¿Cuál es el funcionamiento de un motorreductor?

¿Te gustaría saber cómo funciona un motorreductor? En Tercesa te contamos cuál es su funcionamiento.

Tanto los reductores mecánicos como el caso de un motorreductor de velocidad son uno de los artilugios más antiguos de la historia. Desde su invención por parte del ser humano hasta hoy en día su uso es frecuente en cualquier tipo de máquinas. Todos los tamaños de reductores mecánicos de velocidad son capaces de realizar combinaciones de diferentes velocidades de giro en distintos objetivos cotidianos, como vehículos o relojes hasta la más compleja máquina, como maquinaria de construcción o industrial.

En cuanto a las diferencias entre un motorreductor y un reductor mecánico, la principal es que el primero contiene un motor que se encuentra ajustado de forma directa al mismo, mientras que en el reductor no se cumple esta premisa. Ambos inventos han perdurado su funcionalidad a lo largo del tiempo gracias a la utilidad en relación a su uso con diferentes aplicaciones.

Conocimientos básicos de un reductor mecánico o motorreductor:

En la imagen anterior podemos observar dos ruedas con diferente tamaño:

• Rueda A: diámetro de 5 cm = perímetro de 15,71 cm.
• Rueda B: diámetro de 15 cm = perímetro 47,13 cm

Ahora bien, la rueda A hace contacto con el perímetro de la rueda B.

 

Motorreductor: Relación de reducción

Si nos fijamos en la Figura 3, al girar la rueda A, la rueda B también se moverá. Ahora bien, la cantidad de vueltas que dará cada rueda será distinta: para que la rueda B consiga dar al menos una vuelta, será necesario que la rueda A de al menos 3.

Para calcularlo simplemente habrá que dividir el diámetro de la rueda más grande entre el diámetro de la más pequeña. En este caso sería el diámetro de B entre A ( Número de vueltas de A= 15/5 = 3).

Esta fórmula nos va a indicar la relación de reducción de este reductor mecánico en concreto o motorreductor, y para indicarlo se utilizan la relación 3:1.

Al combinar este par de ruedas se logra reducir la velocidad de giro de la rueda B. Gira una tercera parte de la velocidad que gira la rueda A. Con este simple ejemplo podemos ver cómo con la combinación de diferentes ruedas con distinto diámetro es muy fácil reducir las velocidad hasta donde se precise según el tipo de aplicación que le vayamos a dar a este movimiento.

Con este método se puede conseguir que la rueda A tenga que girar un número amplio de veces para hacer mover una última rueda (por ejemplo, una rueda F) una sola vez. En este tipo de combinaciones de ruedas con distintos tamaños vamos a hablar de un motorrreductor con varios trenes de reducción. Dos ruedas conforman un solo tren de reducción, por lo tanto, con tres pares estaríamos hablando de tres trenes.

A partir de lo que hemos expuesto, se puede decir que se logra que la rueda B solo tenga que dar una vuelta, lo cual es muy útil para muchas aplicaciones en maquinaria pero es que, además, vamos a conseguir aumentar el «par» de la última rueda del motorreductor, que es la que se encuentra encajada con la «flecha de salida».

 

Qué es un par o torque en un motorreductor

Cuando hablamos de un «par» o torque» estamos haciendo referencia a una fuerza en el giro. Es decir, este tipo de fuerza en la flecha de salida de un motorreductor es también la fuerza en el giro de la flecha de un motor. Se mide en kg, metro o libra, pie o libras, pulgadas, etc.

Cuando este «par» se combina con un tiempo de ejecución, estamos hablando de que llega a ser una potencia.

Por ejemplo, cuando hablamos de motores eléctricos, estos tienen una potencia X con una determinada velocidad con la que la flecha de salida efectúa su fuerza de giro, que puede ser por ejemplo de 1.000 revoluciones por minuto (RPM).

Al combinar la velocidad y la potencia que van asociadas a un «par», se consigue liberar el motor. Es decir, el «par» es de lo que va a dependen el giro o no de una determinada carga. Si el «par» es más grande, más grande también será la carga que se pueda girar. La velocidad con la que consigamos hacerlo dependerá de la potencia que tenga el motorreductor. Son dos elementos que se interrelacionan y son interdependientes.

Respecto a lo expuesto anteriormente, existe una determinada fórmula que permite combinar los tres elementos:

• Par o torque
• Potencia
• Velocidad

En la fórmula que hemos expuesto, podemos observar que para X potencia, si la velocidad de giro de la flecha del motor es baja, el par será más alto, manteniéndose la misma potencia y viceversa.

Un ejemplo:

El par de salida de un motorreductor con 5 HP, con una relación de reducción de 59:1 y con un motor de 4 polos que tiene una velocidad de 1.750 RPM.

Velocidad de salida = 1.750/59= 29,66 RPM

• HP: 5
• 716
• RPM: 29,66

Asimismo, el par es de= 120,7 kg-m (utilizando la fórmula justamente anterior obtenemos este resultado).

Con estos datos se puede concluir que el par tendría una fuerza giratoria suficiente como para hacer girar una carga de 120,7 kg que se encuentre acoplado a un brazo de palanca de 1 metro que esté ajustado a la flecha de salida. La forma visual la podemos ver en la siguiente imagen:

 

Cómo calcular la potencia que necesitamos en un motorreductor

Cuando tenemos los datos relativos al «par» necesario para hacer mover la carga y la velocidad de giro, solo entonces podemos ser capaces de calcular el motorreductor y la potencia precisas.

Un ejemplo:

• El «par» preciso es de 125 kg-m
• Necesidad de giro: 40 RPM

Relación de reducción del motorreductor: 1750/40 = 43,75:1

Asimismo, aplicamos la fórmula anteriormente dada:

En este caso tenemos que calcular la HP, así mismo, la fórmula en este caso se calcularía de la siguiente manera:

• HP: ?
• T: 125 kg-m
• 716
• RPM: 40

HP = (T x RPM) / 716

HP= (125 kg-m x 40) / 716 = 6,98 HP

Es decir, necesitamos que la potencia del motorreductor sea de 6,98 HP. El que existe más cercano es el de 7,5. Mientras, la velocidad de reducción que necesitamos es de 43,75:1, pero la existente más cercana es de 43:1.