blog

Jul 08, 2023

Como projetar motoredutores para condições ambientais extremas

Por Miles Budimir | 10 de abril de 2018 Seguir alguns conselhos simples sobre o projeto do motorredutor ajudará a garantir que seu motorredutor funcione nos ambientes mais extremos. Gabriel Venzin Presidente ABM Drives

Por Miles Budimir | 10 de abril de 2018

Seguir alguns conselhos simples sobre o projeto do motorredutor ajudará a garantir que seu motorredutor funcione nos ambientes mais extremos.

Gabriel VenzinPresidenteABM Drives Inc.

Projetar uma aplicação de motorredutor é bastante difícil em condições mais ou menos “normais”, normal aqui significando algo como temperatura ambiente e umidade e altitude estáveis ​​ou típicas. Jogue esse aplicativo em um ambiente extremo e o design ficará mais complicado. Mas não precisa ser assim. Para qualquer pessoa que projete uma aplicação de motoredutor em condições ambientais extremas, existem algumas diretrizes que, quando seguidas, ajudarão a garantir o sucesso do projeto.

Primeiro, o básico Um motorredutor é uma combinação de um redutor e um motor elétrico. Os dois fatores mais importantes no eixo de saída do motoredutor são suas rpm e torque. Uma caixa de engrenagens de eixo reto, reto ou paralelo pode ser combinada com um motor CA de ímã permanente, indução CA ou CC sem escovas.

As aplicações de motorredutores discutidas aqui não estão expostas a jatos de água de alta pressão, como em freezers, instalações não aquecidas ou gabinetes. Eles são usados ​​em aplicações como empilhadeiras e veículos elétricos, tecnologia de elevação, equipamentos de construção, máquinas de embalagem, bem como guindastes portuários e acionamentos de carrinhos e pontes, entre outros.

O objetivo é fazer com que o motorredutor opere durante décadas de exposição a condições ambientais extremas e com baixa manutenção, pois podem não ser facilmente acessíveis. Não há muita diferença mecânica em um motorredutor para temperaturas e altitudes extremas; principalmente são lubrificação, ciclos de trabalho, considerações de aquecimento ou resfriamento e seleção de materiais de construção. Portanto, essas dicas também podem ser usadas para atualizar sistemas existentes.

Os tipos típicos de motoredutores de que estamos falando incluem motoredutores de acionamento de talha, que levantam cargas entre 3,2 e 40 toneladas métricas. Eles são movidos por um motor assíncrono de rotor cilíndrico de 2,5 a 38 kW com caixas de engrenagens de eixo paralelo de 3 estágios para velocidades de elevação de 4 a 8 m/min em diâmetros de tambor de 140 a 405 mm e enrolamento 4/1. São usados ​​motores típicos de comutação de polos (8/2 polos). Velocidades variáveis ​​são programadas com inversores para rampas de aceleração e desaceleração com partida e frenagem extremamente lentas, o que minimiza oscilações de carga.

Um bom começo é revisar os dados sobre as condições anteriores de temperaturas extremas nas quais a aplicação estará operando e quaisquer outras condições únicas que possam ser relevantes para o projeto. Nas seções seguintes abordaremos temperatura, altitude e umidade e a forma como esses fatores influenciam a seleção do motoredutor.

Um modelo CAD 3D de um motorredutor para ambientes extremos da ABM Drives.

Temperatura

O que acontece com o motoredutor quando a temperatura cai para -40 C? De -40˚ C (-40˚ F) a +60˚ C (+140˚ F), um metro de ferro dúctil se expande 0,123 mm. Essa é a faixa de temperatura que abordaremos aqui.

A altitude é o outro extremo que iremos cobrir. Para um motor de combustão interna, a regra geral é uma perda de potência de 3 a 4% para cada 1.000 pés acima do nível do mar. Portanto, um carro de 300 cv a 10.000 pés perderia de 30 a 40 cv. Menos densidade significa menos compressão. Menos matéria real na atmosfera (principalmente oxigênio, nitrogênio e argônio) está sendo atraída para os cilindros e, portanto, a compressão é menor. Para um motorredutor, isso significa menos atmosfera para dissipar o calor.

Como compensar os extremos de temperatura? (Uma faixa de temperatura padrão é de -20 a +40° C.) Uma oscilação extrema de temperatura comum ocorre quando uma empilhadeira se move de um freezer de -30°C para uma porta de doca de +40°C. Tanto para condições extremamente frias (-40˚ C) como muito quentes (+60˚ C), você precisará abordar o seguinte.

Óleo de caixa de engrenagens – Lubrificantes sintéticos são usados ​​quando os óleos minerais atingem seu limite de desempenho para partidas e paradas frequentes, cargas elevadas, choques no sistema, serviço em baixa ou alta temperatura, requisitos de intervalos de manutenção de óleo estendidos e atrito interno reduzido, além de temperaturas operacionais reduzidas. Também operam em temperaturas mais elevadas sem perder viscosidade, formando resíduos e oferecendo resistência à formação de espuma. Os produtos petrolíferos começam a degradar-se a +100°C ou abaixo, enquanto os lubrificantes de hidrocarbonetos sintéticos funcionam bem até +125°C. Os sintéticos também oferecem vantagens em temperaturas extremamente baixas. Eles também têm pressões de vapor mais baixas que os produtos petrolíferos, um fator importante para garantir que o lubrificante não se decompõe. A homogeneidade química dos lubrificantes sintéticos resulta em maior capacidade de carga, índices de viscosidade mais elevados, melhor lubricidade, maior eficiência e facilidade de manutenção prolongada do que os seus equivalentes à base de petróleo.