Engranajedun serbomotor bat erabilgarria izan daiteke mugimendu birakarien teknologiarako, baina erabiltzaileek ezagutu behar dituzten erronkak eta mugak daude.
Egilea: Dakota Miller eta Bryan Knight
Ikaskuntza Helburuak
- Mundu errealeko serbo sistema birakariek errendimendu ezin hobea lortzen dute muga teknikoengatik.
- Hainbat serbomotor birakariek onurak eman ditzakete erabiltzaileei, baina bakoitzak erronka edo muga zehatz bat du.
- Gidatze zuzeneko serbomotor birakariek errendimendu onena eskaintzen dute, baina engranaje-motorrak baino garestiagoak dira.
Hamarkadetan zehar, engranajedun serbomotorrak automatizazio industrialaren erreminta kutxan ohikoenetako bat izan dira. Sevromotor engranajeak kokatzea, abiadura bat etortzea, camming elektronikoa, bihurritzea, tentsioa, estutzea aplikazioak eskaintzen dituzte eta serbomotor baten potentzia kargarekin modu eraginkorrean lotzen dute. Honek galdera sortzen du: engranajedun serbomotor bat al da aukerarik onena mugimendu birakarien teknologiarako, ala ba al dago irtenbide hoberik?
Mundu perfektu batean, serbo sistema birakari batek aplikazioarekin bat datozen momentu eta abiadura balorazioak izango lituzke, beraz, motorra ez da neurri handiegirik ez txikiagorik. Motor, transmisio-elementuen eta kargaren konbinazioak bihurdura-zurruntasun infinitua eta zero atzerakada izan behar du. Zoritxarrez, mundu errealeko serbo-sistema birakariek ideal hori ez dute maila desberdinetan.
Serbo-sistema tipiko batean, atzerakada gisa definitzen da motorraren eta kargaren arteko mugimendu-galera transmisio-elementuen tolerantzia mekanikoek eragindakoa; engranaje-kutxetan, uhaletan, kateetan eta akoplamenduetan zehar edozein mugimendu-galera sartzen da. Makina bat hasiera batean pizten denean, karga flotatzen joango da tolerantzia mekanikoen erdian (1A irudia).
Karga bera motorrak mugitu baino lehen, motorrak biratu egin behar du transmisio-elementuetan dauden albo guztiak hartzeko (1B irudia). Mugimendu baten amaieran motorra moteltzen hasten denean, karga-posizioak motor-posizioa gaindi dezake, momentuak karga motor-posiziotik haratago eramaten baitu.
Motorrak berriro kontrako noranzkoan altxatu behar du kargari momentua aplikatu aurretik, hura mozteko (1C irudia). Mugimendu-galera horri atzerakada deitzen zaio, eta normalean arku-minutuetan neurtzen da, graduaren 1/60aren berdina. Industria-aplikazioetan serboekin erabiltzeko diseinatutako engranaje-kutxek maiz 3 eta 9 arku-minutu arteko erreakzio-zehaztapenak dituzte.
Torsio-zurruntasuna motorraren ardatzaren, transmisio-elementuen eta kargaren bihurritzearen erresistentzia da, momentuaren aplikazioari erantzunez. Sistema infinituki zurrun batek biraketa-ardatzaren inguruko desbideratze angeluarrik gabe kargari momentua transmitituko lioke; hala ere, altzairuzko ardatz sendo bat ere apur bat bihurrituko da karga astunarekin. Desbideratzearen magnitudea aplikatutako momentuaren, transmisio-elementuen materialaren eta haien formaren arabera aldatzen da; intuizioz, zati luze eta meheak motzak eta lodiak baino gehiago bihurrituko dira. Bihurritzearen erresistentzia hori da malguki espiralak funtzionatzen duena, malgukia konprimitzeak alanbrearen bira bakoitza apur bat bihurritzen baitu; alanbre gizenek malguki zurrunagoa egiten dute. Tortsio-zurruntasun infinitua baino txikiagoa denak sistema malguki gisa jardutea eragiten du, hau da, energia potentziala sisteman gordeko da kargak errotazioari eusten dion heinean.
Elkarrekin konbinatuta, bihurdura-zurruntasun mugatuak eta atzerakada serbo-sistema baten errendimendua nabarmen honda dezakete. Atzera-jokoak ziurgabetasuna sor dezake, motorraren kodetzaileak motorraren ardatzaren posizioa adierazten baitu, ez atzera-jokoak karga finkatzea ahalbidetu duen tokian. Erreakzioak sintonizazio-arazoak ere sartzen ditu karga motorretik laburki lotzen eta desakoplatzen duenean, karga eta motorrak norabide erlatiboa alderantzikatzen dutenean. Erreakzioaz gain, bihurdura-zurruntasun finituak energia gordetzen du, motorraren eta kargaren energia zinetikoren zati bat energia potentzial bihurtuz, geroago askatuz. Energia askapen atzeratu honek karga-oszilazioa eragiten du, erresonantzia eragiten du, sintonizazio-irabazi erabilgarriak murrizten ditu eta negatiboki eragiten du serbo-sistemaren erantzun-erantzunean eta finkatze-denboran. Kasu guztietan, erreakzioa murrizteak eta sistema baten zurruntasuna handitzeak serboaren errendimendua areagotuko du eta sintonizazioa erraztuko du.
Ardatz birakarien serbomotorren konfigurazioak
Ardatz birakarien konfigurazio ohikoena serbomotor birakaria da, posizioaren feedbackerako kodetzaile integratua duena eta engranaje-kutxa bat, motorraren momentu eta abiadura erabilgarri dagoen kargaren pare eta abiadurarekin parekatzeko. Engranaje-kutxa potentzia konstanteko gailu bat da, karga parekatzeko transformadore baten analogo mekanikoa dena.
Hardwarearen konfigurazio hobetu batek zuzeneko servomotor birakaria erabiltzen du, transmisio-elementuak ezabatzen dituena karga motorra zuzenean lotuz. Engranaje-motorraren konfigurazioak diametro nahiko txikiko ardatz batekin akoplamendua erabiltzen duen bitartean, zuzeneko gidaritza-sistemak karga zuzenean errotorearen brida askoz handiago batera lotzen du. Konfigurazio honek atzerakada ezabatzen du eta bihurdura-zurruntasuna asko handitzen du. Gidatze zuzeneko motorren polo-zenbaketa handiagoa eta pare handiko harilkatuek 10:1 edo handiagoa den engranaje-motor baten pare eta abiadura ezaugarriekin bat egiten dute.
Argitalpenaren ordua: 2021-12-12
