EuroWire July 2016

Artículo técnico

Simulación dinámica y resultados Se ejecutan muchas simulaciones dinámicas y se analizan más de 60 casos en base a los distintos casos de cargas posibles determinados anteriormente. Cada simulación dinámica se compone de tres fases: la aceleración (de 0 a la velocidad máxima), una condición de régimen permanente a la velocidad máxima y el frenado de emergencia (deceleración de la velocidad máxima a cero en pocos segundos). Del gran volumen de datos recogidos es posible determinar toda la información necesaria para el diseño; en particular la potencia máxima requerida por los motores, y el par motor máximo y velocidad de cada parte.

Fuerza horizontal

▲ ▲ Figura 4 : Destorsión planetaria

la “función engranajes” de RecurDyn® debido a la conformación de la cadena de transmisión. En cada simulación, todas las cargas son combinadas automáticamente a lo largo de las cadenas de transmisión, lo que permite calcular con precisión la demanda de potencia de todos los ejes de los motores. Dado que son partes activas de la máquina, los motores eléctricos se modelan tomando en consideración la inercia real de las partes giratorias y usando las curvas constructivas reales (par motor y velocidad) de los motores de inducción modernos. De lo contrario, usando motores ideales (muy fácil y simple con RecurDyn®) existe el riesgo de obtener una respuesta imprecisa. En efecto, se generarían picos de par motor poco realistas en las señales simuladas; los motores con par ilimitado simplemente no existen. La Figura 5 muestra un ejemplo de las leyes de los motores. ▼ ▼ Figura 5 : Curvas de par y potencia de un motor de inducción

Fuerza vertical

▲ ▲ Figura 8 : Carga en las cunas

dinámica son los datos usados para la simulación estructural. Usando el software estructural CAE ANSYS Workbench®, que está vinculado directamente con RecurDyn®, MFL efectúa la simulación del comportamiento mecánico de las partes más importantes de la máquina planetaria. El objetivo es verificar que todas las partes cumplan con las especificaciones de resistencia y deformabilidad. En la máquina planetaria, todas las partes están sometidas a fatiga (la Figura 8 muestra la carga en el armazón principal de una cuna durante una rotación alrededor de su eje). Por lo tanto, los ingenieros usan métodos específicos para la verificación de la estructura soldada bajo fatiga, como los métodos de punto caliente, Radaj y demás. Figure 9 muestra la deformación y la tensión de Von Mises equivalente en una cuna en dos posiciones. Por último, se ha realizado un control de las frecuencias Eigen de todas las partes de la máquina para evitar cualquier riesgo de resonancia. Conclusión Gracias a la experiencia de EnginSoft en la simulación dinámica, fue posible obtener una simulación precisa de una enorme cableadora planetaria en breve tiempo.

▲ ▲ Figura 6 : Velocidad y par de cada eje de destorsión

Dispositivo de destorsión 1 – rueda 2 – mag par motor (Nm) Tiempo (s)

▲ ▲ Figura 7 : Curva de par de un engranaje

Estos datos son fundamentales para escoger los motores más adecuados y un buen diseño estructural de las partes (rotor, cunas, juntas y demás). La Figura 6 muestra los resultados en términos de velocidad de rotación y par en cada parte de la cadena de transmisión. La Figura 7 muestra la magnitud de un par motor típico en un engranaje. Los picos, claramente visibles en la curva, son debidos al desequilibrio de las bobinas. Resultados dinámicos como datos estructurales Como se ha explicado antes, los resultados obtenidos con la simulación

Potencia (kW)

Velocidad (rpm)

Par motor (Nm)

Velocidad (rpm)

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Julio de 2016