EuroWire July 2016

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Artículo técnico
Julio de 2016 78
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.
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.
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
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 4: Destorsión planetaria
▼ ▼ Figura 5: Curvas de par y potencia de un motor de
inducción
▲
▲ Figura 6: Velocidad y par de cada eje de destorsión
▲ ▲ Figura 8: Carga en las cunas
Par motor (Nm)
Velocidad (rpm)
Potencia (kW)
Velocidad (rpm)
▲ ▲ Figura 7: Curva de par de un engranaje
Dispositivo de destorsión 1 –rueda 2 – mag par motor (Nm)Tiempo (s)
Fuerza horizontal
Fuerza vertical