Torloju amaigabe

Torloju amaigabea angelu zuzenean (perpendikularrean) dauden bi ardatzen arteko mugimendua transmititzen duen elementuari deritzo. Torloju amaigabeak bira oso bat ematen duen bakoitzeko, engranajeak bertan sartzen diren torloju amaigabeak adina hortz kopuru egiten du aurrera. Torloju amaigabea mekanismo alderanzgarria edo alderantzezina izan daiteke; mekanismo-mota helize-angeluaren menpekoa da beste hainbat faktoreren artean.

Horzdun gurpildun transmisio gehienetan ez bezala, engranaje helikoidalek oso isilean funtzionatzen dute, eta bibrazioa erlatiboki moteltzeko gaitasuna dute. Transmisio-erlazio handiagoetarako, bertsio batzuk askoz merkeagoak dira gidariekin eta alakekin konbinatutako transmisioak baino (100 mm-ko ardatzen arteko distantziaraino). 1.000 kW-erainoko potentzia-errendimenduak daude, 2500 N·m-rainoko irteera indar-pare batekin, 30.000 rpm-rainoko irteerarekin eta 70 m/s-ko biraketa abiadurarekin.^[1]

Historia

Ez dakigu zehazki noiz sortu zen lehen torloju amaigabea. Torloju amaigabea Archytas de Terentum, Apolonio de Perge edo Arkimedesek asmatua izan zitekeen, baina azken hori da sortzaile probableena.^[2] Torloju amaigabea geroago agertu zen Indiako azpikontinentean, kotoi-makinetan erabiltzeko, Delhiren Sultanatoan, XIII. edo XIV. mendeetan.^[3] XV. mende bukaerako eta XVI. mende hasierako irudi batek, Leonardo da Vincik Florentziako Codex Ash 361 Mediceo-Laurenziana liburutegian utzi zuen marrazkia da, eta torloju-gurpil sistema bat erakusten du, tanbor bertikaleko sistema batean. Ez dakigu Arkimedesen torlojuan inspiratu ote zen. Jakina da Albrecht Dürer (* 1471 "1528") torloju eta espiral matematikoetan ere aritu zela, eta engranaje helikoidala erakusten duen marrazki bat duela. XIX. mendean, itsasontzien lema-sistemetarako aplikazioak orokortu egin ziren. Motorizazioaren lehen egunetan, kate-engranajeak ibilgailuen teknologian erabiltzen ziren, eta XX. mendearen hasieran engranaje diferentzialek ordezkatu zituzten engranaje helikoidalekin.^[4] Hari-instrumentuetan afinazio-mekanika da aplikazio ezagun bat.

Funtzionamendu printzipioak

Erlazio geometrikoak

Torloju amaigabeak bira osoa ematen duen bakoitzean, engranajeak hortz kopuru bat aurreratzen du, amaigabearen sarrera kopuruaren berdina. Torloju amaigabea mekanismo itzulezina izan daiteke edo ez, helizearen angeluaren arabera, beste faktore batzuekin batera.

Ardatz gidatuaren biraketa-abiadura torlojuaren sarrera-kopuruaren eta gurpilaren hortz-kopuruaren araberakoa da. Torlojuaren sarrera-kopurua torlojua osatzen duten helize bakunen kopurua da. Praktikan, torloju gehienak sarrera bakarrekoak dira, eta, beraz, torlojuak bira bat ematen duen bakoitzean, engranajeak hortz bat aurreratzen du.

Mekanismo honek oinarrian duen adierazpena horzdun gurpilen antzekoa da. Kasu honetan, torlojuaren sarrera kopurua elementuaren motortzat hartzen da:

$n_{1}\ e_{1}=n_{2}\ Z_{2}$

Non:

$n$ = bira kopurua

$Z$ = gurpil gidatuaren hortz kopurua

$e$ = torloju amaigabearen hortz kopurua

Kontuan edukita $e$ beti dela $Z$ baino askoz ere txikiagoa, transmisio-erlazioa beti izango da txikiagoa, eta, beraz, abiadura-murriztaile gisa jardungo du. Sarrera bakarreko ohiko kasuan ( $e$ = 1), torloju amaigabea hortz bakarra duen engranaje baten baliokidea da, eta erredukzio-erlazioa zuzenean engranajearen hortz kopuruaren berdina da.

Motak

Torloju amaigabearen profil estandarra honen sekzio axialean agertzen da. Barreneko hortzak, oro har, alde lauak dituzten erremintekin egiten dira. Torlojuaren eta engranajearen hortzen geometriaren arabera, hiru konfigurazio mota daude:^[5]

Eztarririk gabekoa. Mota arruntena da. Kasu honetan, hortzen kanpoko aurpegiak bat datoz mekanizatzen diren hasierako gainazalekin: torlojua txertatzen den zilindroarena eta engranajea tailatzen den diskoaren kanpoko bandarena. Hau da, gainazal arautuak dira, sekzio zuzena dutenak zilindroaren eta diskoaren sortzaileen norabidearen arabera.^[6]
Eztarri bakarrekoa. Eragiketa gehigarri batean, profil zirkularreko ildo bat zizelkatzen da engranajeko hortzen kanpoko aldean (poleak diseinatzeko erabiltzen den eztarriaren antzekoa, sokaren sekzioa diskoaren profilean ahokatzeko). Antolaketa horrekin, torlojuaren barruan zizelkatutako helizearen barne-diametroan ahokarazten dira engranajeko hortzak, eta bi piezen arteko kontaktua hobetzen da.
Eztarri bikoitzekoa. Aurreko kasuan bezala, engranajearen hortzetan eztarri bat dago, eta, gainera, torlojuaren ingurua egokitzen zaio engranajeari, hareazko erloju gisa (torlojuaren diametroa eta hortzen tamaina handitu egiten dira erditik muturretara). Horrela, nabarmen handitzen da bi pieza horzdunen arteko ukipen-azalera. Mekanismo-mota hau konplexuagoa da, baina karga mekaniko altuagoak jasan ditzake. Geometria berezia dutenez, torloju globularrak edo inguratzaileak ere esaten zaie.

Errendimendu handiko makinetan, «eztarri bikoitzaren»^[7] amaierarik gabeko erabilera orokortu da. Beste bi motak gailu sinpleagoak eta kostu txikiagokoak fabrikatzeko erabiltzen dira. Torloju inguratzaile batek (hareazko erlojuak) hortz bat edo gehiago ditu, eta diametroa handitu egiten da erdiko aldetik bi muturretara.^[8]

Erabilerak

XX. mende hasierako automobiletan, direkzio lagundua sartu aurretik, aurreko gurpiletako bat lehertzen zenean, direkzio-mekanismoa zulatutako pneumatikoaren aldera desbideratzen zen. Transmisio-ardatzean torloju amaigabea erabiltzeak murriztu egiten du efektu hori. Torloju boladun sistemaren ondorengo garapenari esker, marruskadura are gehiago murriztu ahal izan zen; hala, ibilgailuaren kontrola hobetu zen, bai eta direkzio-mekanismoaren iraunkortasuna eta zehaztasuna ere.

Torloju amaigabearen abiadura murrizteko eta biraketa-momentua handitzeko pieza trinkoa da, bereziki motor elektriko txikietan, normalean abiadura handikoak eta pare txikiko motorrak izaten baitira. Torloju amaigabe bat gehitzeak nabarmen handitzen ditu motor hauen aplikazio-aukerak.

Torloju amaigabeak prentsetan, ijezkailuetan, muntaia-kateetan, meatze-ustiapeneko industrietako makinetan, itsasontzi-lemetan eta zerra zirkularretan erabiltzen dira. Gainera, fresatzeko makinetan eta makina-erremintetan, ebaketa-tresnak doitasun handiz kokatzen dira lan-eremuan, perdoi zorrotzak dituzten torloju bikoitzeko sistemak erabiliz. Igogailu eta eskailera mekaniko mota askoren kontrol-mekanismoetan ere erabiltzen dira, tamaina trinkoa dutelako eta mugimendua itzulgarria ez delako.

Belaontzien garaian, lema kontrolatzeko torloju amaigabea sartzea aurrerapen nabarmena izan zen. Ordura arte, erabiltzen zen mekanismoa tornu batean bildutako soka bat zen. Ontzi askok diametro handiko bi gurpil zituzten, itsasoan zailtasunak izanez gero lau tripulatzaile ere behar baitziren lema gobernatzeko.

Torloju amaigabeko sistemak erabili dira mekanismo diferentziala agertu aurretik atzeko trakzioko automobil batzuetan. Geroago ikusi zen diferentzialaren koroaren goialdean edo behealdean koka daitekeela. 1910eko hamarkadan ohikoa zen diferentzialaren goiko aldean kokaturik ikustea, lurreko bideetan ibiltzeko erabiltzen ziren kamioien altuera erabilgarria hobetzeko. Aldiz, 1920ko hamarkadan, Stutz Motor Company enpresak sistema hori erabiltzen zuen bere autoetan, kasu honetan, lehiakideak baino txasis baxuagoa izateko, eta, beraz, engranajea diferentzialaren behealdean kokatzen zen. 1960 inguruko adibide bat Peugeot 404 izan zen.

Diferentzialaren parte den makina batek ibilgailuak malda batean atzera egitea saihesten du, balazta erabili beharrik gabe. Abantaila horrek, ordea, ez zituen konpentsatzen biraketa-murrizketaren gehiegizko koefizienteei lotutako arazoak.

Duela gutxiko salbuespen bat Torsen diferentziala da. Engranaje amaigabeak eta engranaje planetarioak erabiltzen ditu, ohiko diferentzial irekien engranaje konikoaren ordez. Torsen diferentzialak Humvee ibilgailu militarrean eta Hummer modelo batzuetan erabiltzen dira. Trakzioa lau gurpiletan duten autoak ere badaude, hala nola Audi Quattro. Kamioi astun batzuek (eraikuntzan eta meatzaritzan erabiltzen diren dunper handiek, esaterako) askotan diferentzial bat erabiltzen dute potentzia motorretik gurpiletara transmititzeko. Ez da engranaje koniko bat bezain eraginkorra, eta, beraz, kamioi horiek diferentzial handiak izaten dituzte sortutako beroa uxatzeko behar den olio kantitate handia gordetzeko.

Era berean, hariak tenkatzeko eta afinatzeko mekanismo gisa erabiltzen dira musika-tresna askotan: hala nola gitarretan, kontrabaxuetan, mandolinetan eta banjo askotan.

Plastikozko mekanismo amaigabeak motor elektriko txikiekin erabiltzen dira askotan, motorrak baino bira gutxiago egiten dituen irteera-abiadura bat lortzeko, abiadura nahiko handian hobeto funtzionatzen duena. Sistema hori jostailuetan eta beste tresna elektriko txiki batzuetan erabiltzen da askotan.

Hodietarako bridetan torloju amaigabe bat erabiltzen dute tamaina doitzeko, eta torloju hori zenbait artekatan ahokatzen da.

Fabrikazio materialak

Torloju helikoidaletan, lehenik hortzak mozten dira eta, ondoren, behin betiko dimentsioetara egokitzen dira.^[9] Engranaje helikoidalen fabrikazioak eskakizun handiagoak ditu ekoizpen-prozesuan, fabrikazio-doitasunari eta gainazal-akaberari dagokienez, irristadura bidezko marruskadura murrizteko. Arrazoi beragatik, torlojua eta gurpil helikoidala hainbat materialez eginda daude: torlojua, higadura handiagoari lotuta dagoena, altzairu gogortuz egina dago; gurpil helikoidala, berriz, bigunagoa da askotan, eta letoiz, brontzez edo plastiko autolubrifikatzailez egina dago.

Esposizioan dauden engranaje helikoidalak koipearekin lubrifikatzen dira, eta karkasa itxiekin olioa ere erabil daiteke lubrifikaziorako. Letoi bereziarekin edo aluminiozko brontzearekin, engranaje-olioak eztabaidatik kanpo daude, eta hemen olio mineralarekin baino ezin dira lubrifikatu. Olio-hornidura karkasaren diseinuan eta aurreikusitako bero-disipazioan oinarritu behar da (zipriztin bidezko lubrifikazioa/zirkulaziozko lubrifikazioa).

Engranaje helikoidalak etengabeko funtzionamenduan berotu daitezkeenez, erlazio altuetan eraginkortasun txikia izateagatik, lubrifikatzailearen beste zeregin bat, beste engranaje batzuetan bezala, beroa garraiatzea da. Helburu horretarako nerbiodun karkasara erraz eraman badezakezu, edo haizagailu batek bultzatzen badu, olio-hornidura txikiagoa izan daiteke.

Erreferentziak

↑ «Wayback Machine» www.riteh.uniri.hr (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ Rybczynski, Witold. (2000). One good turn : a natural history of the screwdriver and the screw. New York : Scribner ISBN 978-0-684-86729-8. (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ (Ingelesez) Habib, Irfan. (2011). Economic History of Medieval India, 1200-1500. Pearson Education India ISBN 978-81-317-2791-1. (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ (Gaztelaniaz) «Worm Gearing By Hugh Kerr Thomas | WorldCat.org» search.worldcat.org (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ (Gaztelaniaz) «Decker Elementi Strojeva | PDF» Scribd (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ (Ingelesez) Hayavadana, J.. (2018-04). Textile Mechanics and Calculations. Woodhead Publishing India PVT. Limited ISBN 978-93-85059-86-5. (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ (Gaztelaniaz) «Gear nomenclature, definitions of terms with symbols : AGMA standard | WorldCat.org» search.worldcat.org (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ (Gaztelaniaz) «Gear nomenclature, definitions of terms with symbols : AGMA standard | WorldCat.org» search.worldcat.org (kontsulta data: 2025-11-26).
↑ Oberg, Erik. ([c1914], 1920). Spiral and worm gearing; a treatise on the principles, dimensions, calculation and design of spiral and worm gearing, together with the chapters on the methods of cutting the teeth in these types of gears. New York : The Industrial press; [etc., etc.] (kontsulta data: 2025-11-26).

Kanpo estekak

Datuak: Q12529
Multimedia: Worm gears / Q12529

[1] «Wayback Machine» www.riteh.uniri.hr (kontsulta data: 2025-11-26).

[2] Rybczynski, Witold. (2000). One good turn : a natural history of the screwdriver and the screw. New York : Scribner ISBN 978-0-684-86729-8. (kontsulta data: 2025-11-26).

[3] (Ingelesez) Habib, Irfan. (2011). Economic History of Medieval India, 1200-1500. Pearson Education India ISBN 978-81-317-2791-1. (kontsulta data: 2025-11-26).

[4] (Gaztelaniaz) «Worm Gearing By Hugh Kerr Thomas | WorldCat.org» search.worldcat.org (kontsulta data: 2025-11-26).

[5] (Gaztelaniaz) «Decker Elementi Strojeva | PDF» Scribd (kontsulta data: 2025-11-26).

[6] (Ingelesez) Hayavadana, J.. (2018-04). Textile Mechanics and Calculations. Woodhead Publishing India PVT. Limited ISBN 978-93-85059-86-5. (kontsulta data: 2025-11-26).

[7] (Gaztelaniaz) «Gear nomenclature, definitions of terms with symbols : AGMA standard | WorldCat.org» search.worldcat.org (kontsulta data: 2025-11-26).

[8] (Gaztelaniaz) «Gear nomenclature, definitions of terms with symbols : AGMA standard | WorldCat.org» search.worldcat.org (kontsulta data: 2025-11-26).

[9] Oberg, Erik. ([c1914], 1920). Spiral and worm gearing; a treatise on the principles, dimensions, calculation and design of spiral and worm gearing, together with the chapters on the methods of cutting the teeth in these types of gears. New York : The Industrial press; [etc., etc.] (kontsulta data: 2025-11-26).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]