Engranajes con el perfil de evolvente correcto
Un engranaje se define por el módulo, el número de dientes y el ángulo de presión. El módulo m indica el tamaño del diente en milímetros, y el diámetro primitivo es el módulo por el número de dientes. El ángulo de presión normalizado es 20° según la ISO 53, y dos ruedas que engranan deben tener el mismo módulo y ángulo. La distancia entre ejes es la mitad de la suma de los diámetros primitivos.
Dibujamos los dientes con un perfil de evolvente exacto, no con arcos de circunferencia, que suelen dar ruido y desgaste rápido. Con menos de unos 17 dientes aparece socavado a 20°, que se resuelve con un desplazamiento de perfil. A partir de una rueda gastada deducimos el módulo con el diámetro exterior y el número de dientes. Sin desplazamiento, el diámetro exterior es m × (z + 2). Los piñones de cadena se dibujan según el paso y el diámetro de rodillo de la ISO 606.
Los engranajes de POM o PA son más silenciosos y funcionan sin lubricación, pero soportan menos carga y calor que el acero. En un tren con materiales mixtos, la rueda pequeña suele ser de metal y la grande de plástico, porque los dientes del piñón engranan más a menudo. Cuando una rueda de acero se sustituye por plástico, conviene aumentar algo el ancho del diente.
Ejes, ajustes y asientos de rodamiento
Los ajustes según la ISO 286 indican cómo encajan agujero y eje. H7/g6 da un ajuste deslizante con poca holgura para piezas que se mueven. H7/h6 da un ajuste de posición que se monta a mano, y H7/p6 un ajuste a presión para cubos que se fijan sin chaveta. Elegimos el ajuste según la función y lo indicamos junto a la cota, por ejemplo Ø25 H7.
Los asientos de rodamiento siguen las tablas del fabricante. Con carga giratoria en el aro interior, el rodamiento suele ir con k6 en el eje y H7 en el alojamiento, pero deciden la carga y el tipo de rodamiento. Los chaveteros siguen la DIN 6885, con ancho y profundidad según el diámetro del eje. El radio de acuerdo del resalte es menor que el redondeo del rodamiento, para que este apoye plano. Un error frecuente en ejes dibujados en casa es poner tolerancias estrechas en todas las cotas. La pieza sale cara sin ser mejor, así que solo ponemos ajustes donde las piezas se encuentran.
Casquillos, piezas de desgaste y materiales
La maquinaria agrícola y forestal tiene muchos cojinetes de fricción y casquillos que se gastan rápido con barro y humedad. Un casquillo de POM o PA puede sustituir al bronce con cargas moderadas, porque funciona sin lubricación. El plástico se hincha con la humedad, sobre todo el PA, y necesita más holgura que el metal. A menudo la suciedad es un problema mayor que la carga. Un casquillo expuesto a tierra y arena puede gastarse antes si se engrasa, porque la grasa retiene partículas. Entonces una junta o protección delante del cojinete ayuda más que un material más duro.
Para piezas de desgaste sueltas, una impresión en PA con fibra de carbono puede servir de recambio rápido hasta tener una pieza metálica. Valoramos la carga y decimos claramente cuándo una pieza impresa es solo una solución provisional. Si las averías se repiten, rediseñamos en lugar de copiar: vea también repuestos descatalogados.
Soportes, carcasas y protecciones
Los soportes para válvulas hidráulicas, faros de trabajo, cámaras y accesorios están entre los encargos más habituales. Partimos de los patrones de taladros existentes y dibujamos el soporte en chapa, perfil o aluminio mecanizado. A menudo una pieza de chapa plegada es a la vez la más barata y la más fuerte; entonces entregamos un DXF con el desarrollo. Los soportes de aperos sufren golpes y vibraciones difíciles de calcular con exactitud. Por eso evitamos esquinas vivas y soldaduras en zonas muy cargadas, y dimensionamos las uniones atornilladas con margen y fijador de roscas.
Las protecciones sobre piezas móviles impiden alcanzar cadenas, ejes y correas. Diseñamos aberturas y distancias según las distancias de seguridad de la EN ISO 13857 y dibujamos fijaciones que solo se sueltan con herramienta. La responsabilidad del marcado CE de la máquina sigue siendo del fabricante o de quien la modifica. Las protecciones que se abren en el mantenimiento llevan bisagras o guías, para que sea fácil volver a colocarlas.
Diseño de piezas mecánicas con planos para el taller
Una pieza mecánica nunca es mejor que la documentación que recibe el taller. Entregamos STEP para la programación CNC y un plano PDF según la ISO 128 con vistas, secciones, cotas, ajustes y roscas. Las tolerancias generales siguen la ISO 2768-1, normalmente clase m. La rugosidad se indica con valores Ra donde la función lo exige, por ejemplo Ra 0,8–1,6 µm en asientos de rodamiento.
Las tolerancias de posición según la ISO 1101 se usan donde importan, como la coaxialidad entre dos asientos o la perpendicularidad con una cara de apoyo. Evitamos tolerancias estrechas innecesarias, porque cada centésima de más cuesta tiempo de máquina. Más sobre la documentación en planos técnicos y en nuestros útiles de control.
El plano lleva un cajetín según la ISO 7200 con referencia, material, revisión y escala. Los cambios se registran en una tabla de revisiones, para que el taller sepa siempre qué versión es la válida.
Valores orientativos para piezas mecánicas
| Parámetro | Valor orientativo o norma |
|---|---|
| Ángulo de presión, engranajes | 20° (ISO 53) |
| Diámetros primitivo y exterior | d = m · z, da = m · (z + 2) |
| Número mínimo de dientes sin socavado | aprox. 17 a 20° (aprox. 14 con socavado leve) |
| Ajuste deslizante, piezas móviles | H7/g6 (ISO 286) |
| Ajuste de posición, montaje a mano | H7/h6 |
| Ajuste a presión para cubos | H7/p6 |
| Asiento de rodamiento con carga giratoria en el aro interior | a menudo k6 en el eje, H7 en el alojamiento – según el fabricante |
| Unión con chaveta | chaveta paralela según DIN 6885, medidas según el diámetro del eje |
| Tolerancias generales | ISO 2768-1, normalmente clase m |
| Rugosidad en asiento de rodamiento | Ra 0,8–1,6 µm (ISO 21920) |
Valores orientativos para casos habituales. La carga, el material y las indicaciones del fabricante del rodamiento deciden el dimensionado final.
Lo que necesitamos de usted
- La pieza gastada o rota, o fotos con medidas
- Marca, modelo y número de serie de la máquina
- Medidas de las piezas vecinas: ejes, rodamientos y patrones de taladros
- Carga, velocidad de giro y entorno de trabajo (suciedad, humedad, temperatura)
- Para engranajes: número de dientes de ambas ruedas y distancia entre ejes
- Proceso deseado o taller con el que ya trabajan
- Cantidad y urgencia para volver a poner la máquina en marcha
Ejemplos de encargos
- Engranaje de caja de cambios para máquina antigua
- Piñón de cadena para transportador
- Eje con chavetero y asientos de rodamiento
- Casquillos y cojinetes de fricción en POM
- Soporte para válvula hidráulica o faro de trabajo
- Protección de transmisión por cadena o correa
- Adaptador entre apero y enganche tripuntal
- Pletina de desgaste para abonadora o cinta transportadora
- Bloques hidráulicos y adaptadores de racores
- Soporte de cámara para máquina forestal
Qué influye en el precio y el plazo
- El número de ajustes, roscas y tolerancias de posición
- Engranajes y otros perfiles que hay que calcular
- Si la pieza se mejora o se copia tal cual
- El alcance del plano: vistas, secciones y tolerancias
- La necesidad de una comprobación simplificada de resistencia
- Si existe una pieza sobre la que medir
Qué recibe
- Archivo STEP para programación CNC
- Plano PDF según la ISO 128 con ajustes y tolerancias
- DXF con desarrollo para piezas de chapa
- Lista de materiales con rodamientos, chavetas, juntas tóricas y tornillos
- Comprobación simplificada de la carga si hace falta
- Pieza de prueba impresa para el ajuste (opcional)
Preguntas frecuentes
¿Pueden dibujar un engranaje a partir de uno gastado?
Sí. Contamos los dientes, medimos el diámetro exterior y la distancia entre ejes y calculamos el módulo y el posible desplazamiento de perfil. Los dientes se dibujan con perfil de evolvente para que engranen con la rueda conjugada.
¿Qué significa H7/g6 en un plano?
Es un ajuste según la ISO 286. H7 es la tolerancia del agujero y g6 la del eje, y juntos dan una pequeña holgura para que las piezas deslicen. H7/p6, en cambio, da un apriete en el que las piezas se montan a presión.
¿Pueden calcular la resistencia?
Hacemos comprobaciones simplificadas y dimensionamos con margen. Los cálculos que deben justificarse, por ejemplo para equipos de elevación, los hace un ingeniero de cálculo que asume la responsabilidad del resultado.
¿Se puede imprimir en 3D un engranaje?
Sí, con cargas bajas o moderadas. El PA con fibra de carbono o el PETG funcionan en muchos mecanismos. Para par elevado y altas velocidades diseñamos la rueda en acero o POM.
¿Ayudan a encontrar un taller?
Sí. Nosotros fabricamos por impresión 3D y le orientamos hacia talleres de torneado, fresado y chapa. Con un plano completo es fácil comparar presupuestos.
¿Qué archivos necesita el taller?
Normalmente un archivo STEP para programar y un plano PDF con tolerancias. Los talleres de chapa quieren además un DXF con el desarrollo e información de plegado.