Fundamentos de Motores, Transmisión, Automatización y Sensores
Motor de Combustión Interna
- Relación carrera/diámetro: La carrera es la distancia recorrida por el pistón entre el Punto Muerto Inferior (PMI) y el Punto Muerto Superior (PMS), y el diámetro es el del cilindro.
- Cilindrada: Es la medida del espacio entre el PMI y el PMS.
- Grado de admisión: Es el correcto ingreso del combustible al cilindro.
- Relación de compresión: Es la cantidad de veces que el volumen del cilindro es mayor que la cámara de compresión.
- Cámara de combustión: Es el espacio sobre el PMS.
- Potencia indicada: Potencia generada por el motor debido a la combustión.
- Rendimiento útil: Sirve para comparar el rendimiento general del motor.
- Rendimiento mecánico: Solo considera como pérdidas el rozamiento y el accionamiento de mecanismos auxiliares.
Fórmulas de Potencia:
- EHP = Potencia suministrada por el combustible
- IHP = Potencia indicada desarrollada al interior del cilindro
- FHP = Potencia consumida en fricción y accesorios
- BHP = Potencia al freno. Potencia entregada por el motor
- Consumo específico: Indica la eficiencia que tiene un motor para transformar carburante en energía mecánica.
Sistemas del Motor
- Sistema de combustible: Su función es suministrar el combustible necesario, libre de impurezas y humedad, al sistema de inyección.
- Sistema de inyección: Suministrar el combustible dosificado, pulverizado, en forma sincronizada y a una presión adecuada a los requerimientos del motor.
Funciones de la bomba de inyección:
- Dosificar el combustible suministrado al motor.
- Entregar el combustible según el orden de inyección del motor.
- Sincronizar la entrega de combustible.
Transmisores
El transmisor es un instrumento que capta la variable en proceso y la transmite a distancia a un instrumento indicador, registrador, controlador o una combinación de estos. Es un equipo que emite una señal, código o mensaje a través de un medio. Para lograr una sesión de comunicación se requiere: un transmisor, un medio y un receptor.
- Función: Tomar cualquier señal para convertirla en una señal estándar adecuada para el instrumento receptor.
Tipos de Transmisores:
- Neumática
- Electrónica
- Digital
- Hidráulica
- Telemétrica
Un transmisor neumático es un dispositivo mecánico que convierte un desplazamiento mecánico en variaciones proporcionales de presión.
Transmisores Eléctricos: Precisos y de respuesta más rápida que los mecánicos. Esto se debe en parte a la precisión de los circuitos electrónicos.
Automatización
Automatización: Funcionan con la mínima o nula intervención del ser humano.
- Principio: Permite una mayor precisión y repetitividad en las tareas.
Tipos de Automatización:
- Fija
- Programable
- Flexible
Tecnologías básicas de la Automatización industrial:
- Neumática y electroneumática, incluida la neumática proporcional.
- Oleo-hidráulica y electro-hidráulica, incluida la oleo-hidráulica proporcional.
- Accionamientos eléctricos, controles eléctricos y máquinas eléctricas.
Sensores
Sensor: Captar un estímulo de su entorno y traducir esa información que recibe.
Reaccionan a los cambios de las condiciones físicas alterando sus propiedades eléctricas.
Tipos de sensores: Temperatura, presión, flujo, corriente.
Transferencia de Calor
- Conducción: Ocurre cuando el calor se transmite de un cuerpo a otro con diferente temperatura a través del mero contacto, sin que ocurra un desplazamiento de materia.
- Convección: Se produce a través del movimiento de partículas de la sustancia que transmite el calor, por lo que deberá tratarse siempre de un fluido (líquido o gas), ya sea por movimiento natural o forzado.
- Radiación: Ocurre cuando el calor se transmite entre dos sólidos de distinta temperatura sin que exista entre ellos ningún punto de contacto ni un sólido conductor. El calor se transmite en emisión de ondas electromagnéticas a la velocidad de la luz.
Termocuplas y Pirómetros
Las termocuplas son los sensores de temperatura simples, robustos y económicos que se utilizan ampliamente en diversos procesos y amplios rangos de temperatura.
Consisten en dos metales diferentes, unidos en sus extremos que forman un circuito cerrado.
El pirómetro óptico es un tipo de termómetro que mide la radiación térmica sin ningún contacto físico con el objeto, detectando así la temperatura a la que se dirige.
Servomotores
Un servomotor es un motor eléctrico al que podemos controlar tanto la velocidad, como la posición del eje que gira.
Características principales de un servomotor: El par y la velocidad.
- El par: Fuerza que es capaz de hacer en su eje.
- El par también se puede llamar torque.
Un servomotor es un sistema compuesto por:
- Un motor eléctrico: es el encargado de generar el movimiento, a través de su eje.
- Un sistema de regulación: formado por engranajes, que actúan sobre el motor para regular su velocidad y el par. Mediante estos engranajes, normalmente ruedas dentadas, podemos aumentar la velocidad y el par o disminuirlas.
- Un sistema de control o sensor: circuito electrónico que controla el movimiento del motor mediante el envío de pulsos eléctricos.
Tipos de Servomotores:
- Servomotores de corriente continua (CC): los más habituales. Funcionan con un pequeño motor de corriente continua. El servomotor se controla por PWM (modulación por ancho de pulso).
- Servomotores de corriente alterna (AC): pueden utilizar corrientes más potentes y por lo tanto se usan para mover grandes fuerzas.
- Servomotores de imanes permanentes o Brushless: se llama brushless porque es un motor de corriente alterna sin escobillas (como las que llevan los de CC).
Motor Paso a Paso
Motor Paso a Paso: Es un motor eléctrico, pero que no gira, sino que avanza un «paso».