Foros de SóloIngeniería

- 11 Dic 2011, 21:32 #288240

Buenas señores, inaguro la semana con una nueva duda, se me ocurre idear (no creo que la fabrique nunca y tampoco sé en que forma existen en el mercado) una máquina para ensayo de engranajes a fatiga, constaría de un motor solidario a un piñón engranado con una corona(ambos serian los especímenes de prueba), ahora bien necesitaría poder graduar el torque de oposición a ese giro y además poder aprovechar esa energía, para intentar solo aportar la energía de pérdida al sistema. Alguien conoce o sabe como son estos sistemas en el mercado? Podría ser un motor eléctrico y un freno eléctrico oponiéndose al giro en el piñón conducido? se podría aprovechar esa energía? Seria mejor un sistema hidráulico con motor y bomba?¿

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 11 Dic 2011, 23:30 #288248

Apuesto por el sistema eléctrico, de eficiencia no estoy seguro (de máquinas hidráulicas, cero patatero) pero además es más fácil de instrumentar y regular que uno hidráulico.

Aunque es posible que lo comercial tire más hacia un simple freno, no lo sé.

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¿Qué?

Contenido

Cacahué

- 12 Dic 2011, 00:09 #288252

Lo de reaprovechar la energía suena un poco a querer poner una turbina en el vater que genere electricidad al mear. Poderse se puede, ¿pero vale la pena?

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If it can be broke then it can be fixed, if it can be fused then it can be split.

- 12 Dic 2011, 00:19 #288253

Lo de reaprovechar la energía suena un poco a querer poner una turbina en el vater que genere electricidad al mear. Poderse se puede, ¿pero vale la pena?

No se la dificultad de aprovechar esa energía, pero sí puedo asegurar que el gasto de energía para provocar la rotura de un piñón de por ejemplo modulo 3 por fatiga (por encima del millón de ciclos)si es bastante elevado.
Sí fuese una maquinita de ensayo de flexión rotativa, o un freno dinámico no me complicaría la vida, el gasto de energía es mínimo, en uno por inexistencia de par y en el otro por ensayo corto.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 12 Dic 2011, 20:04 #288352

Muy buenas.

Coincido con Goran con que sale más caro el collar que el galgo, pero siempre puedes hacer que el engranaje mueva un generador. Por supuesto, tendrás dos problemas principalmente, que serán que obtienes poco y que lo que obtienes no será precisamente una maravilla.

Yo muevo, como sabes, elementos mucho más pequeños. En ocasiones, en lugar de un freno, utilizo un reductor con un motor de continua funcionando en sentido contrario. En mi caso, la energía se pierde, pero seguro que se puede hacer algo para recuperarla utilizando dicho motor como generador o dinamo, aunque ajustar eso no debe ser moco de pavo. Normalmente, usamos sistemas más sencillos, dependiendo de la prueba que estemos haciendo, como puede ser un freno magnético o uno mecánico. Combinando varios podrías conseguir lo que buscas.

Sinceramente, creo que el ahorro está en usar la menor energía posible, y no en intentar aprovechar la que puedas obtener, pues poco y malo será. Usar como freno una bomba para subir líquido podría ser una opción para después recuperar energía, pero quizás en realidad salga más barato hacer que la bomba actúe contra un válvula, más fácil de regular y con más posibilidades a la hora de trabajar.

Por otro lado, también es interesante reducir el tiempo de trabajo del engranaje. Ciertamente, conseguir que un engranaje se rompa a fatiga suponen millones de ciclos trabajando con trabajo continuo y una carga determinada, pero los ciclos que resiste disminuyen exponencialmente con la carga, de forma que un incremento de carga determinada reduce muchas veces dicho incremento en su duración. Un engranaje que soporta 1.000.000 ciclos con 200 N·m, no soportará 500.000 con 400 N·m, sino mucho menos. Además, si en lugar de hacer trabajo continuo, lo sometes a continuos arranques y paradas, tendrás otro límite diferente. El límite, por supuesto, tendrás que encontrarlo ajustando el cálculo a las condiciones que impongas y siempre sin hacer excesivamente el bestia, pues romperás los engranajes por otras razones. Cuanto mejor ajustes las variables de prueba, menos dinero gastarás. Eso sí que te supondrá un ahorro significativo en los ensayos, sobretodo por la reducción de tiempo que implica.

Última edición por JCas el 13 Dic 2011, 08:38, editado 2 veces en total

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"Arte sin ingeniería es soñar, ingeniería sin arte es calcular"
"Yo te lo explico, porque no me cuesta nada y además es mi obligación" Reivindicador Dixit
"Esto es teóricamente posible pero prácticamente improbable" Mecagüenlá dixit
"En teoría no hay diferencia entre teoría y práctica. En la práctica, sí"

- 12 Dic 2011, 20:59 #288356

Como echaba de menos estas intervenciones. Bienvenido Sr cas.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 12 Dic 2011, 22:24 #288359

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Última edición por latinófilo el 26 Ene 2012, 11:00, editado 1 vez en total

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- 13 Dic 2011, 10:25 #288396

4.- Rectificamos c.a. de la red a motor de c.c. -> engranajes -> se acciona alternador+ rectificador o directamente dinamo que
acoplamos en paralelo a nuestra red de c.c. Rendimientos como antes, ahorras buena parte de la Potencia. Elegante, fiable, muy fácil variar Potencia.

¿Como se regula aquí el par resistente?

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 13 Dic 2011, 10:42 #288399

4.- Rectificamos c.a. de la red a motor de c.c. -> engranajes -> se acciona alternador+ rectificador o directamente dinamo que
acoplamos en paralelo a nuestra red de c.c. Rendimientos como antes, ahorras buena parte de la Potencia. Elegante, fiable, muy fácil variar Potencia.

¿Como se regula aquí el par resistente?

Tanto la potencia del motor como la del generador, controlando la intensidad de excitación. Los controladores son bastante carillos... Uno para 30 CV son casi 1000 lereles. Volvemos a lo mismo.. se te va a disparar de precio. Como ejercicio teórico es la pera, pero va a quedar vistoso, si.

Por otro lado, para medir el par puedes hacer dos cosas. Una es colocar un medidor de par en cada eje y otra es hacer un motaje "flotante" midiendo mediante células de carga el par resistivo de la carcasa en cuenta del par del eje, que por aquello de que 3+2 = 2+3, serán iguales. Los frenos de los bancos de ensayo de motores, por ejemplo, se hacen así, porque es mucho ams sencillo y barato una célula de carga que un sensor de par.

Salud

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- 13 Dic 2011, 11:08 #288403

4.- Rectificamos c.a. de la red a motor de c.c. -> engranajes -> se acciona alternador+ rectificador o directamente dinamo que
acoplamos en paralelo a nuestra red de c.c. Rendimientos como antes, ahorras buena parte de la Potencia. Elegante, fiable, muy fácil variar Potencia.

¿Como se regula aquí el par resistente?

Tanto la potencia del motor como la del generador, controlando la intensidad de excitación. Los controladores son bastante carillos... Uno para 30 CV son casi 1000 lereles. Volvemos a lo mismo.. se te va a disparar de precio. Como ejercicio teórico es la pera, pero va a quedar vistoso, si.

Por otro lado, para medir el par puedes hacer dos cosas. Una es colocar un medidor de par en cada eje y otra es hacer un motaje "flotante" midiendo mediante células de carga el par resistivo de la carcasa en cuenta del par del eje, que por aquello de que 3+2 = 2+3, serán iguales. Los frenos de los bancos de ensayo de motores, por ejemplo, se hacen así, porque es mucho ams sencillo y barato una célula de carga que un sensor de par.

Salud

En principio parece que descartaré el aprovechamiento de esa energía.
Se podría usar como modo de resistencia un freno de Foucault? es regulable? supongo que el par de resistencia variara algo durante el ensayo por la temperatura de las bobinas, pero con las células que comentas el problema estaría resuelto.

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce

- 13 Dic 2011, 12:32 #288418

si, un freno foucault es lo que se usa. Por supuesto que son regulables.

Buscate "eddy current brake" y a rular.

un ejemplo de gente que fabrica de estos.. http://www.taylordyno.com/catalog/engine-dyno

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- 13 Dic 2011, 22:12 #288485

Hola a todos. Lo de aprovechar la energía no me parece ninguna tontería, habría que ver el ahorro económico (inversión frente a factura de luz).
Con dos motores de jaula de ardilla y dos variadores vectoriales aciertas de pleno: uno suministra potencia y el otro la recupera.
Para ello, se unen sus buses de contínua, y lo que regenera uno vuelve al bus (evidentemente hay una gran pérdida por el camino, mecánica principalmente).
Al variador que aporta energía, le mandamos una velocidad mayor que al que genera. Cuanto mayor diferencia, más par en el engranaje. Además es posible limitar el par resistente del generador mediante analógicas en su variador.
Los variadores de AC actuales funcionan muy bien en los 4 cuadrantes, y un motor asíncrono convencional de 30 kW es muucho mas barato y robusto.
Un saludo a todos.

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- 14 Dic 2011, 14:09 #288553

hola!! lo siento, soy nuevo en la pagina y no me entero de nada.... llevo rato intentando exponer una duda sobre fisica mecánica y no se como, donde exponerlo.... me siento tonto la verdad... gracias! por el bondadoso que me ayude! disculpen las molestias!

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- 14 Dic 2011, 22:45 #288622

De momento daré por terminado el tema, optare por ir a lo seguro como habéis recomendado la mayoría, cualquier sugerencia más siempre será bienvenida. Saludos

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"La calidad perdura una vez olvidado el precio" Henry Royce