Falla un motorreductor de un camino de rodillos. En la placa de características figuran una relación de reducción, un par de salida y una forma constructiva. La pieza original no se consigue a corto plazo, otro reductor sí. El problema: uno es un reductor de engranajes cilíndricos y el otro un reductor planetario. ¿Encaja?
Esta pregunta surge en mantenimiento más a menudo de lo que se piensa. Ambos tipos reducen la alta velocidad de un motor a una velocidad menor con un par mayor. Pero se diferencian en construcción, tamaño, precisión y campo de aplicación.
Este artículo explica cómo funcionan un reductor planetario y un reductor de engranajes cilíndricos, dónde están las ventajas de cada uno y en qué debe fijarse si quiere sustituir un reductor o cambiar de tipo.
Así funciona un reductor de engranajes cilíndricos
En el reductor de engranajes cilíndricos engranan ruedas dentadas cilíndricas cuyos ejes son paralelos. Un piñón pequeño acciona una rueda más grande. La relación entre los números de dientes da la relación de transmisión. Para reducciones mayores se colocan varias etapas en serie.
El dentado es recto o helicoidal. Las ruedas helicoidales funcionan con menos ruido y soportan más carga, pero generan fuerzas axiales que deben absorber los rodamientos. Los reductores de engranajes cilíndricos industriales existen en varias formas constructivas:
- Reductores coaxiales: el eje de entrada y el de salida están alineados; típico del clásico motorreductor coaxial.
- Reductores de ejes paralelos: ejes desplazados en paralelo, a menudo con eje hueco para montarlo directamente sobre el eje de la máquina.
- Reductores ortogonales (cónico-cilíndricos): una etapa de engranajes cónicos desvía 90 grados y después siguen etapas cilíndricas.
- Reductores industriales: grandes reductores de engranajes cilíndricos de varias etapas para molinos, transportadores o extrusoras.
Así funciona un reductor planetario
El reductor planetario es coaxial y consta de cuatro elementos básicos:
- Planeta (rueda solar): el engranaje central, normalmente accionado por el motor.
- Satélites: varios engranajes que giran alrededor del planeta, a menudo tres o cuatro.
- Corona: un anillo con dentado interior sobre el que ruedan los satélites, fijo en la versión estándar.
- Portasatélites: sujeta los satélites y constituye normalmente la salida.
Sobre el funcionamiento del reductor planetario: si el planeta gira con la corona fija, los satélites recorren la corona y arrastran lentamente el portasatélites. La relación de transmisión resulta de la relación de dientes: i = 1 + dientes de la corona / dientes del planeta. Ejemplo de cálculo ficticio: una corona de 72 dientes y un planeta de 24 dientes dan i = 1 + 72/24 = 4. Un motor a 1.400 min⁻¹ acciona entonces la salida a 350 min⁻¹.
El punto decisivo: la carga se reparte entre varios satélites a la vez. Varios engranes comparten el par. Por eso, a igual potencia, los reductores planetarios son más compactos que un reductor de engranajes cilíndricos comparable.
Reductor planetario o de engranajes cilíndricos: la comparativa
| Criterio | Reductor planetario | Reductor de engranajes cilíndricos |
|---|---|---|
| Construcción | coaxial; planeta, satélites, corona, portasatélites | ejes paralelos, uno o varios pares de ruedas |
| Par por tamaño | alto, carga repartida entre varios satélites | menor; más grande y pesado para el mismo par |
| Relación por etapa | relativamente grande | menor; para grandes reducciones, varias etapas |
| Juego torsional | muy reducido en la versión de precisión | normalmente mayor; rara vez primera opción para posicionamiento |
| Rendimiento | alto | alto |
| Construcción y mantenimiento | más complejo, más piezas en poco espacio | sencillo, buen acceso, robusto |
| Aplicaciones típicas | servoejes, robótica, eólica, maquinaria de obra, accionamientos pesados en poco espacio | transportadores, bombas, agitadores, ventiladores, construcción de maquinaria en general |
Reductor planetario: ventajas en detalle
Las principales ventajas del reductor planetario de un vistazo:
- Alta densidad de potencia: mucho par en poco espacio y con poco peso.
- Construcción coaxial: motor, reductor y salida están alineados. Esto simplifica el montaje.
- Juego torsional reducido: los reductores planetarios de precisión para servomotores se ofrecen con un juego muy pequeño, indicado en minutos de arco (arcmin). Es importante para tareas de posicionamiento.
- Alta rigidez torsional en las versiones de precisión, adecuada para ejes dinámicos.
- Reparto simétrico de fuerzas: los satélites se compensan entre sí, lo que descarga los rodamientos.
La otra cara: los reductores planetarios son más complejos de fabricar. Una avería interna suele ser más difícil de reparar in situ que en un reductor de engranajes cilíndricos. La disipación de calor es un tema por la construcción compacta; en servicio continuo con carga alta hay que tener en cuenta la potencia térmica límite.
Reductor de engranajes cilíndricos: ventajas en detalle
- Sencillo y robusto: pocas piezas, de fácil acceso, técnica probada.
- Económico: la solución más barata para muchos accionamientos estándar.
- Buena disipación de calor gracias a la carcasa más grande.
- Amplia oferta: los motorreductores de engranajes cilíndricos se encuentran en el mercado en muchos tamaños, relaciones y formas constructivas.
- Fácil mantenimiento: rodamientos, retenes y aceite suelen poder cambiarse con facilidad.
Los límites: para pares elevados, un reductor de engranajes cilíndricos se vuelve grande y pesado. Para servoejes muy dinámicos con altas exigencias de precisión de posicionamiento, un reductor planetario suele ser más adecuado.
Cuándo compensa cada reductor
El reductor planetario suele ser la mejor opción cuando…
- hay poco espacio disponible y aun así se necesitan pares elevados,
- un servomotor debe posicionar un eje con precisión,
- el peso importa, por ejemplo en ejes móviles o robots,
- la disposición coaxial es imprescindible.
El reductor de engranajes cilíndricos suele ser la mejor opción cuando…
- se trata de accionamientos clásicos con motor asíncrono, como cintas transportadoras, bombas o agitadores,
- hay espacio y priman la robustez y la facilidad de mantenimiento,
- el accionamiento funciona en servicio continuo y la disipación de calor es importante,
- se necesita un eje hueco para montaje directo, como en muchos reductores de ejes paralelos.
La capacidad de carga de los dentados cilíndricos, también la de los engranajes del reductor planetario, se calcula según la ISO 6336. Para el usuario es más importante el factor de servicio que indica el fabricante del reductor. Tiene en cuenta los golpes, la frecuencia de arranques y las horas de funcionamiento diarias. Un reductor diseñado para servicio uniforme puede quedarse corto con cargas a golpes.
Sustituir un reductor: los errores típicos
Quien sustituye un reductor no debe fijarse solo en la potencia y la relación de transmisión. En la práctica, el cambio fracasa a menudo por detalles:
- Relación no exacta: los reductores tienen a menudo relaciones no enteras como 28,57 en lugar de 28. Incluso pequeñas desviaciones cambian la velocidad de la cinta o el ritmo de una instalación.
- El eje de salida no encaja: eje macizo o hueco, diámetro, chaveta o anillo de contracción deben coincidir con la máquina.
- Fijación distinta: con patas, con brida o con brazo de reacción, además del patrón de taladros y la altura de eje.
- Montaje del motor poco claro: ¿se suministra el reductor con motor o se monta en un motor existente? Entonces deben coincidir la brida y la conexión del eje; en servomotores, también el adaptador.
- Posición de montaje olvidada: la cantidad de aceite y la ubicación del respiradero y del tapón de vaciado dependen de la posición de montaje.
- Fuerza radial subestimada: un piñón de cadena o una polea en la salida cargan los rodamientos de salida. El valor admisible figura en el catálogo del fabricante.
Escenario típico: planetario en lugar de cilíndrico
Un motorreductor de engranajes cilíndricos de un accionamiento de elevación se quiere sustituir por un reductor planetario porque este está disponible. La relación y el par coinciden. Aun así es necesaria una comprobación: la altura de eje, la fijación, el eje de salida y la fuerza radial admisible son distintos, y el motor debe montarse de nuevo. Sin adaptar la máquina, casi nunca funciona. Un cambio así es una modificación técnica, no una simple solución de repuesto.
Mantenimiento: cómo detectar pronto una avería del reductor
Sea planetario o de engranajes cilíndricos: la mayoría de las averías se anuncian. Quien mira y escucha con regularidad puede planificar el cambio en lugar de tener que hacerlo durante una parada. Preste especial atención a estas señales:
- Ruido: un nuevo silbido, golpeteo o rechinar indica desgaste en el dentado o en los rodamientos.
- Temperatura: una carcasa claramente más caliente de lo normal apunta a problemas de lubricación o sobrecarga.
- Estado del aceite: partículas metálicas, decoloración o espuma en el aceite son señales de alarma. Un análisis de aceite aporta claridad.
- Fugas: el aceite que sale por los retenes baja el nivel y pone en peligro rodamientos y dentado.
- Juego en la salida: si el juego torsional aumenta de forma notable, el dentado está desgastado. En servoejes suele manifestarse primero como errores de posicionamiento.
Respete los intervalos de cambio de aceite y las especificaciones de lubricante del fabricante. Un aceite equivocado puede dañar un reductor más rápido que una carga elevada.
Qué datos indicar al pedir el repuesto
Para una solicitud rápida y acertada, conviene tener estos datos de la placa de características del reductor o motorreductor:
- fabricante y designación completa del tipo
- número de serie, para poder identificar ejecuciones especiales
- relación de transmisión i exacta y velocidad de salida
- par de salida y factor de servicio
- posición de montaje y forma constructiva (patas, brida, ejecución pendular)
- eje de salida: macizo o hueco, diámetro, fijación
- datos del motor, si es un motorreductor: potencia, tensión, frecuencia, freno, encoder
- lubricante indicado en la placa
- fotos de la placa de características, del lado de salida y de la fijación
Si la placa es ilegible, ayudan las medidas, las fotos y la aplicación. Nuestra checklist para la solicitud de repuestos muestra qué datos cuentan en general. Cómo se anuncian los daños en los rodamientos del reductor lo explicamos en el artículo ¿Rodamiento dañado? 7 señales que avisan de un fallo.
Cuando el reductor es difícil de conseguir
En accionamientos antiguos, el reductor original a veces está descatalogado o es difícil de conseguir. KTB Europe es una empresa familiar de Hamburgo que desde 1976 suministra repuestos industriales de todas las marcas en todo el mundo. Puede enviarnos la referencia, una foto de la placa de características o una descripción. Si el original ya no se fabrica, buscamos modelos sucesores o alternativas equivalentes que usted pueda comprobar técnicamente y aprobar.
Más información en nuestras páginas sobre compras MRO y sobre componentes descatalogados. Puede enviar su solicitud directamente a través de la página de contacto.
Conclusión
Los reductores planetarios ofrecen mucho par en poco espacio y, en versión de precisión, son adecuados para servoejes. Los reductores de engranajes cilíndricos son sencillos, robustos y la opción lógica para muchos accionamientos estándar. Al sustituir no solo cuentan la potencia y la relación, sino también el eje de salida, la fijación, la posición de montaje y la fuerza radial. Cambiar de tipo es posible, pero es una modificación técnica que debe comprobarse antes.
Preguntas frecuentes
¿Cómo funciona un reductor planetario?
Un planeta (rueda solar) central acciona varios satélites que ruedan dentro de una corona con dentado interior. Si la corona está fija, los satélites arrastran el portasatélites, que forma la salida lenta. Como la carga se reparte entre varios satélites, el reductor es muy compacto.
¿Qué ventajas tiene un reductor planetario frente a uno de engranajes cilíndricos?
A igual tamaño, los reductores planetarios transmiten más par, son coaxiales y más ligeros. En versión de precisión tienen un juego torsional muy reducido y por eso son adecuados para servoejes. Los reductores de engranajes cilíndricos, en cambio, son más sencillos, robustos y a menudo más económicos.
¿Dónde se usan normalmente los reductores de engranajes cilíndricos?
Los reductores de engranajes cilíndricos se encuentran sobre todo en accionamientos clásicos con motor asíncrono, como cintas transportadoras, bombas, agitadores y ventiladores. Son robustos, fáciles de mantener y existen en muchos tamaños y formas constructivas, también como reductores de ejes paralelos con eje hueco.
¿Puedo sustituir un reductor de engranajes cilíndricos por uno planetario?
Técnicamente suele ser posible, pero no es un simple cambio uno por uno. Deben coincidir la relación, el par de salida, el eje de salida, la fijación, la altura de eje y la fuerza radial admisible. Casi siempre hacen falta adaptaciones en la máquina; por eso el cambio debe comprobarse técnicamente y documentarse.
¿Qué datos de la placa de características necesito para un reductor de repuesto?
Son importantes el fabricante, la designación completa del tipo, el número de serie, la relación exacta, la velocidad y el par de salida, el factor de servicio, la posición de montaje y la forma constructiva. En los motorreductores se añaden los datos del motor. Las fotos de la placa, del eje de salida y de la fijación también ayudan.