Fricción del motor

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Sobre fricción del motor

Tipos de fricciones motoras

La fricción del motor se refiere a la fuerza de resistencia mecánica que surge de las superficies de contacto cuando el motor funciona. Afecta el par de salida del motor, la velocidad de rotación y el rendimiento general.

  • Fricción de rodadura

    La fricción de rodadura ocurre cuando un objeto rueda sobre una superficie. Por lo general, requiere menos energía para superarla que la fricción estática o de deslizamiento. La fricción de rodadura ocurre naturalmente entre las ruedas y las superficies. Los fabricantes pueden aumentar la fricción de rodadura dentro de los motores incorporando materiales o texturas especiales para aumentar la tracción y la salida de par.

  • Fricción estática

    La fricción estática existe entre dos objetos en reposo. Debe superarse antes de que pueda ocurrir el movimiento. Los motores están diseñados para superar la resistencia estática en sistemas de manejo de materiales como transportadores, que requieren una operación continua. Un transportador que constantemente pierde su lucha contra la fricción estática provocará altos costos de energía, uso excesivo del motor, fallas prematuras y tiempo de inactividad reducido.

  • Fricción de deslizamiento

    La fricción de deslizamiento, o fricción cinética, ocurre después de que se supera la fricción estática. Es la resistencia que se genera cuando un objeto se desliza sobre otro. Los fabricantes buscan reducir la fricción de deslizamiento dentro de los motores para mejorar las fuerzas motrices traducidas en revoluciones por minuto (rpm) y pares de salida. Menos energía se escapa a través de la pérdida de resistencia de deslizamiento, lo que permite tasas de conversión de energía más altas para impulsar las aplicaciones previstas.

Especificaciones y mantenimiento para la fricción del motor

Las unidades de fricción del motor generalmente se especifican en función de las necesidades de su aplicación. La siguiente tabla resume algunas de las especificaciones generales y sus significados.

  • Voltaje nominal

    Esta especificación indica el voltaje óptimo que necesita un motor eléctrico para accionar el freno de fricción. Algunos motores eléctricos, como los que funcionan en automóviles, utilizan comúnmente un voltaje de 12V CC. Otros vehículos que trabajan con una carga útil más pesada utilizan 24V CC. Para motores eléctricos industriales, el freno de fricción podría tener un voltaje más alto entre 220V y 400V.

  • Par nominal

    El trabajo del motor es generar un par especificado. La unidad de medida para el par es el newton-metro o la libra-pie. El freno genera fricción que resiste el par del motor. Algunos motores pequeños pueden producir un par de alrededor de 2 N-m, mientras que los motores industriales podrían generar un enorme par de 24.000 N-m. Cuanto mayor sea el par, más pesada podrá mover la carga el motor.

  • Clasificación IP

    El motor de un automóvil eléctrico funciona en un entorno donde es probable que el polvo y el agua interfieran con su rendimiento. Por lo tanto, los fabricantes protegen los motores eléctricos con una clasificación de protección contra la entrada, o IP. La clasificación IP especifica cuánta cantidad de polvo y agua puede ingresar al motor. Las clasificaciones pueden oscilar entre 1 y 67. Cuanto mayor sea el número, mejor será la protección. Por ejemplo, la clasificación IP podría ser IP44, lo que significa que el motor está protegido de las salpicaduras de agua y las partículas de más de 1 milímetro.

Mantenimiento de la fricción del motor

Los frenos de motor de carreras necesitan un servicio regular para mantener la máquina funcionando bien y con seguridad. Prestar atención a estos sencillos consejos de mantenimiento puede hacer que el freno dure más y reduzca los costos de reparación.

Siempre siga las pautas del fabricante al realizar el mantenimiento. Tome nota de las piezas que necesitan lubricación y del tipo de lubricante necesario. Siempre limpie el tren de frenos del motor antes de aplicar cualquier aceite o grasa. La limpieza ayuda a identificar rápidamente el desgaste del freno para que se pueda reemplazar a tiempo.

La lubricación generalmente se limita a las partes del tren de fricción que giran. Examine a fondo el lubricante antes de su uso para asegurarse de que no dañe la cascada o el aislamiento del motor eléctrico.

Considere el uso de un inhibidor de óxido para proteger el freno del motor contra la corrosión. Si no está seguro, consulte con un profesional para averiguar si el inhibidor de óxido es compatible con los materiales utilizados en el freno del motor.

Cree un programa de servicio para el componente de fricción del motor para garantizar que todas las piezas se inspeccionen y mantengan regularmente. Un motor eléctrico con un freno que no se revisa regularmente podría desgastarse y fallar más rápido de lo esperado.

Documente todas las prácticas de mantenimiento y tome nota de los componentes que se desgastan rápidamente. Este registro ayudará al técnico a comprender el historial de la máquina y su tasa de fallas, lo que facilita la planificación de piezas de repuesto o servicio en el futuro.

Finalmente, capacite al personal para que comprenda y utilice prácticas de mantenimiento adecuadas. La capacitación del personal les ayudará a evitar dañar las piezas del motor o aplicar los procedimientos y productos de limpieza incorrectos.

Escenarios

Las fricciones del motor son las plagas de un motor eléctrico. Solo unos pocos escenarios necesitan tener un motor de fricción. Históricamente, los motores de fricción se utilizaban en los relojes para mover las manecillas. El reloj tenía una bobina que se calentaba con voltaje eléctrico y movía la manecilla. Hoy en día, los relojes utilizan tecnología de cuarzo. En los pedales de las bicicletas, los fabricantes de bicicletas utilizan fricciones de motor para transferir la potencia generada por el ciclista a las ruedas de la bicicleta. Un buen ejemplo son las bicicletas estáticas en los gimnasios, que tienen motores de fricción. Algunas bicicletas estáticas en los gimnasios tienen pedales de fricción que frenan la rueda de la bicicleta. A medida que el ciclista se pone en forma, se aplican más frenos de voltaje para dificultar el pedaleo y mejorar la forma física.

Con la invención de los motores sin escobillas, los fabricantes tienen un uso mínimo para los motores de escobillas y fricción. Los motores de escobillas todavía son comunes en juguetes pequeños como automóviles, barcos y trenes. Muchos juguetes utilizan motores de CC porque ofrecen altas velocidades con poca potencia. Los grandes fabricantes fabrican motores eléctricos para coches de juguete. Para coches más grandes como los Teslas, utilizan motores de CA porque son más eficientes a altas velocidades. Los motores de escobillas también se utilizan en pequeños productos domésticos como batidoras, secadores de pelo y aspiradoras. Los fabricantes están utilizando más motores BLDC (CC sin escobillas) y escobillas para electrodomésticos.

Otro escenario en el que se utilizan los motores de fricción es en los relojes. El motor hace girar las manecillas de los segundos, minutos y horas. La mayoría de las empresas han pasado a utilizar relojes de cuarzo porque son más precisos y no requieren cuerda. Los escenarios son cada vez menos a medida que las empresas de motores no utilizan fricciones de motor en sus diseños.

Cómo elegir la fricción del motor

Los motores de par de fricción deben elegirse cuidadosamente en función de los siguientes parámetros para garantizar que realicen las aplicaciones previstas de manera efectiva:

  • Análisis del perfil de movimiento

    En primer lugar, los compradores deben saber qué tipo de movimiento exige la aplicación. Esto incluirá qué tan rápido necesita acelerar el motor para alcanzar su velocidad máxima. La velocidad que necesita alcanzar el motor además de si tiene que detenerse repentinamente o desacelerar gradualmente. Además, el motor deberá funcionar en la aplicación que tiene que lograr una rotación continua o intermitente. Analice toda esta información y determine la carga de trabajo en cuestión. Esto ayudará a los compradores a comprender qué tipo de motor se debe utilizar.

  • Tipo de motor

    Ahora, con el conocimiento del movimiento que exige la aplicación, los compradores pueden estudiar los diferentes tipos de motores de fricción disponibles en el mercado. Esto puede incluir motores de CC con escobillas de alto par, que generalmente tienen un par de fricción del motor más alto que sus contrapartes sin escobillas. Los motores de CC sin escobillas, sin embargo, ofrecen un par de fricción del motor más alto. Otros tipos de motores incluyen motores paso a paso conocidos por su posicionamiento preciso y alto par de retención y motores de inducción de CA que producen una gran cantidad de par del motor cuando una corriente alterna los atraviesa.

  • Requisitos de par

    La aplicación someterá al motor a algunas tareas utilizando una cierta cantidad de par. Esto puede incluir levantar cargas pesadas o acelerar a una cierta velocidad. La cantidad de fuerza que se utilizará en la aplicación debe analizarse y el motor debe seleccionarse en función de su capacidad para realizar y cumplir con los requisitos del sistema.

  • Consideraciones de instalación

    La forma en que se va a utilizar el motor en la aplicación son factores cruciales que deben tenerse en cuenta al seleccionar un motor con una cierta cantidad de par de fricción. ¿Se montará el motor directamente sobre una carga o se acoplará a otro componente que impulse una carga? ¿Estará el motor en un ambiente polvoriento o debe estar protegido del agua? Este tipo de preguntas debe responderse antes de comprar un motor. Saber cómo se va a utilizar el motor para realizar ciertas tareas facilitará el aislamiento del motor de los elementos externos para aumentar su vida útil.

  • Potencia nominal y eficiencia

    Por último, la potencia nominal del motor es una consideración importante al seleccionar el motor adecuado para la aplicación. Los motores utilizados en aplicaciones industriales generalmente tienen que funcionar día tras día. Es importante seleccionar un motor con una alta clasificación de par y uno que tenga una mayor eficiencia para reducir las pérdidas de energía en el sistema.

Preguntas y respuestas sobre la fricción del motor

P1: ¿Qué es la fricción del motor?

A1: La fricción del motor se refiere a la fuerza de resistencia que se opone al movimiento entre dos superficies de contacto dentro del motor. Es una fuerza de arrastre causada por el peso del motor y la fuerza de funcionamiento al moverse.

P2: ¿Cuál es el papel de la fricción del motor en un vehículo?

A2: La fricción del motor en un vehículo juega un papel importante en el rendimiento y el consumo de energía del vehículo. Una alta fricción del motor en los motores del vehículo puede arrastrar la potencia y producir menos salida, lo que lleva a reducir la velocidad del vehículo. Una fricción del motor más baja permite una rotación suave y libre que proporciona una alta potencia de salida, lo que aumenta la velocidad.

P3: ¿Qué causa la fricción del motor?

A3: Varios factores o elementos causan la fricción del motor en un motor. Incluyen el polvo y la suciedad que se acumulan con el tiempo en las escobillas y los conmutadores, la lubricación insuficiente, la desalineación de las piezas, el desgaste de las piezas del motor, los cambios de humedad y temperatura, las reacciones electroquímicas, el peso de la carga y la velocidad del motor.

P4: ¿Son la fricción del motor y las pérdidas del motor lo mismo?

A4: Sí, la fricción del motor y las pérdidas del motor son lo mismo. En los motores eléctricos, existen diferentes tipos de pérdidas, como pérdidas en el núcleo, pérdidas en el bobinado, pérdidas por deslizamiento o fricción y pérdidas óhmicas. Las pérdidas por fricción y mecánicas se producen debido a la fuerza de arrastre en los rodamientos. Otras pérdidas por fricción también ocurren en la caja de cambios y los rodamientos.

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