Un banco de pruebas de recirculación de potencia para tornillos de bola: una nueva perspectiva para pruebas de resistencia
Autores: Giberti, Hermes; Carnevale, Marco; Bocciolone, Marco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un banco de pruebas de recirculación de potencia para tornillos de bola: una nueva perspectiva para pruebas de resistencia
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Tornillo de bola
Resistencia mecánica
Banco de pruebas
Principio de potencia recirculante
Configuración experimental
Acelerómetros
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 21
Citaciones: Sin citaciones
Los mecanismos de tornillo de bola se diseñan y adoptan comúnmente para funcionar durante un alto número de ciclos, por lo que una de sus características más relevantes es la resistencia mecánica. Los montajes experimentales de última generación diseñados para caracterizar estos mecanismos bajo condiciones de carga operativa requieren un diseño capaz de soportar altas cargas y una potencia relevante para accionar el tornillo de bola, siendo por lo tanto bastante complejos y costosos. Para superar estos problemas, este documento propone un banco de pruebas innovador que explota el principio de potencia recirculante, diseñado para probar un tornillo de bola bajo cargas operativas. Permite (al mismo tiempo) una reducción de las cargas en el marco del banco de pruebas y una reducción de la potencia mecánica requerida para accionar el tornillo. Se presentan el concepto y el diseño del banco de pruebas propuesto, así como un modelo simplificado para calcular el par del motor y las fuerzas transmitidas en los soportes. Luego se realiza y prueba un montaje experimental bajo cargas reales para pruebas de resistencia. Los resultados muestran que el uso del principio de recirculación es prometedor para realizar un banco de pruebas para pruebas de resistencia en un tornillo de bola, gracias a la efectividad de la solución y la simplicidad de la realización del sistema incluso bajo cargas pesadas. Entre todos los instrumentos de medición adoptados (acelerómetros, galgas extensométricas, termopares y sensores láser para medición de distancia en el banco de pruebas), la adopción de acelerómetros en las tuercas parece ser la más prometedora para el monitoreo de condiciones, permitiendo detectar una falla incipiente antes de que ocurra una falla macroscópica del sistema de tornillo de bola.
Descripción
Los mecanismos de tornillo de bola se diseñan y adoptan comúnmente para funcionar durante un alto número de ciclos, por lo que una de sus características más relevantes es la resistencia mecánica. Los montajes experimentales de última generación diseñados para caracterizar estos mecanismos bajo condiciones de carga operativa requieren un diseño capaz de soportar altas cargas y una potencia relevante para accionar el tornillo de bola, siendo por lo tanto bastante complejos y costosos. Para superar estos problemas, este documento propone un banco de pruebas innovador que explota el principio de potencia recirculante, diseñado para probar un tornillo de bola bajo cargas operativas. Permite (al mismo tiempo) una reducción de las cargas en el marco del banco de pruebas y una reducción de la potencia mecánica requerida para accionar el tornillo. Se presentan el concepto y el diseño del banco de pruebas propuesto, así como un modelo simplificado para calcular el par del motor y las fuerzas transmitidas en los soportes. Luego se realiza y prueba un montaje experimental bajo cargas reales para pruebas de resistencia. Los resultados muestran que el uso del principio de recirculación es prometedor para realizar un banco de pruebas para pruebas de resistencia en un tornillo de bola, gracias a la efectividad de la solución y la simplicidad de la realización del sistema incluso bajo cargas pesadas. Entre todos los instrumentos de medición adoptados (acelerómetros, galgas extensométricas, termopares y sensores láser para medición de distancia en el banco de pruebas), la adopción de acelerómetros en las tuercas parece ser la más prometedora para el monitoreo de condiciones, permitiendo detectar una falla incipiente antes de que ocurra una falla macroscópica del sistema de tornillo de bola.