Las elevadas exigencias de los sistemas de tracción todoterreno

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Los fabricantes de motores y frenos se enfrentan a una presión cada vez mayor para ofrecer componentes todoterreno con ventajas de eficiencia energética y sostenibilidad. Esta transición comienza durante la fase de diseño, cuando los ingenieros optimizan aspectos como el ruido, la vibración y la dureza (NVH), así como el confort, la seguridad y la salud. Las siguientes soluciones para fuera de carretera, construcción y minería apuntan a la transición totalmente eléctrica que se está produciendo en cada sector.

La industria fuera de carretera está atravesando actualmente una transición significativa. El viaje comenzó hace unos 10-12 años, cuando la industria de las carretillas elevadoras empezó a pasar de los motores de combustión interna a los accionamientos eléctricos. Hoy en día, los equipos de construcción, más concretamente, los equipos de construcción compactos, también han iniciado la conversión transformadora a los accionamientos eléctricos.

Los ingenieros de aplicaciones de Warner Electric trabajan habitualmente con los fabricantes de equipos originales de transmisión Tier 1, así como con los equipos de ingeniería de los principales fabricantes de equipos de construcción, para desarrollar soluciones de frenado compactas y energéticamente eficientes.

Al igual que en el sector de la automoción, las normativas nacionales y municipales sobre emisiones son cada vez más restrictivas para los vehículos y equipos todoterreno. En algunas zonas, ya se ha prohibido completamente el uso de equipos propulsados por gas. Algunos analistas creen que en 2030 el 50% del mercado de equipos de construcción será eléctrico.

A medida que aumenta la concienciación medioambiental, los fabricantes de maquinaria de construcción han empezado a responder con equipos eléctricos que cumplen diversas normativas sobre emisiones. Sin embargo, también se están viendo impulsados por políticas medioambientales voluntarias adoptadas por contratistas de la construcción y grandes empresas de alquiler de equipos. Esta nueva generación de equipos mucho más silenciosos no sólo es respetuosa con el medio ambiente, sino que también ofrece mayores ventajas en cuanto a comodidad, salud y seguridad para el operador.

Warner Electric ofrece soluciones de frenado innovadoras diseñadas para reducir el consumo de energía en una amplia variedad de equipos de construcción alimentados por batería, incluidos los motores de giro y de orugas en excavadoras, los motores de ruedas y de orugas en cargadoras compactas de orugas, minicargadoras, excavadoras de ruedas, dúmperes compactos y plataformas elevadoras móviles de trabajo (PEMP).

Los experimentados ingenieros de aplicaciones de Warner Electric trabajan habitualmente con los fabricantes de equipos originales de primer nivel, así como con los equipos de ingeniería de los principales fabricantes de equipos de construcción, para desarrollar soluciones de frenado compactas y energéticamente eficientes que satisfagan las necesidades de cada vehículo, ya sea para un diseño completamente nuevo o para la conversión eléctrica de un equipo existente.

"Muchos usuarios tienen problemas con el material de fricción adherente, y nosotros hemos podido resolver este viejo problema y combinarlo con un alto coeficiente de fricción. Muchos dispositivos de retroalimentación sobre el terreno para medir el desgaste o detectar el estado del freno no son fiables", afirma Mourade Vaneeckhoutte, director global de ventas de Altra Industrial Motion.

El proceso de diseño suele comenzar con una de las soluciones de frenado existentes de Warner, incluidas las gamas PK y CBTB. Una vez seleccionada, comienza la personalización de la unidad, incluyendo la clasificación IP, los cables de desbloqueo manual, los conectores, los sensores y el material de fricción. El resultado es un producto "plug and play" que el OEM puede integrar fácilmente en una cadena cinemática.

el enfoque "plug and play" es extremadamente importante, ya que hace que la integración de nuestra solución de frenado en la máquina OE o en la transmisión Tier 1 sea mucho más fácil, rápida y eficiente, el tiempo de montaje se está reduciendo y, en consecuencia, ayuda al OEM o Tier 1 a reducir costes", dijo Vaneeckhoutte.

Las ventajas de esta gama competitiva en costes incluyen un diseño de una sola pieza para facilitar el montaje, menor consumo de energía, mayor duración de la batería y, en general, menores costes de mantenimiento. Estos frenos están protegidos para resistir entornos exteriores adversos. Hay disponibles modelos con clasificación IP67 para satisfacer los exigentes requisitos de las aplicaciones de lavado.

El freno PK-Low Noise Design, lanzado recientemente, incorpora un exclusivo sistema de amortiguación pendiente de patente que reduce significativamente el ruido de funcionamiento (acoplamiento) por debajo de 70 db. El nuevo freno se ha desarrollado para aplicaciones en las que los altos niveles de ruido pueden resultar molestos, como las transmisiones giratorias bajo cabina de las miniexcavadoras.

La familia CBTB de frenos electromagnéticos de eje es específica para su uso en vehículos de doble tracción alimentados por batería con capacidades generalmente de hasta ocho toneladas (17.900 libras). Estos frenos avanzados de alta velocidad y alto par proporcionan una funcionalidad fiable de freno de emergencia y de estacionamiento y permiten aumentar la velocidad máxima del vehículo y mejorar la productividad.

El material de fricción en seco antiadherente W134 patentado, diseñado y fabricado internamente, está disponible en los modelos PK y CBTB para mayores requisitos de frenado de alta capacidad a velocidades muy altas. La velocidad lineal del material de fricción determina el límite de velocidad, ciertos frenos y tamaños de diseño se han probado funcionalmente a velocidades de 12.000 rpm.

Además de los frenos de retención, los Magna-Shear son ideales para aplicaciones mineras en las que el motor se detiene o invierte en cada ciclo, como cargadores/descargadores, transportadores, vigías y volquetes de vagones de ferrocarril, vagones de desplazamiento interno y terrestre, muestreadores rotativos de barrido de carbón y más.

Estos frenos de motor de eficacia probada están disponibles para adaptarse a una amplia gama de aplicaciones. Los pares de apriete de los muelles oscilan entre 3 y 1.250 pies-libra. Los frenos de motor MagnaShear pueden adaptarse al valor de par correcto, independientemente del tamaño del bastidor del motor o de los caballos de potencia, cambiando la combinación de muelles y discos de fricción.

Los frenos de motor MagnaShear totalmente cerrados son impermeables a la humedad, la suciedad y el polvo que son comunes en aplicaciones mineras, así como en plantas de bloques de hormigón, fabricación de tejas de asfalto, manipulación de materiales a granel, fabricación de productos forestales, etc.

Los productos y soluciones que Hägglunds expuso recientemente en Minexchange 2023 aprovechan las características únicas de la tecnología de accionamiento directo hidráulico -entregando potencia directamente al eje de transmisión con par completo desde velocidad cero y protección frente a cargas de choque- para maximizar la eficiencia y el tiempo de actividad de transportadores, alimentadores, trituradoras, tambores, recuperadores de rueda de cangilones, hornos y mucho más.

Control de par: Los accionamientos directos de baja velocidad y alto par pueden proporcionar un par completo desde la parada, sin restricciones de tiempo. Los accionamientos directos hidráulicos Hägglunds pueden funcionar de forma continua en todo su rango de potencia hasta su par nominal, desde cero hasta la velocidad máxima.

Arranque-parada-inversión: Un accionamiento hidráulico directo Hägglunds reacciona con especial rapidez debido a su momento de inercia muy bajo. Pueden pasar automáticamente del modo de conducción al de frenado, y el sentido de giro puede cambiarse rápidamente cambiando la dirección del flujo de aceite.

Resistencia a las cargas de choque: Las cargas de choque pueden dañar equipos críticos y provocar importantes paradas imprevistas. Con motores de accionamiento directo que aplican la potencia directamente al núcleo de transportadores, trituradoras y alimentadores, el accionamiento directo ofrece una solución sin juego mecánico y con un bajo momento de inercia, por lo que puede soportar fácilmente vibraciones, cargas de choque externas y cambios de dirección de la carga.

Accionamiento hidráulico directo Fusion: Lanzado en 2022, el Fusion de Hägglunds obtuvo dos veces el reconocimiento del sector. El Fusion es un sistema de accionamiento único que lo pone todo en el brazo de par, desde el motor hidráulico y las bombas hasta el armario que los aloja, lo que permite disponer de un par elevado y una fiabilidad total en una sola unidad, en un espacio que antes era impensable.

Motor hidráulico Atom: Combinando el tamaño adecuado con el rendimiento de Hägglunds, ofrece el ajuste perfecto para aplicaciones mineras en las que se requiere tanto un tamaño compacto como una alta densidad de potencia. Con un par máximo de hasta 13,6 kNm y un par específico de 40 Nm/bar, el motor hidráulico Atom de Hägglunds puede suministrar una potencia máxima de 394 kW, superando a otros motores de su clase.

Motores CB Direct Drive: Resistentes y robustos con una amplia gama de tamaños y cilindradas, los CB de Hägglunds proporcionan la solución adecuada para muchas aplicaciones de servicio pesado, como trituradoras, alimentadores y molinos de rodillos. Combina diseños que ahorran espacio con una amplia gama de tamaños y desplazamientos.

Motores Rineer: Los motores Rineer de Bosch Rexroth ofrecen la mayor densidad de potencia con el máximo par, así como robustez, incluso en las condiciones climáticas más adversas y con altas cargas de suciedad. Los motores Rineer se utilizan con frecuencia en los sectores de la minería y la construcción, en aplicaciones de perforación y cabrestantes.

Desarrollada para aplicaciones de manipuladores telescópicos que levantan hasta 12.000 libras, la nueva línea motriz de Dana viene equipada con una caja de caída compacta Spicer 312 para motores hidrostáticos de alta potencia. Esta nueva caja de cambios hidrostática funciona como una transmisión variable continua sin interrupción de par y ofrece un rendimiento mejorado con movimientos precisos a bajas velocidades, un consumo de combustible reducido y un freno de estacionamiento de liberación hidráulica aplicado por resorte integrado.

La transmisión está diseñada para acoplarse a los ejes delantero y trasero de alta resistencia Spicer 222, de eficacia probada sobre el terreno, que incorporan sendos diferenciales de deslizamiento limitado y proporcionan al cliente frenos sin mantenimiento. Todo el sistema de transmisión está optimizado para reducir la eficiencia, el ruido, las vibraciones y la dureza.

"Dana cuenta con más de 40 años de experiencia en el diseño e implementación de soluciones de transmisión hidrostática para diversas aplicaciones en el mercado off-highway", dijo Jeroen Decleer, vicepresidente senior de Dana Off-Highway Drive and Motion Systems. "Nuestra nueva transmisión hidrostática ofrece a los operadores una solución fácil de usar con un mayor rendimiento y eficiencia a bajas velocidades. Esto hace que sea ideal para su uso en el mercado norteamericano de manipuladores telescópicos y su enfoque modular ofrece a los clientes la flexibilidad necesaria para hacer la transición a una solución de cero emisiones."

Con el fin de apoyar la transición de la industria hacia los vehículos de emisiones cero, Dana optimizó los ejes y el sistema de transmisión para que fueran eficientes y soportaran una variedad de arquitecturas, permitiendo a los clientes conservar la misma solución de transmisión mientras eligen entre implementar un diseño hidrostático de caja de caída o de accionamiento eléctrico.