Engranes Cónicos

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Buen día compañeros lectores, para el día de hoy les comento que seguiremos hablando sobre el tema de los engranes, sin embargo, esta vez hablaremos de otro tipo de engranes y este será sobre los engranes cónicos.

Los engranes cónicos permiten que los ejes trabajen en ángulo, casi siempre de 90°. Los dientes pueden ser rectos o en espiral. Tienen forma de tronco de cono y permiten transmitir movimiento entre ejes que se cortan. Al igual que con los engranes cilíndricos, los de dientes rectos provocan más ruido y vibraciones. Los de dientes en espiral, por su parte, requieren mayor precisión en la alineación y permiten menos juego interno en los rodamientos.

Los engranes cónicos a menudo son empleados en relación 1:1 para crear derivaciones en la transmisión, que permiten sincronizar diversas partes de una máquina.

La relación máxima en reductores estándar es también de 7:1 aproximadamente en un juego de engranes cónicos. Para ampliar la gama de relaciones de velocidad se puede combinar un paso cónico con uno o más pasos cilíndricos.

Existen los siguientes tipos de engranes cónicos:

  • Engranajes cónicos de dientes rectos

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Engranes helicoidales

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Buen día compañeros del blog, este día nos adentraremos un poco más sobre el tema de los engranes dándole seguimiento al blog anterior, por lo que quiero compartir con ustedes esta información de importancia sobre los engranes helicoidales en sus generalidades.

El engranaje cilíndrico helicoidal es una rueda dentada que posee dientes inclinados oblicuos respecto al eje de rotación de la rueda. Esto hace que puedan transmitir potencia entre ejes paralelos. En estos engranajes el movimiento se transmite de modo igual a los engranajes rectos, pero con mayores ventajas. A medida que los engranes helicoidales giran, cada diente engrana primero en un lado, y posteriormente el contacto va aumentando hasta recorrer toda la anchura del diente conforme continúa la rotación.

Los dientes presentan inclinación a un cierto ángulo, a este ángulo se le denomina ángulo de hélice. Estos engranajes se consideran más silenciosos que los rectos y se emplean siempre que se trate de velocidades elevadas, necesitando cojinetes de empuje para contrarrestar la fuerza axial se puede utilizar un engranaje doble helicoidal ya que debido a la inclinación doble en sentido contrario de sus dientes se contrarrestan dichas fuerzas.

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Engranajes

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Buen día compañeros blogueros, para este día me gustaría compartirles una breve introducción sobre el tema de los engranajes, ya que, recientemente tuve que realizar una transmisión de dos engranajes rectos y dos helicoidales meramente demostrativos, diseñándolos, para posteriormente imprimirlos en la impresora 3D en la empresa. Con lo que encontré bastante información y me pareció un tema muy extenso por lo que les dejo una pequeña recolección de datos generales.

Definición.

Engranaje es un mecanismo formado por dos ruedas dentadas, las cuales son piezas cilíndricas en cuya superficie lateral se han tallado unos dientes, situadas en posición adecuada los diente de una rueda se introducen en los huecos del otro engrane para transmitir el movimiento de manera que ambas ruedas giran en sentido contrario. Ambas ruedas están movilizadas sobre sus respectivos ejes mediante chavetas u otros elementos de unión, de este modo, cuando gira un eje, gira la segunda rueda la cual está en contacto con el engrane principal con un giro en sentido contrario.

El eje que tiene movimiento propio se denomina eje motriz; y la rueda sobre él montada, rueda conductora. El eje al que se transmite el movimiento recibe el nombre de eje conducido; y su rueda correspondiente, rueda conducida. Independientemente de su carácter de conductora o conducida, la de mayor número de dientes se denomina rueda; y la de menor número de dientes, piñón.

En una rueda dentada hay que distinguir dos partes:

Corona: parte exterior de la rueda en la que se encuentran los dientes.

Cubo: parte mediante la cual la rueda queda fijada a su eje.

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Justificación del Seguidor Solar de dos ejes

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Buen día compañeros lectores, nuevamente estamos con ustedes para hablarles sobre la justificación de nuestro proyecto del seguidor solar de dos ejes, diseñado y construido en la empresa Hunabsys.

Comenzaremos con un dato interesante de nuestro país, ¿Sabían que México es el noveno país emisor de gases de efecto invernadero (GEI) del mundo causantes del calentamiento global de acuerdo con un reporte divulgado por The World Resources Institute (WRI)?

En un informe con sus datos más recientes, que corresponden a 2012, el WRI (Instituto de Recursos Mundiales) señaló que México contribuyó con 723.9 toneladas métricas de carbono liberadas a la atmósfera, 1.67 por ciento de las emisiones totales del mundo. Lo que significa que estamos contribuyendo enormemente a la contaminación.

La mayor parte de los gases contaminantes de México, al igual que sucede en el resto del mundo, proviene del sector energético, que emite en total 490.7 toneladas métricas de carbono a la atmósfera (Ciencia NOTIMEX, jue 25 jun 2015). Continue reading

Funcionamiento del seguimiento efectuado por el seguidor solar y sistema de control implementado

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Buen día compañeros lectores, este día les hablaré sobre el funcionamiento del seguimiento efectuado en el seguidor solar y el sistema de control implementado.

Los parámetros arrojados por el sistema Solar Position Algorithm, son simplemente nuestro punto de referencia a la hora de compararlo con la lectura de los sensores ubicados en los dos grados de libertad correspondientes y para medir Azimut se mide utilizando el encoder que viene anexado al motor de CD. Aclarando que un encoder no arroja a su salida como parámetro un ángulo, sino el número de revoluciones del motor.

Entonces aquí se adecuó el algoritmo para que ese número de revoluciones se conviertan a grados, por supuesto tomando en cuenta la relación de la transmisión tornillo sin fin y engrane y que así nuestra comparación sea válida. Para evitar caer en inconsistencias, se requiere que la posición inicial (home) de nuestro sistema, se oriente hacia el norte y a partir de ahí se comience a ejecutar el algoritmo computacional. Continue reading

Acimut, ángulo de elevación y zenit

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Buen día, abordaremos el tema de acimut y zenit para este blog, ya que se mencionarán en el siguiente blog. Donde se hablará de manera general el funcionamiento del controlador utilizado en el seguidor solar del cual hemos estado hablando en los anteriores blogs.

Ángulo de elevación y Acimut (Azimut)

La altura (h) es la distancia angular entre el astro S y el punto P (punto de intersección entre la vertical, que pasa por el astro y el horizonte). Este ángulo se puede medirlo con el cuadrante.

Para nosotros, la elevación del sol es el ángulo que forma la dirección de su centro geométrico y el horizonte local del observador. Diremos que el sol o la luna tienen 12º de elevación cuando su centro geométrico está situado a 12º sobre el horizonte local o plano local del observador.

Los dos dibujos siguientes muestran la elevación del sol respecto dos posiciones diferentes del observador.

angulo de elevacion Continue reading

Controlador PID (Proporcional Integral Derivativo)

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Buenos días compañeros blogeros, para comenzar a hablar sobre el controlador utilizado en el seguidor solar, quiero dejarles una breve información sobre el tipo de controlador que se aplicó, el Controlador PID (Proporcional Integral Derivativo).

La estructura de un controlador PID es simple, aunque su simpleza es también su debilidad, dado que limita el rango de plantas donde pueden controlar en forma satisfactoria (existe un grupo de plantas inestables que no pueden estabilizadas con ningún un miembro de la familia PID). En este capítulo estudiaremos los enfoques tradicionales al diseño de controladores PID.

Consideremos un lazo de control de una entrada y una salida (SISO) de un grado de libertad:

PID

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Ventajas del Seguidor Solar

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Dentro de las ventajas se hicieron investigaciones se obtuvieron resultados para los sistemas solares de dos grados de libertad que se expusieron rangos entre los 27 y 40% más de productividad de energía eléctrica con respecto a los sistemas solares fijos. Aunque considerándose un escenario moderado con el seguidor solar de dos grados de libertad se asegura un 30% más de ganancia de energía eléctrica que un sistema solar fijo en muchas de las localidades donde se hicieron las investigaciones, y en un escenario optimista se asegura que el limite podría alcanzar hasta un valor de 35% más de ganancia que un sistema solar fijo. Tomando en cuenta las pérdidas relacionadas con las limitaciones del sistema que dependen del límite de los movimientos, su sistema de control, sombras, localización etc. y se han incorporado en los resultados y sin restricciones a la obtención de una estimación de la producción eléctrica. Continue reading

Materiales utilizados: Seguidor Solar

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Buen día, de nuevo aquí estamos agregando un poco más de información sobre el seguidor solar realizado por nosotros. En este caso nos enfocaremos a los materiales utilizados para la elaboración y construcción del seguidor solar.

Aquí les dejo el post anterior donde explico con más detenimiento la estructura del seguidor solar. Estructura del Seguidor Solar

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Para la fabricación de la estructura se utilizaron diversos tipos de materiales como aluminio, PLA y PTR, debido a la economización de la construcción se fabricó una gran cantidad de piezas en PLA.

La base de la estructura está constituida por un perfil de PTR de 3×1/2”, soldada en dos partes que a su vez, está unida con dos piezas de PLA. Como columna un tubo de aluminio de tipo mofle para automóvil de 2 1/2” (por su costo económico comparado con un tubo de aluminio y la fácil adquisición de estos materiales).

El engrane es de hierro fundido y bronce. El tornillo sin fin es de acero con la superficie endurecida y el eje del tornillo es de acero, debido a que se necesita un material resistente y de larga duración, como a su vez reducir los costos y el tiempo de mantenimiento de la transmisión montada.

También se imprimió el soporte de transmisión, la base donde se atornillo el motor. La base de chumacera en PLA por su diseño único, hecho por su servidor como es su caso en casi todas las piezas de PLA vistas en el anterior blog que conforman nuestro seguidor.

La pieza con triple diámetro, impresa en PLA cedió en fractura debido a la concentración de esfuerzos, por lo que se manufacturó en aluminio resolviendo el problema y añadiéndole mayor resistencia y precisión a la estructura aunque la desventaja fue el costo más elevado del material, que en su defecto se ahorró en la parte de mano de obra debido a que se maquinó en el taller de la empresa.

Para el Rack se fabricó un bastidor con un perfil PTR de ¾” y dos placas de acero de 1/8” de grosor soldadas a un costado de los dos perfiles del centro del rack.

Bueno, pues esto seria todo por hoy. Posteriormente seguiremos aportando mas información, que tengan buen día.

Actuador lineal eléctrico

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Buen día, estamos de nueva cuenta con ustedes para aportarles algo de conocimiento de los actuadores lineales eléctricos.

Para empezar hablaremos sobre lo que es un actuador. Es un dispositivo inherentemente mecánico cuya función es proporcionar fuerza para mover o “actuar” otro dispositivo mecánico. La fuerza que provoca el actuador proviene de tres fuentes posibles: Presión neumática, presión hidráulica, y fuerza motriz eléctrica (motor eléctrico o solenoide). Dependiendo del origen de la fuerza el actuador se denomina “neumático”, “hidráulico” o “eléctrico”

Con el tiempo, se hizo conveniente automatizar la actuación de dispositivos, por lo que diferentes dispositivos hicieron su aparición. Actualmente hay básicamente dos tipos de actuadores.