Rendimiento del Accionamiento Armónico Sin Contacto de Superconductor Magnético para Aplicaciones Espaciales Criogénicas
Autores: Perez-Diaz, Jose Luis; Diez-Jimenez, Efren; Valiente-Blanco, Ignacio; Cristache, Cristian; Alvarez-Valenzuela, Marco-Antonio; Sanchez-Garcia-Casarrubios, Juan; Ferdeghini, Carlo; Canepa, Fabio; Hornig, Wolfgang; Carbone, Giuseppe; Plechacek, Jan; Amorim, António; Frederico, Tiago; Gordo, Paulo; Abreu, Jorge; Sanz, Violeta; Ruiz-Navas, Elisa-Maria; Martinez-Rojas, Juan-Antonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2015
Acceso abierto
Artículo científico
2015
Rendimiento del Accionamiento Armónico Sin Contacto de Superconductor Magnético para Aplicaciones Espaciales Criogénicas
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Transmisiones armónicas
Aeroespacial
Entornos criogénicos
Proyecto MAGDRIVE
Superconductor magnético
Interacciones sin contacto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Los drives armónicos se utilizan profusamente en la aeroespacial principalmente debido a su compacidad y gran relación de reducción. Sin embargo, su uso en entornos criogénicos sigue siendo un desafío. La lubricación y la fatiga son problemas no triviales bajo estas condiciones. El objetivo del proyecto de Drive Armónico Magnético-Superconductor Criogénico Sin Contacto (MAGDRIVE), financiado por la UE a través del FP7, es diseñar, construir y probar un nuevo concepto de MAGDRIVE. Las interacciones sin contacto entre imanes, materiales magnéticos suaves y superconductores se utilizan de manera eficiente para proporcionar un engranaje de alta relación de reducción que opera de manera suave y natural en entornos criogénicos. Los elementos limitantes de los drives armónicos convencionales (dientes, flexspline y rodamientos de bolas) son sustituidos por componentes mecánicos sin contacto (engranaje magnético y rodamientos magnéticos superconductores). La ausencia de contacto entre las partes móviles previene el desgaste, ya no se requieren lubricantes y la vida útil operativa se incrementa considerablemente. Este es el primer reductor mecánico en la historia de la ingeniería mecánica sin ningún contacto entre partes móviles. En este documento, se informan los resultados de las pruebas de un prototipo de MAGDRIVE con una relación de reducción inversa de -1:20. En estas pruebas, se demostró un funcionamiento exitoso a 40 K y 10 Pa durante más de 1.5 millones de ciclos de entrada. Se demostró un par máximo de 3 N·m y una eficiencia del 80%. La velocidad de entrada máxima probada fue de 3000 rpm, seis veces el récord existente anterior para drives armónicos a temperaturas criogénicas.
Descripción
Los drives armónicos se utilizan profusamente en la aeroespacial principalmente debido a su compacidad y gran relación de reducción. Sin embargo, su uso en entornos criogénicos sigue siendo un desafío. La lubricación y la fatiga son problemas no triviales bajo estas condiciones. El objetivo del proyecto de Drive Armónico Magnético-Superconductor Criogénico Sin Contacto (MAGDRIVE), financiado por la UE a través del FP7, es diseñar, construir y probar un nuevo concepto de MAGDRIVE. Las interacciones sin contacto entre imanes, materiales magnéticos suaves y superconductores se utilizan de manera eficiente para proporcionar un engranaje de alta relación de reducción que opera de manera suave y natural en entornos criogénicos. Los elementos limitantes de los drives armónicos convencionales (dientes, flexspline y rodamientos de bolas) son sustituidos por componentes mecánicos sin contacto (engranaje magnético y rodamientos magnéticos superconductores). La ausencia de contacto entre las partes móviles previene el desgaste, ya no se requieren lubricantes y la vida útil operativa se incrementa considerablemente. Este es el primer reductor mecánico en la historia de la ingeniería mecánica sin ningún contacto entre partes móviles. En este documento, se informan los resultados de las pruebas de un prototipo de MAGDRIVE con una relación de reducción inversa de -1:20. En estas pruebas, se demostró un funcionamiento exitoso a 40 K y 10 Pa durante más de 1.5 millones de ciclos de entrada. Se demostró un par máximo de 3 N·m y una eficiencia del 80%. La velocidad de entrada máxima probada fue de 3000 rpm, seis veces el récord existente anterior para drives armónicos a temperaturas criogénicas.