Servomotor
- 1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERIA, CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICA CARRERA DE ING. CIVIL DISEÑO DE PRESAS TEMA: SERVOMOTOR SEMESTRE: NOVENO PARALELO: SEGUNDO MARZO 2013 – AGOSTO 2013
- 2. SERVOMOTOR Es un aparato que consta de dos bombines hidráulicos destinado a vencer grandes resistencias, mediante la amplificación de fuerzas aplicadas, relativamente más pequeñas. En los buques medianos y grandes, la avería en la transmisión del tele motor está diseñada de forma que se pueda accionar de forma manual. Desde el puente en comunicación telefónica o por tubo acústico se dan las órdenes para saber a qué banda hay que poner el timón y cuantos grados. Base de funcionamiento: El fluido se alimenta por ¨P¨ mediante manguera de alta presión flexible, si el distribuidor de la válvula piloto está centrado en las lumbreras colectoras de fluido de la caja que tienen solapamiento negativo no hay dirección preferencial de fluido a la salida hacia el cilindro actuador y por ende las pérdidas de éste escapan a tanque a través de mangueras elásticas conectadas a los retornos ¨T¨. Si damos un desplazamiento positivo (x) al distribuidor de la válvula piloto se abrirá una superficie mayor en la lumbrera derecha y se disminuirá la superficie de entrada de fluido a presión en la lumbrera izquierda. Como consecuencia el fluido entra en la cámara izquierda (ya que la manguera está cruzada) con presión tendiente a igualarse
- 3. con la de la entrada (Pa (alta)), mientras que el fluido de la cámara derecha se dirigirá preferentemente a Tanque, definiendo un ámbito que tenderá a la presión de Salida a Tanque ( Ps (salida)). De esta manera el pistón (y) se desplazara y con él la Masa, hacia la derecha, este desplazamiento se realizará con la velocidad que le mande el caudal de fluido circulante. Si no existiese la barra de realimentación el pistón recorrería toda la carrera llegando hasta el cabezal derecho del cilindro (anterior), pero de tener la barra realimentadora, ésta correrá la caja de la válvula piloto hasta que la misma alcance el recorrido ejecutado por el distribuidor. De esta forma el servomecanismo hidráulico permite que la salida (y) ¨copie¨ la entrada (x) que marca la plantilla o leva. Esto conlleva sus ecuaciones diferenciales y por ende una dinámica que pasaremos a describir. En una primera etapa no tenemos en cuenta la realimentación (unitaria barra rígida). El objetivo es calcular la transferencia entre la salida “y” y la entrada “x” En la industria, empieza a evidenciarse un auge importante de la utilización de servomotores en máquinas que, tradicionalmente, trabajan con componentes mecánicos e hidráulicos, no porque estos últimos sean de menor calidad o no cumplan con lo requerido, sino porque los servomotores poseen características de adaptabilidad y flexibilidad mayores. Los servomotores pueden ser utilizados en diversas aplicaciones industriales que requieran de una exigencia elevada en dinámica, precisión de posicionamiento y velocidad, además, de un control confiable y funcionalmente fácil de manejar; factores determinantes para aumentar calidad, competitividad y productividad. Es pertinente explicar entonces que un servomotor; en su definición más básica, es un motor que puede ser controlado en su velocidad de funcionamiento y en la posición dentro de un rango de operación para ejecutar la actividad requerida. Este control es realizado mediante un dispositivo llamado encoder, que mediante una señal electrónicamente codificada, indica las acciones de velocidad y movimiento a ejecutar. El servomotor es instalado en un equipo o máquina, para permitir que esta tenga control de la posición, dirección y velocidad de una carga o herramienta, mediante su utilización.
- 4. De hecho, la palabra servo viene de siervo, que básicamente quiere decir que puede cumplir cualquier función que le sea programada desde un control maestro, teniendo siempre el mando de la posición en la que se encuentra. Características Está conformado por un motor, una caja reductora y un circuito de control. También potencia proporcional para cargas mecánicas. Un servo, por consiguiente, tiene un consumo de energía reducido. La corriente que requiere depende del tamaño del servo. Normalmente el fabricante indica cual es la corriente que consume. La corriente depende principalmente del par, y puede exceder un amperio si el servo está enclavado, pero no es muy alto si el servo está libre moviéndose todo el tiempo. En otras palabras, un servomotor es un motor especial al que se ha añadido un sistema de control (tarjeta electrónica), un potenciometro y un conjunto de engranajes. Con anterioridad los servomotores no permitían que el motor girara 360 grados, solo aproximadamente 180; sin embargo, hoy en día existen servomotores en los que puede ser controlada su posición y velocidad en los 360 grados. Los servomotores son comúnmente usados en modelismo como aviones, barcos, helicópteros y trenes para controlar de manera eficaz los sistemas motores y los de dirección. Ventajas Las máquinas que usan en su sistema de funcionamiento central servomotores, presentan características que influyen positivamente en la productividad de las empresas que las poseen. Una de estas ventajas se da gracias a la energía utilizada; la cantidad de voltaje aplicado al servomotor es proporcional a la distancia que éste necesita desplazarse. En este caso, si el eje requiere regresar una distancia amplia, el motor regresará a máxima velocidad, si sólo requiere regresar un pequeño trayecto, el motor correrá a velocidad lenta. A esto se le llama control proporcional, por lo que emplea la energía necesaria sin desperdicios. Los servomotores brindan una capacidad de sobrecarga de trabajo de entre 300 y 400 por ciento más, lo que quiere decir que puede trabajar tres veces más rápido y potente que su velocidad y torque nominal –valor constante al que puede trabajar el motor–, sin que sufra daño alguno. Además, requieren menor mantenimiento porque es electrónico; a falta de fricción entre los elementos el deterioro es bajo.