Calculadora de fuerza, par torsor y velocidad de un husillo

Con fricción nula en el collarín, un par de descenso positivo es compatible con el autobloqueo de la rosca. Con fricción en el collarín, un par total de descenso positivo por sí solo no demuestra el autobloqueo de la rosca. El resultado de bloqueo comprueba solo la fricción de la rosca.

¿Cómo se calcula un husillo?

Un husillo transforma el giro en movimiento lineal. Una vuelta del husillo desplaza la tuerca un avance, por lo que la velocidad lineal es v = P_h × n. Un husillo con avance de 10 mm que gira a 600 rpm desplaza la tuerca 6 metros por minuto.

Fuerza y par torsor

El trabajo de una vuelta es el mismo en ambos lados: 2 × π × T en el motor y F × P_h en la carga. Las pérdidas se incluyen mediante la eficiencia: T = F × P_h / (2 × π × η). Para 5000 N, un avance de 10 mm y una eficiencia del 90 %, el par es de 8,84 N·m. La misma relación funciona a la inversa: F = 2 × π × η × T / P_h.

Un avance menor proporciona más fuerza con el mismo par, pero menos velocidad.

Husillos trapezoidales y autobloqueo

En un husillo trapezoidal con tuerca deslizante, la eficiencia depende de la fricción y la calculadora la obtiene a partir de su coeficiente. Si la fricción es suficiente, la carga no puede hacer girar el husillo en sentido inverso. Este fenómeno es el autobloqueo y su condición es π × μ × d_m × sec α > P_h. Los gatos y los tornillos de banco lo aprovechan. Los husillos de bolas tienen una fricción muy baja y no son autoblocantes, por lo que un eje vertical necesita un freno.

Ejemplo

Un husillo Tr 20×4 (diámetro medio de 18 mm, avance de 4 mm) con un coeficiente de fricción de 0,15 y una carga de 10 kN requiere un par de elevación de 20,6 N·m, un par de descenso de 7,5 N·m y tiene una eficiencia del 31 %. Como el par de descenso es positivo, el husillo es autoblocante.

Límites

La calculadora proporciona el par a velocidad constante. Para seleccionar el motor también se necesita el par de aceleración y deben comprobarse el pandeo, la velocidad crítica y la vida de la tuerca. Para ello, sigue el método del catálogo del fabricante.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se convierte el par torsor de un husillo de bolas en fuerza lineal?

Por ejemplo, un husillo de bolas con avance de 10 mm por vuelta, par de 10 N·m y eficiencia del 90 % produce 5655 N de fuerza lineal. El cálculo iguala el trabajo de giro y el lineal usando una eficiencia de ejemplo. Esta estimación preliminar excluye la aceleración, el pandeo, la vida de la tuerca y la seguridad de retención de la carga.

Calcular con estos valores