Proyecto de medidor de par instantáneo en ejes de máquinas

Abstract

El objetivo de este proyecto es implementar un medidor electrónico de par que sea capaz de obtener esta magnitud en cada instante, mejorando así los medidores convencionales que sólo nos dan el par medio. Este dispositivo está destinado a servir como instrumento de medida de pares instantaneos en ejes de motores, alternadores, · dinamos y cualquier máquina donde sea susceptible de medirse el par. Desde el punto de vista mecánico, tiene mucho interés la medida de esta magnitud, ya que en ejes sometidos a torsión, no sólo es importante conocer la magnitud media de los esfuerzos que están aplicados, sino también las posibles oscilaciones de dicha magnitud que, provocadas por factores de diversa índole como la excentricidad del eje, fluctuaciones de la red, penduleo,etc, conducen a pequeños esfuerzos adicionales que pueden debilitar al eje, y en consecuencia deben conducir a un ligero sobredimensionamiento de estos. Es importante destacar que actualmente, debido · a las dificultades que plantea encarar esta labor, no se conocen dispositivos similares al planteado en cuestión. Tal vez pueda ser más cómodo hacer una estimación de estas magnitudes y en consecuencia sobredimensionar suficientemente como para nunca tener problemas. Así pues podría catalogarse a este proyecto como de investigación. Cabiendo la posibilidad de encontrarnos con dificultades infranqueables que nos impidiesen cumplir nuestros objetivos iniciales. Otro aspecto destacable es la imposibilidad, por motivos económicos, de poder llevar a cabo un ensayo de medida real de par en un eje. Esto se debe a que sería necerario un dispositivo adicional de anillos rozantes, indispensable para obtener las señales electrónicas de la parte giratoria (eje de la máquina), para luego ser tratadas propiamente por nuestro acondicionador de señal. Pero el elevado precio de estos dispositivos nos restringe a operar tan sólo fuera de las partes en movimiento. Para ensayar el medidor emplearemos otro elemento del que se hablará más adelante, que nos permitirá verificar el correcto funcionamiento del medidor. El mercado ofrece fundamentalmente 2 métodos para medir el par medio. Uno es un procedimiento digital, y se basa en medir el ángulo de deformación del eje por medio de 2 ruedas dentadas colocadas una en cada extremo. Para poder medir mejor se necesita que el eje esté debilitado, por ello el dispositivo viene ya implementado en un pequeño eje rebajado que se acopla al eje principal. Este transductor lleva además incorporada toda la electrónica necesaria para obtener la medida del par. Este método lo desechamos porque nos interesa medir la magnitud instantánea . El otro procedimiento es analógico y se basa también en la medida de la deformación que sufre el eje , esta vez mediante el uso de galgas extensiométricas. Una vez más, los medidores de par que existen en el mercado que usan este método, nos dan tan sólo el par medio. Como se puede ver, los fabricantes eluden el construir medidores de par instantáneo. La dificultad que tiene medirlo estriba en el ruido que se introduce en todos los circuitos electrónicos y que en nuestro caso están aún más acentuados por el hecho de medir una señal muy pequeña y tener que amplificarla enormemente. Todo eso unido a la presencia de campos magnéticos que provengan del motor u otra máquina eléctrica. Pero el par instantáneo no deja de ser una magnitud bastante interesante, aunque la mayoría de las oscilaciones las absorbe el eje, estas provocan una fatiga adicional que puede interesar.