1. Autobloqueo de los reductores de tornillo sinfín
El autobloqueo en un reductor de tornillo sinfín se produce cuando la fuerza tangencial ejercida por la corona sobre el tornillo sinfín no es suficiente para vencer la fricción en la superficie de contacto. Como resultado, la corona no puede retroaccionar el tornillo sinfín.
Como se muestra en la figura anterior, cuando el ángulo de avance es menor que el ángulo de fricción, Fα es siempre menor que la fuerza de fricción Ff. Bajo esta condición, el tornillo sinfín se encuentra en estado de autobloqueo y no puede ser retroaccionado.
Cuando el ángulo de fricción permanece constante, un ángulo de avance más pequeño hace que el autobloqueo sea más probable. En general, cuanto mayor es la relación de reducción de un reductor de tornillo sinfín, menor es el ángulo de avance del tornillo. Por lo tanto, los reductores de tornillo sinfín con relaciones de reducción elevadas suelen ser autoblocantes.
Nuestros reductores de tornillo sinfín con una relación de reducción de 40:1 o superior presentan generalmente comportamiento de autobloqueo en condiciones de funcionamiento típicas. No obstante, el rendimiento de autobloqueo puede variar en función de factores como la lubricación, la temperatura y las condiciones de carga. Para aplicaciones críticas en términos de seguridad, se recomiendan mecanismos de frenado adicionales. Para más detalles, consulte este artículo: Autobloqueo del tornillo sinfín.
Por el contrario, los reductores planetarios utilizan un tren de engranajes planetarios para la transmisión de potencia y carecen del mecanismo de fricción necesario para el autobloqueo. Por lo tanto, los reductores planetarios generalmente no son autoblocantes y pueden ser retroaccionados.
2. Otros métodos para evitar el retroaccionamiento
Dado que el rendimiento de los reductores de tornillo sinfín autoblocantes es generalmente bajo, se pueden considerar métodos alternativos para evitar el retroaccionamiento cuando la carga inversa es relativamente pequeña.
a. Uso del par de retención del motor paso a paso
Cuando el motor paso a paso no está energizado, existe un pequeño par de retención debido a la atracción magnética entre los imanes permanentes del rotor y los dientes del estator. Este par se amplifica mediante el reductor y, combinado con la fricción mecánica del sistema, puede resistir el retroaccionamiento en cierta medida. Sin embargo, dado que el par de retención es muy pequeño, la carga inversa que puede soportar —incluso tras la amplificación del reductor— sigue siendo mínima.
b. Uso del par de mantenimiento del motor paso a paso
Cuando el motor paso a paso está energizado, las bobinas del estator generan un campo magnético que atrae y bloquea los imanes permanentes del rotor, impidiendo que este gire. Este par de bloqueo se denomina par de mantenimiento, que normalmente es el valor de par especificado en la hoja de datos del motor paso a paso.
El par de mantenimiento, transmitido a través del reductor, puede resistir el retroaccionamiento con una fuerza significativamente mayor y soportar cargas más elevadas. No obstante, este par sigue siendo limitado. Una vez que la carga supera la capacidad del motor, el reductor seguirá siendo retroaccionado.
Resumen
En resumen, el retroaccionamiento puede evitarse aprovechando el mecanismo de autobloqueo inherente del reductor o las características de par del motor. Sin embargo, la capacidad del motor para resistir el retroaccionamiento es limitada. En cuanto a la resistencia al retroaccionamiento:
Autobloqueo > Par de mantenimiento > Par de retención