Este es un espacio dedicado a temas tecnológicos de actualidad e interés general, haciendo énfasis en la mecánica y la electrónica industrial.

domingo, 28 de septiembre de 2014

EMBRAGUES Y FRENOS (QUINTA PARTE)


Frenos electromagnético de partículas.
Estos frenos pueden considerarse electromagnéticos en todo su funcionamiento. Son únicos en su diseño debido a la amplia gama de par de operación disponible. Igual que el freno electro-mecánico, el apriete es casi lineal, sin embargo, en un freno de partículas magnéticas, el par puede ser controlado con mucha precisión. Esto hace que estas unidades sean ideales para aplicaciones de control de tensión, como el arrollamiento de alambre, hojas, películas, y el control de tensión de la cinta. Debido a su rápida respuesta, también se pueden utilizar en aplicaciones de alta del ciclo, tales como lectores de tarjetas magnéticas, máquinas de clasificación y equipos de etiquetado.
Las partículas magnéticas se encuentran en la cavidad de polvo. Cuando la electricidad se aplica a la bobina, el flujo magnético resultante intenta obligar a las partículas entre sí, casi como un lodo de partículas magnéticas. A medida que aumenta la corriente eléctrica, la unión de las partículas se hace más fuerte. El freno del rotor pasa a través de estas partículas enlazadas. La salida de la carcasa está unida rígidamente a una parte de la máquina. Como las partículas comienzan a unirse, se crea una fuerza de resistencia en el rotor, la desaceleración, y eventualmente detienen o frenan el eje de salida.

Ilustración del principio de funcionamiento del freno de partículas

domingo, 31 de agosto de 2014

EMBRAGUES Y FRENOS (CUARTA PARTE)

Este artículo estará dedicado a los EMBRAGUES ELECTROMAGNÉTICOS, es decir aquellos dispositivos que cumplirán la función de "embragar" o "frenar" un eje de transmisión de potencia mecánica pero básicamente utilizando el principio de inducción electromagnética.

 
Mediante imanes y conductores eléctricos podemos hacer girar un eje y tener un motor eléctrico, pero al mismo tiempo es factible también gobernar la marcha de dicho eje. Tal es el principio básico de un embrague electromagnético.
Estos dispositivos pueden ser de 5 tipos:

  • Monodisco o de "plato de fricción".
  • Multidisco.
  • De dientes.
  • De partículas.
  • De histéresis.
Los "monodisco" basan su principio en el mismo sistema que los embragues de disco "mecánicos", con la diferencia que estos son ahora accionados de forma electromagnética. Este disco en quien en resumidas cuentas absorberá la energía de fricción y tiene la ventaja de ser uno de los sistemas menos ruidosos que se conocen.
En el caso de un embrague "multidisco", la energía es absorbida por un conjunto de discos, con lo cual tenemos mayor capacidad de "contratorque" o potencia de frenado.
Despiece de un embrague electromagnético multidisco (Tekmatic)

 
Los embragues de dientes, son también conocidos como de "contacto positivo"
Estos embragues se acoplan mediante interferencia mecánica, y este acoplamiento se obtiene con quijadas de forma cuadrada o de dientes de sierra, o con dientes de formas diversas. Y al igual que los anteriores, son accionados electromagnéticamente. Tienen las siguientes características generales:

No tienen deslizamiento.

Transmiten grandes torques.

Son acoplados a velocidades relativamente bajas (60 rpm máximo para embragues de quijada y 300 rpm máximo para embragues de dientes).

Su conexión es ruidosa (obviamente).
 
Embrague electromagnético dentado
 
Continuaremos en un próximo artículo.

martes, 29 de julio de 2014

LA ENERGÍA DEL ESQUISTO

En diciembre del año pasado, el suplemento de un conocido diario de mi país publica un comentario del economista estadounidense Daniel Yergin donde se hace alusión a las repercusiones que puede tener la masificación este producto (los derivados gas y petróleo del esquisto) en los mercados energéticos mundiales para los años venideros. Y puede parecer sorprendente para muchos, pero ello está redefiniendo el papel que han venido desempeñando hasta nuestros días los importantes países petroleros del mundo, como es el caso de los situados en Oriente Medio.
 
¿Qué es el “ESQUISTO” en primer lugar?. Esta definición viene tomada de Wikipedia: “Los esquistos (del griego σχιστός, ‘escindido’) constituyen un grupo de rocas caracterizados por la preponderancia de minerales laminares que favorecen su fragmentación en capas delgadas…”
 
¿Y cómo es que se aprovecha el ESQUISTO?, pues en la producción de gas y petróleo. Para tener una idea más concreta podemos ver las siguientes imágenes : Una cosa es la extracción del gas y petróleo crudo directamente de pozos situados a muchos kilómetros de profundidad.


Otra cosa es la extracción de esquisto y su tratamiento en una planta industrial en un proceso llamado “pirolisis”. Elevando la temperatura del mineral a temperaturas entre 300 y 500°C

 
 
Ahora bien, este proceso puede llevarse a cabo in situ, es decir, introduciendo calor directamente a la formación rocosa del esquisto.
 
 
Hay otras dos maneras de procesar el esquisto: hidrogenación, y disolución térmica.
 
 
 
 
 
Desde luego que la obtención y uso del petróleo derivado del esquisto se remonta a la antigüedad, pero teniendo pleno registro de ello a partir del siglo XIV (Alta Edad Media) en Europa. Los procesos industriales sí han venido perfeccionándose hasta la época presente en que, como bien hemos indicado, ya tiende a posicionarse estratégicamente. Aquí por ejemplo se puede apreciar el potencial de producción de este petróleo en los EEUU respecto a las reservas de petróleo crudo en otros países productores importantes.
 
Habría que comparar este potencial con el de otros países, como China, que también parecen haber comprendido la importancia de este asunto.
Queda abierto el camino para la discusión en nuestra página de FACEBOOK. Al igual, y como siempre lo remarco, que también son bienvenidos todos los comentarios y sugerencias. Cordiales saludos para todos.
 

 
 

 
 

 


domingo, 29 de junio de 2014

EMBRAGUES Y FRENOS (TERCERA PARTE)

Dentro de los embragues de fricción podemos citar también a los embragues de accionamiento neumático, siendo el de "tambor" o "campana" muy utilizados en la industria de nuestro país. Veamos gráficamente cómo es que funcionan estos equipos.


La cámara de aire interior es inflada con aire a presión para presionar hacia adentro la superficie o zapatas de fricción y de esta manera sujetar el tambor que "embragarán" o "frenarán" los ejes de la máquina que se esté accionando. Las válvulas que permiten el ingreso del aire serán también vías de escape rápido del aire de la cámara cuando se "desembraguen" los ejes.
 

 Aquí podemos ver el freno propiamente dicho:


Y aquí podemos verlo ya funcionando en una instalación industrial.
 

sábado, 31 de mayo de 2014

EMBRAGUES Y FRENOS (SEGUNDA PARTE)

EMBRAGUES DE FRICCIÓN: Son aquellos caracterizados porque el mecanismo de transmisión de movimiento se logra mediante el contacto entre dos superficies rugosas, una solidaria al eje conductor, la otra al conducido. Pueden clasificarse en:
•Embrague de muelles helicoidales
•Embrague de diafragma
•Embrague automático
•Embrague de discos múltiples.

EMBRAGUES DE MUELLES HELICOIDALES
La fuerza se efectúa por medio de un muelle o una serie de muelles. Estos realizan el esfuerzo necesario para aprisionar al disco de embrague entre el volante motor y el plato presión. Normalmente se utilizan seis muelles helicoidales dispuestos de manera circular consiguiendo así una presión uniforme sobre toda la superficie del plato de presión.

 
EMBRAGUES DE DIAFRAGMA
En éste tipo de embrague, los muelles helicoidales utilizados anteriormente son sustituidos por un diafragma elástico de acero que se comporta como un muelle. Con este sistema se consigue que el embrague no se vea influenciado por la fuerza centrifuga, la cual afectaba a los muelles. Además se logra una presión mas uniforme sobre el plato de presión, el volante y el disco.


EMBRAGUE AUTOMÁTICO
La acción de embragar y desembragar está confiada a un accionamiento mecánico por medio de unos contrapesos que funcionan por la acción de la fuerza centrífuga, de tal manera que cuando el motor gire a ralentí los contrapesos estén calculados para que no ejerzan presión sobre el plato quedando por tanto en posición de desembragado. En el momento que el motor aumenta su régimen, la fuerza centrífuga hace desplazar los contrapesos hacia la periferia, empujando al plato de presión hacia su acoplamiento con el disco. Solo se utiliza cuando no hay cambio de velocidades (ciclomotores).


EMBRAGUES DE DISCOS MÚLTIPLES
Normalmente este tipo de embrague se emplea solamente en motocicletas o en turismos de gran potencia. Esta opción surge cuando por problemas de tamaño en el motor, no se puede colocar el disco requerido para transmitir todo el par motor, y entonces se emplea el embrague de varios discos, cuya superficie de adherencia sea equivalente a la que necesitaría con un solo disco. Generalmente los discos de este tipo de embrague suelen ser metálicos los discos conductores están hechos de distinto material que los discos conducidos.

domingo, 27 de abril de 2014

EMBRAGUES Y FRENOS (PRIMERA PARTE)

Suele pensar el neófito que "embragues" y "frenos" son dos cosas diferentes, pero en realidad se trata de un mismo dispositivo que cumple dos funciones distintas:
  • Embrague : Transmite potencia mecánica entre dos ejes conectados en línea o en paralelo.
  • Freno: Absorbe energía cinética de los ejes rotatorios convirtiéndola en energía calorífica.
La imagen siguiente (tomada del libro de Robert L. Mott, intitulado Diseño de Elementos de Máquina) nos muestra gráficamente la situación:
 

Los frenos y embragues se clasifican de diversas maneras, según su forma de accionamiento, y su forma de transferencia de energía entre los elementos, y el carácter del acoplamiento.
Según la forma de accionamiento tenemos:
  • Mecánico
  • Hidráulico / Neumático
  • Electromagnético
  • Automático
Según la forma de transferencia de energía pueden ser:
  • De contacto positivo (que pueden ser de quijadas cuadradas, dentadas y en espiral) 
  • De fricción (angular, radial y cónica)
  • De sobremarcha (de rodillos, de uñas, de resorte enrollado)
  • Magnético (de partículas magnéticas, histéresis y corrientes parásitas)
  • Acoplamiento de fluido (fluidos secos e hidráulicos)
Estos dispositivos suelen asociarse con la aplicación automotriz, pero en verdad hay gran cantidad de maquinaria industrial de pequeña, mediana y gran envergadura que puede ser gobernada y accionada por ellos, no solamente en medios de locomoción: La minería, la producción de energía eléctrica, entre muchas otras aplicaciones.
 


Embragues y frenos de fricción
 
 
Los siguientes artículos iremos conociendo poco a poco estos dispositivos mecánicos en todas sus dimensiones. Me gustaría conocer inquietudes o consultas respecto a tipos, aplicaciones específicas...pero también estoy para escuchar sugerencias y experiencias técnicas para las siguientes presentaciones. Ya saben que tenemos una página de Facebook para comunicarnos, también estamos en Twitter y aquí mismo.
 
Bienvenido el nuevo mes y el nuevo tema entonces. Muchas gracias por acompañarme nuevamente.
 

domingo, 30 de marzo de 2014

EL VARIADOR MECÁNICO DE VELOCIDAD

Dentro de aquellos procesos industriales donde se requiere tener gobernada la velocidad de salida de un motor o reductor, como es el caso de ciertas fajas transportadoras, podemos gobernar directamente la corriente y voltaje en los motores utilizando los procedimientos electrónicos descritos hace algunos años en esta página, o bien utilizar variadores de frecuencia, o utilizar una alternativa más económica y práctica que nos brinda el VARIADOR MECÁNICO DE VELOCIDAD, a tal punto que se le considera "el mejor amigo" del reductor. 

¿Y en qué consiste este famoso"variador"?, pues está basado en el principio mecánico de la "Transmisión Variable Continua" (CVT, por sus siglas en inglés), que podemos comprender con la ilustración siguiente:
 
 
 
Es posible entonces modificar la relación de transmisión de velocidades de un eje mecánico a otro por medio de poleas de "diámetro ajustable".
 
Si vemos por dentro el"variador" podremos observar lo siguiente:
 
Manualmente (por medio de la perilla) cambiamos indirectamente el diámetro de una "polea" que está vinculada al eje de salida del dispositivo.
El variador mecánico de velocidad se convierte entonces en una herramienta fundamental si se desea tener un rango de velocidades de giro a la salida de un motor o reductor, tal como se indicó al inicio.
Aquí podemos verlo en dos tipos de reductores diferentes. Como se observa, el variador se intercala entre el motor y el reductor. Es necesario revisar los catálogos que nos brindan suficiente información para seleccionar variadores ya que (como se observa) deben coincidir las bridas del motor, del variador y las del reductor.

 

Quedamos atentos a los comentarios o inquietudes de nuestros amigos lectores. Tenemos este medio, el Twitter y el Facebook. Muchas gracias nuevamente.