Tração axial auto-cancelada

Engrenagem em Espinha de Peixe e Eixo de Engrenagem em Espinha de Peixe com Empuxo Axial Auto-Cancelante

1. Introdução
Uma engrenagem em espinha de peixe é um tipo especial de engrenagem cilíndrica cujos dentes são dispostos em um padrão de "espinha de peixe" ou "V". Ela pode ser conceptualizada como duas engrenagens helicoidais com ângulos de hélice iguais, mas opostos, colocadas lado a lado. Essa estrutura simétrica faz com que as forças de empuxo axial geradas durante a operação se cancelarem internamente. Isso elimina a necessidade de rolamentos de encosto caros, que são necessários para engrenagens helicoidais simples para lidar com cargas axiais. Um eixo de engrenagem em espinha de peixe é um componente crítico onde a engrenagem em espinha de peixe é integrada ao eixo como uma única peça monolítica.

2. Vantagens

• Empuxo Axial Auto-Cancelante: A principal vantagem. As forças axiais geradas pelas hélices esquerda e direita são iguais em magnitude, mas opostas em direção, resultando em força axial líquida zero. Isso simplifica muito a estrutura de suporte do rolamento e reduz custos.

• Alta Capacidade de Carga: Hereda as vantagens das engrenagens helicoidais: alta razão de contato (mais dentes em contato simultaneamente), transmissão de potência suave, baixo ruído e a capacidade de transmitir maior torque e potência.

• Operação Suave: O processo de engajamento é um contato contínuo e gradual, resultando em menos impacto, menor vibração e operação mais silenciosa em comparação com engrenagens retas. Isso as torna ideais para aplicações de alta velocidade e serviço pesado.

• Alta Confiabilidade: A estrutura monolítica (ou uma com um sulco central) de um eixo de engrenagem em espinha de peixe oferece excelente rigidez e evita possíveis problemas associados ao empuxo axial.

3. Principais Parâmetros Técnicos
A maioria dos parâmetros para engrenagens em espinha de peixe são semelhantes aos das engrenagens helicoidais, mas com simetria:

• Módulo: O parâmetro fundamental que determina o tamanho do dente (o módulo normal é o valor padrão).

• Ângulo da Hélice (β): Os ângulos da hélice para ambos os lados são iguais em valor, mas opostos em mão (frequentemente denotados como β/β, por exemplo, 30°/30°).

• Mão da Hélice: Combina as hélices esquerda e direita.

• Folga Axial/Sulco Central: Para projetos com uma folga de fabricação, esta dimensão é um parâmetro importante.

• Grau de Precisão: Classificado de acordo com os padrões ISO ou AGMA, geralmente exigindo alta precisão.

Parâmetros Específicos para Eixo de Engrenagem em Espinha de Peixe:

• Tipo de Construção: Sólido (sem sulco central) ou com um sulco central para fabricação.

• Material e Tratamento Térmico: Frequentemente feito de aços de liga de alta qualidade (por exemplo, 42CrMo, 20CrNi2MoA) e submetido a tratamentos térmicos profundos, como cementação e endurecimento, para atender às demandas de carga extrema.

4. Aplicações
Engrenagens em espinha de peixe são usadas principalmente em aplicações críticas que envolvem cargas pesadas extremas, altas velocidades e exigências de operação suave:

• Sistemas de Propulsão Marítima: Caixas de engrenagens (engrenagens de redução) para grandes navios e embarcações (sua aplicação mais clássica).

• Máquinas Pesadas: Laminadores de aço, britadores de mineração, grandes extrusoras.

• Conjuntos de Geração de Energia: Acionamentos de redução para turbinas a gás e turbinas a vapor.

• Bombas e Compressores:Caixas de engrenagens de aumento de velocidade para grandes compressores e bombas centrífugas de alta pressão.