline), pelo menos em condições de desgaste de rolamento., O deslizamento ocorre em ambos os lados do ápice, mas a velocidade é relativamente baixa.com uma engrenagem worm, o movimento deslizante é a única transferência de potência. À medida que o verme desliza através do dente da roda, ele lentamente se esfrega fora do filme lubrificante, até que não reste nenhum filme lubrificante, e como resultado, o verme esfrega no metal da roda em um regime de lubrificação limite. Quando a superfície do verme deixa a superfície da roda, ele pega mais lubrificante, e inicia o processo novamente na próxima revolução.,
O atrito de rolamento em um dente de engrenagem típico requer pouco na forma de película lubrificante para preencher os espaços e separar os dois componentes. Uma vez que o deslizamento ocorre em ambos os lados da engrenagem dente apex, uma viscosidade ligeiramente maior do lubrificante do que é estritamente necessário para o desgaste de rolamento é necessário para superar essa carga. O deslizamento ocorre a uma velocidade relativamente baixa.
O verme em uma engrenagem de minhoca, e ao girar, ele esmaga contra a carga que é imposta sobre a roda., A única maneira de evitar que o verme toque na roda é ter uma espessura de filme grande o suficiente para não ter toda a superfície do dente limpo antes que essa parte do verme está fora da zona de carga.este cenário requer um tipo especial de lubrificante. Não só terá que ser um lubrificante de viscosidade relativamente alta (e quanto maior a carga ou temperatura, maior a viscosidade deve ser), deve ter alguma forma de ajudar a superar a condição de deslizamento presente.
Leia a maneira certa de lubrificar as engrenagens dos vermes para saber mais sobre este tópico.,a viscosidade A viscosidade
a viscosidade é o principal fator para evitar que o verme toque a roda em um conjunto de engrenagens. Enquanto a carga e o tamanho da engrenagem determinam o lubrificante necessário, uma norma ISO 460 ou ISO 680 é bastante comum, e uma norma ISO 1000 não é inédita. Se você já tentou filtrar esta gama de viscosidade, você sabe que é problemático porque é provável que nenhum dos filtros ou bombas que você tem no local será o tamanho adequado ou classificação para funcionar corretamente.
portanto, você provavelmente precisa de obter uma bomba específica e filtro para este tipo de unidade., Um lubrificante viscoso requer uma bomba de operação lenta para evitar que o lubrificante active o bypass do filtro. Ele também vai exigir um grande filtro de área de superfície para permitir que o lubrificante flua através.
tipos de lubrificantes para procurar por
um tipo de lubrificante normalmente utilizado com engrenagens de minhocas é óleos minerais compostos para engrenagens., Não há aditivos que possam ser colocados em um lubrificante que possa fazê-lo superar o desgaste deslizante indefinidamente, mas a combinação natural ou sintética de aditivos gordos em óleos compostos resulta em boa lubrificação, proporcionando uma medida extra de proteção contra contato metal-metal.outro tipo de lubrificante comumente usado com engrenagens de minhoca é o óleo de engrenagem de pressão extrema industrial (EP). Existem alguns problemas com este tipo de lubrificante se você estiver usando uma engrenagem worm com um componente de metal amarelo (latão)., No entanto, se você tiver temperaturas operacionais relativamente baixas ou nenhum metal amarelo presente nas superfícies dentárias da engrenagem, este lubrificante funciona bem.os lubrificantes para engrenagens de Polialfaolefina (PAO) funcionam bem em aplicações de engrenagens de minhocas porque têm naturalmente boas propriedades lubrificantes. Com um óleo PAO gear, é necessário assistir o pacote aditivo, porque estes podem ter aditivos EP. Um óleo de engrenagem fortificado com direitos normalizados (AW) será normalmente aceitável, mas verifique se as propriedades são compatíveis com a maioria dos metais.,
O autor recomenda observar de perto os metais de desgaste em testes de análise de óleo para se certificar de que o pacote AW não é tão reativo a ponto de causar lixiviação significativa a partir do latão. O efeito deve ser muito menor do que o que seria visto com EP, mesmo em um cenário pior para a reatividade AW, mas pode aparecer em testes de Metais. Se precisar de um lubrificante que possa lidar com temperaturas superiores ou inferiores às típicas, é provável que esteja disponível um produto adequado à base de PAO.os glicóis de polialquileno (PAG), um quarto tipo de lubrificante, estão a tornar-se mais comuns., Estes lubrificantes têm excelentes propriedades lubrificantes, e não contêm as ceras que causam problemas de baixa temperatura com muitos lubrificantes minerais, tornando-os uma excelente escolha de baixa temperatura. A utilização de óleos de PAG deve ser feita com precaução, uma vez que não são compatíveis com os óleos minerais e alguns selos e tintas.Metalurgia das engrenagens de vermes as engrenagens de vermes mais comuns são feitas com uma roda de latão e um verme de aço. Isto é porque a roda de latão é tipicamente mais fácil de substituir do que o próprio verme. A roda é feita de latão porque é projetada para ser sacrificial.,
no caso de as duas superfícies entrarem em contato, o worm é marginalmente seguro de desgaste porque a roda é mais suave, e, portanto, a maioria do desgaste ocorre na roda. Análises de óleo relatam este tipo de unidade quase sempre mostram algum nível de cobre e baixos níveis de ferro – como resultado da roda sacrificial.esta roda de latão lança outro problema na equação de lubrificação para engrenagens de vermes. Se um óleo de engrenagem EP de enxofre-fósforo for colocado na parte inferior de uma engrenagem worm com uma roda de latão, e a temperatura for alta o suficiente, o aditivo EP será ativado., Em engrenagens normais de aço, esta ativação produz uma fina camada de oxidação na superfície que ajuda a proteger o dente de engrenagem de cargas de choque e outras condições mecânicas extremas.no entanto, a ativação do aditivo EP resulta em corrosão significativa do enxofre. Em um curto período de tempo, você pode perder uma parte significativa da superfície de carga da roda e causar grandes danos.,
Outros Materiais
Alguns menos comuns de materiais encontrados na engrenagem de conjuntos incluem:
de Aço worm e aço roda de sem-fim – Esta aplicação não tem o EP complicações de bronze da engrenagem, mas não há espaço para erro construído em uma caixa de velocidades como este. Reparos em conjuntos de engrenagens worm com esta combinação de metal são tipicamente mais caros e mais demorados do que com um conjunto de engrenagens de latão/aço. Isto porque a transferência de material associada à falha torna tanto o verme como a roda inutilizáveis na reconstrução.,esta aplicação é provavelmente encontrada em situações de carga moderada a leve porque o latão só pode aguentar até uma quantidade menor de carga. A seleção de lubrificantes nesta combinação de metal é flexível por causa da carga mais leve, mas deve-se ainda considerar as restrições aditivas em relação ao EP por causa do metal amarelo.
plástico em metal, plástico e outras combinações similares – isto é tipicamente encontrado em aplicações de carga relativamente leve, como robótica e componentes automotivos., A seleção de lubrificantes depende do plástico em uso, porque muitas variedades de plástico reagem aos hidrocarbonetos em lubrificante regular, e, portanto, vai exigir à base de silício ou outros lubrificantes não reativos.apesar de uma engrenagem de minhoca sempre ter algumas complicações em comparação com um conjunto de engrenagens padrão, ela pode facilmente ser uma peça de equipamento eficaz e confiável. Com um pouco de atenção à configuração e seleção de lubrificantes, as engrenagens worm podem fornecer um serviço confiável, bem como qualquer outro tipo de conjunto de engrenagens.
leitura relacionada
Ray Thibault. “Lubrificação de engrenagens de minhocas.,” Machinery Lubrication magazine. May-June 2001.
