1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO artinena

ransm1s1ones

Nuestro variador ST es un variador mecánico de discos planetarios en baño de aceite esencialmente constituído por dos pistas internas (4), aprisionadas por un muelle de taza (5) y calado en el eje del motor; de dos pistas externas (6 y 7) fijas con la carcasa y de un número de satélites (2) deslizantes en sentido radial del portasatélites (3) que sirve de reconductor del movimiento.

Los satélites (1) están en contacto con las pistas internas (4), de las cuales reciben el movimiento y con las pistas externas (6 y 7), los satélites así montados vienen a asumir un doble movimiento, uno de rotación en torno a su propio eje y otro de revolución respecto a las pistas externas arrastrando al portasatélites solidario con el eje de salida. La varia­ción del eje motor, dentro de un campo de 1:5,3 se obtiene actuando sobre el volante de mando (10) que hace que se desplace angularmente la pista externa móvil (7) apoyada a través del anillo de bolas (8) en la pista de registro (9) , tal dispositivo hace aumentar o disminuir el espacio entre las pistas externas (6 y 7) de modo que produce el desplaza­miento radial de los satélites (1). Esta variación del punto de contacto en las pistas, modifica la velocidad relativa del porta­satélites (3).

2.

1.- Satélite 2.- Taco satélite 3. - Portasatélites 4. - Muelle de taza

Fig. 1

5.- Muelle de taza 6.- Pista externa fija 7.- Pista externa móvil 8.- Anil lo bolas

CARACTERISTICAS DE FUNCIONAMIENTO

9.- Pista de registro 10.- Husillo de mando

- Variación contínua de la velocidad en un campo de 1:5,3 realizada toda en reducción respecto a la velocidad de entrada (R =5) .

- Tolerancia de velocidad máx. _±_ 5 % ; velocidad mín. ± 1 %. - Sentido de giro indiferente con velocidad de entrada y de salida en fase

- Funcionamiento silencioso, exento de vibraciones.

- Rendimiento elevado. - Sensibilidad de regulación en todo el campo de variación.

- Coaxiabi lidad, mínimo tamaño.

- Larga duración y mínimo mantenimiento. - Par de salida en aum811to al disminuir la velocidad, hasta 2 veces el par nominal a la velocidad mínima.

- Elevado par de arranque. - Posibilidad de acoplar un elemento diferencial para aumentar el campo de variación desde O a la velocidaci

máxima (R= oo)

3. DIAGRAMA DE POTENCIA EN LA SALIDA DEL VARIADOR. MOTOR DE 4 POLOS

t 10

5

~ 4 3

:::.:::: - -2

N

a.. - -

<{ - -

o _J 0,5 <{ 0,4 (j) 0,3 <{ 0,2 _J

z w 0,1 <{ - -ü 0,05 z w 100

o o.__

- .. - GR10n

1 1 . --GR50- - ---- GR3~ .. - . .

1 1 ~

''.';R:;-

-1 1 -· -

GR10 -- ~

n -IGRni;. .. n·~r;, -u

- GR03 ....... .. __ 1 1

1

150 200 300

--

---

400

--~

-----~

-~ --

500 600 700 800 1

900

GR100==

1~R50 ==,__

GR30 ~

3R20-

.3R10-==

--

:GR05 -

~R03 --

10

5 4 3

2

0,5 0,4 0,3

0,2

0,1

150

0,05

o

1000

VELOCIDAD EN LA SALIDA n2 (r.p.m.) ....

Fig. 2

N

a.. <{ o _J

<{ (j)

<{ _J

z w <{

ü z w o o.__

4 . DIAGRAMA DE PAR EN LA SALIDA DEL VARIADOR. MOTOR DE 4 POLOS

-E z N

t-

t ~ <{ _J

z w a: ~

200

100

50 40 30

20

10

5 4 3

2

--~ -- - f-GR100 n n

1 1 1

GR50 • n ... ,. ..

GR30 - í'-ww

GR21 1 º'" ... 1 1

- - - GR1 - -u. ·-1 1 1

- - - GR015 ......

1 1 >---- - GR03 ... ·-

100 150 200 250 300 400

-

---·-- - ~

200 f- ----1-- -- "----·- - ---

--

;--,R100

- - f-

~GR50 --- GR30-

GR20-

- GR10._

- GR05==-- r--. GR03 - -

100

50 40 30

20

10

5 4 3

2

1

500 600 700 150 o 800

900 1000

VELOCIDAD EN LA SALIDA n2 (r.p.m.) ...

Fig. 3

-E z (\j

t-

<{ o _J

<{ (j)

<{ _J

z w a: ~

t

5. VUELTAS DEL VOLANTE DE MANDO RESPECTO AL EJE DE SALIDA

NUMERO DE VUELTAS EN LA SALIDA

NUMERO DE VUELTAS EN EL VOLANTE

1000 11,5 15 18

11 950 14 17

900 9 10 16 13

850 15

9 12 8 800 14

11 13 750 8 7

10 12 700

7 11 650 9

6 10

600 6 8 9

550 5 7 8

5 500 6 7

4 450 4 5 6

400 3 5 4

3 350 4

3

300 2 3 2

2 2 250

1 1

190 o o o o

21 ,5 21

20

19

18

17

16

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2 1 o

03 05 1 o 20 3 o -5 o TAMAÑO DE VARIADOR

artinena

ransm1s1ones

25 1000

24 950

23 900

22 850

21

20 800

19 750 18

17 700

16 650

15 600

14

13 550

12

11 500

10 450 9

8 400

7

6 350

5 300 4 3 250 2 1 o 190

100

•

6 , VARIADOR CON DIFERENCIAL «COMPAT-D» CON CAMPO DE REGULACION TO'l:o.L (R= oo)

Con la ayuda de un reductor epicicloidal en serie con un variador normal, se puede llegar a inmovilizar el eje de salida. Esto es posible cuando la velocidad de entrada constante del variador está transmitida al piñón de ataque (1) del

reductor epicicloidal. La velocidad constante de entrada es transformada en velocidad variable por el variador y retrans­mitida al satélite diferencial (2) del reductor epicicloidal. De este modo se puede igualar la velocidad del disco satélite (2) a la del piñón de ataque, en tal condición la corona planetaria (3) permanece inmóvil y por tanto el número de vueltas del eje de salida (5) es cero.

1.- Piñón de ataque 2.- Satélite diferencial 3.- Corona planetaria 4.- Portasatélites 5.- Eje de salida

El sistema variador mas diferencial mantiene inalterables las características peculiares del variador mecánico y en particu lar:

- Coaxiabi lidad , mínimo tamaño - Elevado par de arranque - Par de salida en aumento al disminuir la velocidad (2 veces el par nominal a la velocidad mínima). - Estabilidad de la velocidad aún en velocidades próximas a O rpm . - Rendim iento elevado El sistema constructivo adoptado (PATENTADO) consigue mínimas dimensiones externas con un perfecto equili­

brio dinámico del mecanismo.

TEMPERATURA DE FUNCIONAMIENTO

Motovariador con motor de 4 polos

Estos motovariadores en una primera fase debido al rodaje, pueden alcanzar temperaturas de 40/50° C sobre la tem­peratura ambiente. Esta fase dura aproximadamente entre 60/80 horas de funcionamiento, estabilizándose la temperatura en torno a los 20º C sobre la temperatura ambiente, permaneciendo ya invariable en el tiempo.

Motovariador con motor de 2 polos

Para este montaje vale cuanto se ha dicho sobre los motovariadores de 4 polos en lo que respecta a la fase y tiempo de rodaje, solo que la temperatura se incementa en 50/60 ° C sobre la temperatura ambiente, estabilizándose en torno a los 25/30° C.

Cuanto se ha descrito es lo que debe de considerarse como una fase normal de funcionamiento. De no ser así queda comprometido el éxito y duración del motovariador.

7 . SELECCION DEL TAMAÑO DE VARIADOR Y MOTOVARIADOR

El tamaño correcto es calculado en base a las prestaciones requeridas por la máquina a accionar: par necesario en la gama de velocidades, velocidad máxima y mínima y potencia absorbida. En el cálculo de la potencia del motor eléctrico a instalar deberemos tener en cuenta además de la potencia absorbida por la máquina, el rendimiento del varia­dor, el rendimiento del eventual reductor, y si están presentes, el de cualquier otro elemento mecánico de transmisión (cadenas, poleas, etc ... ).

En el caso de máquinas de par variable es necesario verificar con ayuda del diagrama de la pág. 8 que las prestacio­nes del variador son las idóneas en todas las condiciones de trabajo.

Para la elección de la velocidad se debe evitar siempre que sea posible utilizar el variador como si fuera un reductor; se deberá acoplar la oportuna reducción cuando ésta sea necesaria para conseguir que el variador trabaje en un régi­men adecuado de velocidades. La utilización de un variador en bajas velocidades penaliza la vida del mismo implicando además un mayor coste económico. De cualquier forma, siempre es posible utilizar el variador en cualquier régimen de trabajo si se tiene en cuenta los diagramas de potencia y par de salida de la pág. 8.

El variador puede ser utilizado en su versión ECE (eje de entrada), en este caso la velocidad de entrada no deberá superar la máxima admisible. La velocidad de salida será proporcional a la de entrada.

La elección del tamaño del reductor a acoplar se hará teniendo presente las características específicas del varia­dor: par transmitido hasta dos veces el nominal en la mínima velocidad, y elevado par de arranque. Se deberá evaluar si la máquina comandada trabaja a par q a potencia constante; en el primer caso se elegirá un reductor capaz de trans­mitir el par nominal en todo el campo de velocidades, en el segundo caso se tendrá que calcular el reductor para las condiciones de trabajo más adversas. Para accionamientos con frecuentes arranques y paradas bajo carga es oportuno dimensionar el reductor con un factor de servicio adecuado para esta aplicación.

FACTOR DE SERVICIO fs

El factor de servicio fs tiene en cuenta las diversas condiciones de funcionamiento de los aparatos (naturaleza de l::i r:arga, duración, frecuencia de maniobras, sobrecargas. etc).

FU Or Ja no conducido

Factor de solicitación sin cargH carga•

cargas moderada• vtolentas

duración Fd F1ctor de

en horas dul'9Ción

Frecuencia Fa Factor de

de maniobras arranqu~

motores eléctricos con par 1 1,25 1,5

de arranque nominal

1.000 0,64

2.500 0,8 5 man./hora 1

motores eléctricos con fuerte par 1,25 1,5 1,8

5.000 1 25 man./hora 1,2

de arranque 10.000 1,25 500 man./hora 1,5

1

motores eléctricos 1,5 1,8 2,25 autofrenantes

15.000 1,6

20.000 2 1000 man./hora 2

Tabla n.0 1 Tabla n.0 2 Tabla n.0 3

Duración máxima de una sobrecarga 16 s., tiempo máximo de arranque 3 s., si fuesen superiores consultar. Si el ciclo de sobrecargas o arranques se repite antes de cuatro vueltas del eje lento, sea cual sea su tiempo, se considera sobrecarga contínua.

fs = fu x fd x f;:i

Si se desea mayor fiabilidad por una dificultad notable de mantenimiento, gran importancia del elemento en el ciclo productivo, seguridad para el personal, etc., multipiclar fs por 1,25 a 1,4.

8 . FORMAS CONSTRUCTIVAS

EJECUCIONES EN ENTRADA

~H~ ~4 Fig. 5

iM-Fig. 6

~ Fig. 7

EJECUCIONES EN SALIDA

ST

Fig. 8

SP

Fig. 9

SF

Fig. 10

se

Fig. 11

SPF

Fig. 12

Motovariador standard (PAM abierto) El motor es aplicado directamente embridado al variador, hacien-

do de cierre del mismo. El motor deberá estar dotado de brida frontal herméticamente ce-

rrada con retén. La forma del motor será B-14 para los tamaños de variador 03-05-10

y B-5 para los tamaños 20-30-50-100.

Motovariador PAM El variador es cerrado por una contrabrida ya con retén, a la cual

se le acopla el motor. Es contruído en forma B-14 y B-5, según el tamaño de variador

seleccionado.

Variador ECE El variador se sirve dotado de un eje de entrada (ECE), que le per-

mite soportar cargas radiales para accionamientos entre variador y mo-tor a través de poleas o acoplamientos.

ST VARIADOR CON PATAS

VARIADOR CON PATAS EN CARCASA

VARIADOR DE BRIDA "STANDARD"

VARIADOR DE BRIDA "COMPACTO"

VARIADOR CON PATAS EN CARCASA Y BRIDA "STANDARD"

Dimensiones Pág. 32

Dimensiones Pág. 35

Dimensiones Pág. 33

Dimensiones Pág. 34

Dimensiones Pág. 36

VARIADOR CON REDUCTOR DE 1 - 2 - 3 TRENES DE REDUCCIÓN artinena

SRT I SRF I SRM

Fig. 13

SCT I SCF

Fig. 14

SFT I SFF

Fig. 15

SRT I SRF

Fig. 16

ransm1s1ones

Variador con reductor de 1 tren de reducción integrado

Dimensiones Págs. 37 - 38 - 39

Variador SC con reductor PAM de 2 ó 3 trenes de reducción

Dimensiones Págs. 41 - 42 - 43 - 44

Variador SF con reductor PAM de 2 ó 3 trenes de reducción

Dimensiones Págs. 45 - 46 - 47 - 48

Variador con reductor de 2 ó 3 trenes de reducción integrado

Dimensiones Págs. 49 - 50 - 51 - 52

•

9 . DESIGNACION DE VARIADORES Y MOTOVARIADORES

T

~ -

F

e ~-

~

I -

D ~-

03

05

10 -

20 -

30

50

100 ~-

PAM ABIERTO

~

63 -~ •

PAM • I - •

M • ~- •

132 ~-

ECE

83 86

88 V5

85 V1

1

87

V6

V3

1

POSICION DE MONTAJE VARIADORES Y MOTOVARIADORES CON REDUCTOR

'------------ TAMAÑO DE MOTOR ELECTRICO

PAM ABIERTO: SIN MOTOR PAM: PREPARADO PARA MOTOR

ENTRADA: M: SERVIDO CON MOTOR ELECTRICO

ECE: CON EJE DE ENTRADA

TAMAÑO DE '--------- -----------

V AR l AD O R

/: VARIADOR SIMPLE '------------- --

D: VARIADOR CON DIFERENCIAL

T CON PATAS SALIDA: F: CON BRIDA

C: VERSION COMPACTA

'-------------- ------ TIPO DE VARIADOR

DESIGNACION DE VARIADORES Y MOTOVARIADORES CON REDUCTOR DE LA SERIE R1

artinena ·~

ransm1s1ones

T

F D

M

03

05 2

10 • •

20 • •

30 • 6.3

50

100

PAM ABIERTO

PAM

M

63 • • • • •

132

B3 B6

BB V5

B5 V1

B7

V6

V3

POSICION DE MONTAJE VARIADORES Y MOTOVAR IADORES

TAMAÑO DE MOTOR ELECTRICO

PAM ABIERTO: SIN MOTOR PAM: PREPARADO PARA MOTOR

ENTRADA: M: SERVIDO CON MOTOR ELECTRICO

ECE: CON EJE DE ENTRADA

RELACION DE REDUCCION DEL REDUCTOR de 2 a 6,3

NUMERO DE TRENES DE REDUCCION

._____ _______________ TAMAÑO DE VARIADOR

/: VARIADOR SIMPLE

D: VARIADOR CON DIFERENCIAL

T CON PATAS L__ ______ ____________ SALIDA: F: CON BRIDA

M: VERSION MONO

,_____ _____ TIPO DE VARIADOR - SR: VARIADOR CON REDUCTOR INTEGRADO

•

DESIGNACION DE VARIADORES Y MOTOVARIADORES CON REDUCTOR DE LA SERIE R2 I R3

SF

SR

T

F D

03

05

10

20

30

50

100

40

50 5

• 2 63 •

I • 3 80 •

• 100 250

125

PAM ABIERTO

63 •

PAM •

• M •

• 132

83

88

85

86

V5

V1

87

V6

V3

POSICION DE MONTAJE VARIADORES Y MOTOVA­RIADORES CON REDUCTOR

TAMAÑO DE MOTOR ELECTRICO

PAM ABIERTO: SIN MOTOR PAM: PREPARADO PARA MOTOR

ENTRADA: M: SERVIDO CON MOTOR ELECTRICO

ECE: CON EJE DE ENTRADA

RELACION DE REDUCCION - SERIE R2: de 5 a 40 DEL REDUCTOR - SERIE R3: de 31,5 a 250

TAMAÑO REDUCTOR

~-------- NUMERO DE TRENES DE REDUCCION

~--------------- TAMAÑO VARIADOR

/: VARIADOR SIMPLE

D: VARIADOR CON DIFERENCIAL

~----------------- SALIDA T: CON PATAS F: CON BRIDA

SC: VARIADOR COMPACTO ~-------- TIPO DE VARIADOR: SF: VARIADOR BRIDA

SR: VARIADOR CON REDUCTOR INTEGRADO

artinena

ransm1s1ones

Las versiones de las figuras 14 y 15 se componen de variadores y reductores totalmente autónomos, mientras que las versiones de las figuras 13 y 16 son obtenidas integrando variador y reductor con piezas comunes.

La solución de las figuras 13 y 16 es menos costosa y más compacta, las soluciones de las figuras 14 y 15 son más flexibles para mantenimiento y almacenaje.

Además del montaje con reductor coaxial, el variador puede ser servido con reductores de ejes paralelos y ortogona­les, reductores epicicloidales o de sinfín-corona.

Todo lo anteriormente expuesto es válido para el montaje con el elemento diferencial.

ACOPLAMIENTO ENTRE VARIADOR Y REDUCTOR COAXIAL

TAMAÑO REDUCTOR 1 TREN REDUCTOR 2 TRENES REDUCTOR 3 TRENES

S03 / R40 In 2+6,3 S03 / R40 In 5+31,5 S03 / R40 In 31,5+250

03 S03 / R50 In 20+40 S03 / R50 In 31,5+250 S03 / R63 In 50-'-250

S05 / R50 In 2+ 6,3 S05 / R40 In 5+31,5 S05 I R50 In 31,5+125

05 S05 / R50 In 12,5+40 S05 / R63 !n 31,5-'-160 S05 / R63 In 25-'-40 S05 I R80 In 63+250

S10 / R63 In 2+6,3 S10 / R50 In 5+40 S10 / R63 . In 31,5-'-160

10 S10 / R63 In 12,5+40 S10 / R80 !n 31,5+ 200 S1íl / R80 In 31,5-'-40 S10 I R100 In 63+ 250

S10 / R125 In 125-'-250

S20 / R80 In 2+6,3 S20 / R63 In 5-'-40 S20 / R80 In 31,5+160

20 S20 I R80 In 12,5+40 S20 / R100 In 31,5+200 S20 / R100 In 31,5+40 S20 / R125 In 63+250

S30 / R100 In 2+6,3 S30 / R80 In 5-'-40 S30 ! R100 In 31,5+ 160

30 830 / R100 In 16+40 830 / R125 In 31,5+200 S30 / R125 In 31,5+40

850 / R100 In 2+6,3 850 / R80 In 5-'-25 S50 I R100 In 31,5+80

50 850 I R100 In 10+40 S50 / R125 In 31,5+ 160 850 I R125 In 25+40

100 S100 / R125 In 2+6,3 8100 / R100 In 5+31,5 S100 / R125 In 31,5+125 S100 / R125 In 10+40

Tabla n.0 4