Ejes de precisión, estrías y ejes de engranajes

Un eje soporta tres cosas a la vez: par, una posición y un ajuste. El engranaje se asienta sobre él, el rodamiento lo sostiene, la estría o la ranura de chaveta lo acciona. Si el ajuste es incorrecto, el rodamiento falla prematuramente; si la concentricidad es incorrecta, el engranaje sale del engrane; si la estría es incorrecta, la unión se afloja y vibra bajo carga inversa.

PinyiGear mecaniza ejes y estrías según plano, incluidos ejes-engranaje en los que el engranaje y el eje son una sola pieza. Esta página cubre lo que fabricamos, cómo se tratan las estrías y los asientos de rodamiento, y qué debe contener un plano.

Lo que fabricamos

• Ejes-engranaje — eje y engranaje tallados desde un solo tocho, de modo que la excentricidad entre el diente y los asientos de rodamiento se mecaniza, no se ensambla
• Ejes de transmisión para cajas de engranajes y reductores
• Ejes de salida de motor con ranura de chaveta o estría
• Ejes estriados — de flancos rectos, evolvente o dentado serrado
• Husillos y ejes para instrumentos de precisión
• Ejes de reparación y sustitución para equipos cuya pieza original ya no está disponible

Por qué importa un solo amarre

Cada vez que se vuelve a montar un eje en el plato, entra en la pieza una nueva fuente de error. Mecanizar los asientos de rodamiento, el asiento del engranaje y la estría en un solo amarre los mantiene referenciados a un único eje, y de eso depende realmente la concentricidad.

Cuando el eje es largo o las características están en ambos extremos, un solo amarre no es físicamente posible. Entonces el esquema de referencias debe ser explícito: qué muñón es la referencia, cuáles son los límites de excentricidad entre características y cómo se sujetará la pieza para el rectificado. Un plano de eje sin esquema de referencias deja que el taller invente uno, y dos proveedores inventarán dos diferentes.

Estrías

El tipo de estría decide la trayectoria de carga y el ajuste.

Las estrías de evolvente son la opción por defecto donde el par es significativo, porque la geometría del flanco soporta la carga en una banda más ancha y el pie tiene menos entalladura que una estría de flancos rectos. Normas en uso: GB/T 3478 para estrías de flancos rectos, DIN 5480 para estrías de evolvente y ANSI B92.1 cuando el plano del cliente así lo indica.

Dos rutas de producción:

• Fresado o tallado de estrías — se corta antes del tratamiento térmico. Preciso y económico, pero el flanco se desplaza con la distorsión durante el temple.
• Laminado de estrías — conformado en frío, que deja un flujo de grano favorable y un flanco liso. Adecuado para materiales más blandos y geometrías específicas.

Para estrías templadas la secuencia importa. Cortar sobredimensionado, templar y luego acabar — o cortar después del temple mediante rectificado donde el plano tolere el costo. Una estría cortada a medida final antes del temple y luego templada sin control de la distorsión es la causa habitual de una unión que no desliza.

Asientos de rodamiento y muñones

Los asientos de rodamiento son las características que deciden la vida del eje. Lo que debe figurar en el plano:

• Diámetro con la clase de ajuste (h6 o h7 es común en muñones de eje)
• Redondez y cilindricidad
• Rugosidad superficial — un acabado fino retiene mejor la película de aceite que uno rugoso
• Perpendicularidad del resalto, ya que un rodamiento que se inclina sobre un resalto torcido carga una sola hilera de rodillos
• Excentricidad respecto al otro asiento de rodamiento, que es el valor que decide si el eje gira verdadero

El rectificado es la ruta normal para un muñón templado en una banda estrecha; el torneado basta donde el ajuste es general y la carga es ligera.

Materiales y tratamiento térmico

El temple y revenido HB 240–280 es la condición de uso general; el temple por inducción HRC 45–55 aparece donde un muñón gira en un casquillo o la superficie soporta carga sin rodamiento. La distorsión después del temple debe preverse, no descubrirse después.

Secuencia de mecanizado

1. Pieza en bruto — aserrado y posterior torneado al diámetro aproximado con sobreespesor de mecanizado.
2. Alivio de tensiones para ejes largos o esbeltos, de modo que las deformaciones por flexión se manifiesten antes del acabado.
3. Mecanizado en desbaste — torneado, fresado de chaveteros y planos, tallado de la estría o dejar material para ella.
4. Tratamiento térmico según plano.
5. Mecanizado de acabado — torneado o rectificado de muñones a medida, rectificado de flancos de estría donde se especifique.
6. Operaciones secundarias — roscado, brochado de chaveteros, taladrado y roscado, chaflanes.
7. Inspección — dimensiones, excentricidad, verificación con calibre de estrías, rugosidad superficial.

Los ejes esbeltos son el caso difícil: las fuerzas de corte flexionan la pieza, por lo que el eje recupera su forma tras el paso de la herramienta. Desbastar y luego acabar con pasadas ligeras y un soporte fijo es la forma de mantener el diámetro y la rectitud en un eje largo.

Inspección

• Diámetro y longitud — micrómetro y CMM
• Excentricidad y concentricidad entre muñones, y entre un muñón y el engranaje o la estría
• Redondez y cilindricidad en asientos de rodamiento
• Verificación de estría — calibre o medición con varillas sobre la dimensión apropiada, según la norma indicada en el plano
• Rugosidad superficial en muñones y superficies de sellado
• Dureza donde se especifique tratamiento térmico
• Rectitud en ejes largos

Para ejes de engranaje, el plan de inspección abarca tanto el eje como el diente, de modo que la excentricidad entre el diente y el asiento de rodamiento se reporta en lugar de suponerse.

Embalaje

Los ejes se dañan con facilidad cuando no tienen soporte: un eje largo en una caja se flexiona bajo su propio peso, y una estría o un muñón acabado se mella contra cualquier elemento duro. Las piezas se embalan con protección de muñones, apoyadas a lo largo de su longitud y separadas para que las superficies acabadas no se toquen entre sí.

Qué enviar

• Plano del eje (PDF, DXF, STEP, DWG, IGES) con datums, ajustes, excentricidad y rugosidad superficial
• Especificación de la estría — tipo y norma, o el plano del cubo conjugado
• Material y tratamiento térmico, o la solicitación si estos quedan abiertos
• Detalles de chavetero o rosca, si no están ya en el plano
• Cantidad, y si la pieza es un prototipo, un primer lote o producción repetitiva

Envíe un plano de eje para cotización

Preguntas frecuentes

¿Pueden fabricar un engranaje y un eje como una sola pieza? Sí, y a menudo es la opción más conveniente. Una pieza única elimina el ajuste entre engranaje y eje y la excentricidad que introduce una unión con chaveta o estría. La contrapartida es que la pieza en bruto es mayor y el diente debe tallarse después de mecanizar el eje.

¿Con qué norma de estrías trabajan? GB/T 3478 para flancos rectos, DIN 5480 para evolvente, ANSI B92.1 cuando el plano lo especifica. La norma debe indicarse en el plano, porque el mismo tamaño nominal significa cosas distintas en normas diferentes.

¿La estría se talla antes o después del temple? Antes, en la mayoría de los casos — con sobreespesor para la distorsión, o con una operación de acabado posterior. Una estría templada que deba deslizar libremente requiere que la secuencia se decida en la etapa de plano, no en el taller.

¿Qué tolerancia pueden mantener en un muñón? h6 y h7 son habituales en muñones rectificados. Bandas más estrechas son posibles en elementos cortos con rectificado, pero el valor debe estar asociado a un elemento específico y a un método de medición.

¿Suministran conjuntos de eje y engranaje apareados? Sí. Cuando ambos se fabrican aquí, el ajuste y la excentricidad se verifican como par en lugar de cada uno contra su propio plano.

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