Influencia de la lubricación en la eficiencia de engranajes de tornillo sinfín//Influence of oil lubrication on cylindrical worm gear efficiency

Resumen

Fue desarrollado un procedimiento para estimar la eficiencia de engranajes de tornillo sinfín cilíndrico considerando pérdidas de potencia por fricción entre flancos conjugados, tres bases de lubricantes y sistema de lubricación. El procedimiento fue validado por comparación con valores de eficiencia reportados para engranajes fabricados por una compañía especializada en engranajes. Los resultados
establecen fuerte dependencia entre el coeficiente de fricción y la velocidad de deslizamiento hasta valores inferiores a 0.4 m/s en engranajes con aceites sintéticos y para engranajes con inmersión en aceites minerales el coeficiente de fricción de ensayo fue observado constante hasta velocidades de
deslizamiento inferiores a 0,9 m/s. Fue determinado que en sistemas de lubricación por inmersión, los aceites sintéticos en sustitución de aceites minerales mejoran como promedio en 44 % la eficiencia de engranajes de tornillo sinfín. Finalmente, fue formulado un módulo racional del engranaje orientado a
maximizar la eficiencia del engranaje lubricado con aceite sintético.

Palabras claves: eficiencia, engranaje, tornillo sinfín, lubricante, aceite sintético, ISO/TR 145281.

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Abstract

In this study, a general procedure is proposed for the prediction of cylindrical worm gear efficiency taking
into account friction losses between worm and wheel gear, three base oils and lubrication system. The
validation of procedure was achieved by comparing with values of efficiency for worm gear units
referenced by a German gear manufacturer company. In the case of worm gears lubricated with synthetic
base oils, results show an strong dependency between basic coefficient of friction and sliding velocity up to
0,4 m/s and for dip lubrication with mineral oils the basic coefficient of friction was observed constant for
sliding velocity below 0,9 m/s. Other results confirm the increase of worm gear efficiency at approximately
44 % when gears are lubricated with synthetic oils in substitution of mineral oils. Finally, an important
recommendation to calculate a rational module for maximum worm gear efficiency with synthetic
lubrication is presented.

Key words: efficiency, worm gear, lubricant, lubrication, synthetic oil, ISO/TR 145281.