Tornillo sin fin

En este post se explica qué son los tornillos sin fin (o tornillos sinfín) y para qué sirven. Así pues, encontrarás las partes de un tornillo sin fin, las características de un tornillo sin fin y cómo funciona este tipo de mecanismo.

¿Qué es el tornillo sin fin?

El tornillo sin fin, o tornillo sinfín, es un mecanismo que transmite un movimiento de giro entre dos piezas cuyos ejes son perpendiculares. Es decir, el tornillo sin fin es un tipo de tornillo que sirve para transmitir su movimiento de rotación a una rueda cuyo eje es perpendicular al tornillo.

En un tornillo sin fin, el tornillo tiene un dentado helicoidal y engrana con una rueda de dientes rectas o helicoidales, por lo tanto, se trata de un engranaje helicoidal. Asimismo, generalmente el elemento motriz de la transmisión es el tornillo, de manera que la rueda es conducida por el tornillo.

tornillo sin fin, tornillo sinfín

En el mecanismo tornillo sin fin, cada vez que el tornillo sin fin hace una vuelta completa, el engranaje avanza una longitud determinada. De este modo se consigue girar una rueda dentada cuyo eje de giro es perpendicular al eje de giro del tornillo, así pues, con este mecanismo se consigue cambiar el eje de giro del movimiento rotatorio.

Además, el tornillo sin fin se llama sin fin porque la transmisión es infinita, es decir, en teoría el mecanismo de tornillo sin fin puede funcionar continuamente sin parar. No obstante, a la práctica este tipo de mecanismo tiene un límite debido al desgaste.

Partes de un tornillo sin fin

El sistema tornillo sin fin está formado por dos partes:

  • Tornillo: es la parte motriz del mecanismo tornillo sin fin. Es decir, el movimiento del tornillo provoca el movimiento de la rueda. Normalmente, un motor acoplado al eje de giro del tornillo revoluciona esta pieza. El dentado del tornillo es helicoidal.
  • Rueda (corona): es la parte conducida del mecanismo tornillo sin fin. Los dientes de la rueda encajan con el dentado del tornillo y, en consecuencia, cuando el tornillo gira se transmite un movimiento de rotación a la rueda.
partes de un tornillo sin fin

Características del tornillo sin fin

Las características del tornillo sin fin son las siguientes:

  • Relación de transmisión baja: el mecanismo tornillo sin fin actúa como un reductor de velocidad ya que la velocidad angular de la rueda es menor que la velocidad angular del tornillo. La relación de transmisión del mecanismo depende del número de entradas del tornillo y del número de dientes de la rueda.
  • Mecanismo irreversible: generalmente el mecanismo tornillo sin fin es irreversible, aunque depende del ángulo de la hélice junto con otros factores. Por eso el elemento motriz siempre es el tornillo, mientras que el elemento conducido es la rueda.
  • Desgaste por rozamiento elevado: el desgaste del mecanismo tornillo sin fin es elevado debido a la fricción entre el tornillo y la rueda. Esta característica del tornillo sin fin provoca una gran pérdida de energía, lo que significa que el rendimiento del mecanismo es bajo.
  • Coste elevado: el coste del tornillo sin fin es más caro que otros tipos de mecanismos, tanto por la compra del tornillo sin fin como por su mantenimiento.

Cómo funciona un tornillo sin fin

El funcionamiento del tornillo sin fin es sencillo: por cada vuelta que da el tornillo, la rueda avanza un número de dientes equivalente al número de entradas del tornillo. Por lo tanto, la velocidad de rotación de la rueda depende del número de dientes de la rueda y del número de entradas del tornillo.

Además, el mecanismo tornillo sin fin funciona de manera irreversible. Es decir, normalmente la dirección de la transmisión del movimiento no es reversible, de forma que el tornillo es el elemento motriz que causa el movimiento de la rueda, que es el elemento conducido del engranaje. Esto se debe a la gran fricción que hay entre el tornillo y la rueda. Este tipo de tornillos sin fin se llaman tornillos sin fin autobloqueantes, ya que evitan que un movimiento de la rueda se transmita al tornillo.

Los tornillos sin fin tienen otra ventaja y es que con ellos se consigue una reducción de la velocidad de giro con muy poco espacio. Para conseguir una relación de transmisión similar a la del tornillo sin fin con un engranaje de dos ruedas dentadas, se necesitaría una rueda mucho más grande y, por tanto, se ocuparía un espacio considerablemente mayor.

En el siguiente vídeo puedes ver cómo es la transmisión del movimiento entre los componentes de un tornillo sin fin.

 

Fórmula del tornillo sin fin

El número de vueltas del tornillo sin fin por su número de entradas es igual al número de vueltas de la rueda por su número de dientes. Por lo tanto, la fórmula del tornillo sin fin es la siguiente:

n_1\cdot e_1=n_2 \cdot Z_2

Donde:

  • n_1 es el número de vueltas del tornillo.
  • e_1 es el número de entradas del tornillo.
  • n_2 es el número de vueltas de la rueda.
  • Z_2 es el número de dientes de la rueda.

Esta expresión nos permite relacionar de manera matemática el número de vueltas del tornillo con el número de vueltas de la rueda.

Ejemplos de aplicaciones del tornillo sin fin

Por último, veremos para qué sirve el tornillo sin fin con algunas de las aplicaciones de la vida cotidiana de este mecanismo.

  • El tornillo sin fin se usa en los motores eléctricos pequeños, ya que les permite pasar de una velocidad alta y un par bajo a una velocidad baja y un par grande.
  • Otro uso del sistema tornillo sin fin son las puertas automáticas, que suelen incorporar este mecanismo para su correcto funcionamiento.
  • Algunos instrumentos musicales también utilizan el mecanismo tornillo sin fin para ajustar la tracción de las cuerdas, como por ejemplo la guitarra.
  • Los automóviles también suelen llevar incorporado un tornillo sin fin, en concreto, en la caja de dirección del automóvil.
  • Los elevadores o transportadores también emplean el mecanismo sin fin. Estas máquinas se utilizan en muchos campos de la ingeniería.

2 comentarios en “Tornillo sin fin”

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