Foros de SóloIngeniería

- 16 Dic 2010, 00:33 #249120

Hola a todos,

Necesito que me echeis una mano urgente.
Se trata de calcular el par motriz que necesito para instalar un motorreductor en una estructura que se mueve sobre ruedas y rieles de acero.
Radio de ruedas: 200 mm
Cantidad de ruedas: 4
Material de ruedas y rieles: acero
Peso de estructura 2000 Kg

Una vez calculado el par, en funcion de la velocidad que necesito (20 rpm) puedo hallar la potencia.

Es super urgente, agradecería que alguien me ayudara mañana mismo.

Muchas gracias

Apache

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- 16 Dic 2010, 09:56 #249144

Hola a todos,

Necesito que me echeis una mano urgente.
Se trata de calcular el par motriz que necesito para instalar un motorreductor en una estructura que se mueve sobre ruedas y rieles de acero.
Radio de ruedas: 200 mm
Cantidad de ruedas: 4
Material de ruedas y rieles: acero
Peso de estructura 2000 Kg

Una vez calculado el par, en funcion de la velocidad que necesito (20 rpm) puedo hallar la potencia.

Es super urgente, agradecería que alguien me ayudara mañana mismo.

Muchas gracias

Apache

¿Carga centrada? Si es centrada las cosas se simplifican considerablemente a efectos de cálculo.

Espero que este documento te pueda servir de algo:

http://www.angelfire.com/sk3/todoarchiv ... tricos.pdf

Necesitas un par de datos más. Necesitas saber el rozamiento de las ruedas sobre los rieles (acero sobre acero), que tendrás que mayorar pues estás girando, más el rozamiento en los elementos de transmisión (rodamientos, cojinetes,...). Con dicho rozamiento podrás estimar el par que te hace falta para mantener la velocidad al multiplicarlo por el radio de los rieles. Si tienes algún elemento central de sujeción (rodamiento, por ejemplo) has de sumar el par necesario para dicho elemento. En caso de no tenerlo, las ruedas sobre los rieles tendrán un rozamiento bastante mayor (yo pondría siempre el rozamiento estático). Ojo, si la carga no está centrada, el rozamiento será diferente en cada rueda.

A dicho par has de sumarle el par que te hace falta para acelerar hasta la velocidad que necesitas. Para ello, tienes que obtener el momento de inercia del conjunto y multiplicarlo por la velocidad angular. De nuevo el tener la carga centrada simplifica mucho las cosas. Ojo con las cargas descentradas, puedes tener muchos problemas con las inercias. 20 r.p.m. puede suponer una alta velocidad tangencial en radios grandes.

Cuando escojas el motorreductor no busques potencia del motor, sino características del equipo en la salida (par y velocidad). Si no lo haces así, tienes muchas posibilidades de tener una potencia errónea, pues los rendimientos jugarán en tu contra. Mayora las cargas siempre.

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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"

- 16 Dic 2010, 10:03 #249146

Es super urgente, agradecería que alguien me ayudara mañana mismo.

Que has puesto en google, para buscar ?? "asesorias, consultorias ??

Esto es un foro, normalmente NOS AYUDAMOS mutuamente... , eso de ponerse a buscar foros, cuando uno necesita...

Aún así, te han respondido... esperemos, no nos olvides, ahora que ya tienes lo que buscabas..

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La vergüenza de confesar el primer error, te hace cometer muchos otros. (Jean de la Fontaine)
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- 16 Dic 2010, 11:45 #249171

Hola, hola, Apache,

Contenido

1º Se determina el par (o fuerza) resistente. Equipo rodante con carga.

1-a. Datos de partida.

- Pe: Peso de la estructura. Hay dato (2000 Kg).
- Me: Masa de la estructura (Me=Pe/g=Pe/10)
- Pr: Peso de la masa rodante. No hay dato, debe estimarse.
- Mr: Masa rodante (Pr/g=Pr/10)
- Pc: Peso de la carga. No hay dato.
- Mc: Masa de la carga (Pc/g=Pc/10).
- ω: velocidad angular. Hay dato (20 rpm); debe pasarse a rad/s.

1-b. Estimaciones necesarias.

1-b-1.Pr.
Se estimará Pr para ruedas de 400 mm de diámetro en acero (8000 Kg/m3) y 4 ruedas de 80 mm de espesor y dos ejes de 50 mm de diámetro x 1500 mm de longitud (ancho de vía).

- Peso de las ruedas: 320 Kg.
- Peso de los ejes: 50 Kg.
- Aproximación: se desprecia el peso de los ejes y se considera sólo el peso de las ruedas como 400 Kg.
- Pr= 400 Kg para cuatro ruedas.

1-b-2. Pc.
Se estima Pc=Pe=2000 Kg.

1-b-3. Deceleración / aceleración (a). No se estima, se plantea en su expresión considerándola constante, siendo F la fuerza necesaria para parar el carro.

1-b-3. Deceleración necesaria para la frenada del carro.

- Para frenar la estructura queda que la fuerza de frenado será Fe=(Me+Mc+Mr) x a, siendo a la deceleración de frenado.

- Para frenar la carga rodante se considera el torque necesario Tr= I x α, siendo I el momento de inercia (I= ½ Mr x R^2) y α la deceleración angular en rad/s2 (α=dω/dt=ω/t ó α= a/R ). Así quedará que la fuerza necesaria será Fr=Tr/R = ½ Mr x a.

- La relación Fr / Fe será menor que el 5%. Se desprecia entonces la carga rodante y se introduce un factor de seguridad de 1.1 (10% sobre la masa total). Queda así que la fuerza necesaria para frenar el carro será de:

F= Fe+Fr= 1.1 x =(Me+Mc+Mr) x α x R, donde F es la fuerza total necesaria de frenado y si se considera M la masa total (estructura + ruedas + carga) queda que:

F= 1.1 x M x α x R [1]


2º Se determina el par (o fuerza) de frenado.

De la anterior expresión (eliminando el factor 1.1) se puede determinar la F límite (o máxima) teniendo en cuenta que el carro puede ir vacío (sin carga) o lleno, se elige el caso que determine una menor F y sobre ese se trabaja.

La F límite es la de rozamiento estático entre las cuatro ruedas y los carriles y que no se puede superar ni por dispositivos de frenado ni por dispositivos de arranque, porque en tal caso se postula que las ruedas patinan sobre el carril y se pierde capacidad de frenado o de arranque, según corresponda.


3º Se modeliza el arranque.

Ya sabiendo de qué manera es capaz de frenar el carro, se está en condiciones de modelizar la tracción. Para ello,

- Se considera una fuerza de tracción (Ft) del 20% menor de la F límite calculada antes o incluso, menor todavía.

- Se determina el torque T (o par) necesario para esa Ft, siendo T=Ft x R. Se utiliza la expresión [1].

- Se elige el conjunto motor-reductor-variador/modulador de arranque suave que mejor se ajuste al torque tanto a bajas revoluciones como a plena carga.

Salud colegas

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"las cosas que no ha hecho Dios, llevan la mano de algún ingeniero por algún lado". JCas dixit.

- 16 Dic 2010, 12:53 #249185

Ah por cierto, de parte del Sr JCas,

DE NADA....

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- 16 Dic 2010, 15:19 #249215

Hola a todos nuevamente.

Muchas gracias por la ayuda, JCas.

En realidad, solo quisiera (en una primera instancia) considerar la resistencia a la rodadura (en cuanto a las resistencias pasivas). Más adelante incorporaré otros rozamientos.
En cuanto al par para acelerar el equipo hasta la velocidad de régimen, el cálculo del momento de inercia total me resulta una tarea casi imposible. El peso total que he de mover comprende varios equipos, uno sobre otro, cada cual más complejo. El peso es lo que dispongo por el momento.
La verdad es que estoy un poco oxidado con los cáculos, los tengo bastante olvidados. El momento de inercia que necesito es el polar? No tengo claro como hacer esto.
En detalle, el sistema consiste en dos harneros (cribas) montados en tandem, apoyados sobre isolations (estructuras de aislamiento de vibraciones), y todo ello apoyado sobre una estructura con ruedas (4 rieles). Dos datos que sean necesarios los puedo obtener del software que empleo, excepto en el caso de los harneros. Adjunto una imagen del conjunto.


En fin, no sé como continuar.

Agradezco toda ayuda que me puedan aportar.

Gracias y saludos

Apache

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- 16 Dic 2010, 15:55 #249224

Vaya, te había entendido mal. Creía que hablabas de una estructura que giraba (riel circular). Olvida todo lo que he dicho. La respuesta de Reivindicador es estupenda. Esta tarde, de todas formas, me pongo un ratillo y te cuento alguna cosilla.

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