Diseño de motor de sierra circular de metal

Diseño de motor de sierra circular para metal: especificaciones técnicas y guía de selección

1. Requisitos básicos de rendimiento

Parámetros operativos críticos

Parámetro	Grado industrial	Grado del taller	Corte de Precisión
poder	3-7,5kW	1,5-3kW	0,75-2,2kW
Velocidad	2.800-4.500 RPM	1.500-3.000 RPM	500-1500 RPM
par	15-40Nm	8-15Nm	5-10Nm
Ciclo de trabajo	S1 (Continuo)	T3 40%	S6 60%
Ø de la hoja	300-500 mm	200-315 mm	80-200 mm

2. Comparación de tecnologías de motores

Análisis de tipo de motor

Tipo	Par inicial	Control de velocidad	Mantenimiento	Mejor para
Inducción trifásica	150% calificado	Se requiere variador de frecuencia	Bajo	Corte de alta resistencia
PMSM	300% calificado	FOC de precisión	Ninguno	Aplicaciones CNC
Reticencia conmutada	250% calificado	Excelente	Ninguno	Ambientes hostiles

Tendencia de la industria: 72% de sierras industriales nuevas ahora usa Motores PMSM con accionamientos integrados.

3. Diseño de integración mecánica

Especificaciones de eje y montaje

• Diámetro del eje: 24-40 mm (tolerancia ISO 286 h6)

• Montaje con brida: estándares IEC B14 o B5

• Sistema de rodamientos:

♦ Contacto angular doble (7205B/7206B)

♦ Lubricado con grasa (NLGI #2)

♦ Vida L10 >30.000 horas

Control de vibración

• Equilibrado dinámico hasta grado G2.5 (ISO 1940)

• Montaje aislado con atenuación de vibración del 85-90%

• Velocidad crítica >1,25x velocidad operativa máxima

4. Gestión térmica

Soluciones de refrigeración

Método de enfriamiento	Flujo de aire (CFM)	Aumento de temperatura (°C)	Adecuado para
TEFC	120-180	65-75	servicio intermitente
aire sobre	200-300	55-65	Operación continua
Refrigerado por líquido	N/A	40-50	CNC de alta densidad

Protección térmica:

• Aislamiento clase F (155°C)

• Sensores PT100 integrados (precisión de ±1°C)

• Reducción automática de potencia a una temperatura de bobinado >105 °C

5. Características eléctricas

Requisitos de fuente de alimentación

• Voltaje: 380VAC ±10% (industrial), 220VAC (taller)

• Frecuencia: 50/60 Hz ±5%

• Corriente inicial:

Interfaz de control

• Estándar: Modbus RTU sobre RS485

• Avanzado: EtherCAT para integración CNC

• E/S:

♦ 2x entradas digitales (arranque/parada)

♦ 1 entrada analógica (referencia de velocidad de 0-10 V)

♦ 1x salida de fallo (NO relé)

6. Seguridad y cumplimiento

Certificaciones obligatorias
• CE (EN 61000-6-2, EN 60204-1)

• UL 1004 (Norteamérica)

• GB755 (China)

Funciones de protección
• Sobrecorriente instantánea (200% de disparo)

• Detección de falla a tierra del estator

• Freno mecánico (24 V CC a prueba de fallos)

7. Especificaciones de mantenimiento

Intervalos de servicio

Componente	Inspección	Reemplazo
Rodamientos	500 horas	10.000 horas
Ventilador de refrigeración	1.000 horas	5.000 horas
Codificador	-	20.000 horas

8. Análisis de costos

Desglose de propiedad total

• Costo inicial: 45-55%

• Consumo de energía: 30-40%

• Mantenimiento: 10-15%

• Eliminación: 2-5%

Período de recuperación: 18-24 meses para PMSM de alta eficiencia frente a inducción

9. Tecnologías emergentes

Soluciones innovadoras

• Sistemas de autoafilado: Acondicionamiento de cuchillas integrado en el motor

• Detección de carga AI: ajuste automático de la velocidad de alimentación

• Monitoreo de energía inalámbrico: seguimiento de eficiencia en tiempo real

• Carcasas compuestas: reducción de peso del 30%

10. Algoritmo de selección

Diagrama de flujo de decisión

(1). Determinar la dureza del material (HRC/Brinell)

(2). Calcule la fuerza de corte requerida (F=π×D×t×k)

(3). Seleccione el diámetro de la hoja → par requerido

(4). Elija la tecnología del motor según el ciclo de trabajo

(5). Verificar los requisitos de refrigeración

(6). Finalizar las necesidades de la interfaz de control

Ejemplo de cálculo:

Para cortar acero dulce de 50 mm (k=500N/mm²):
Fuerza de corte = π × 300 mm × 3 mm × 500 N/mm² = 1413 N
Par requerido = (1413 N × 0,15 m)/2 = 106 Nm
→ Seleccionar Motor PMSM de 5,5 kW. con capacidad máxima de 120 Nm

Conclusión

moderno motores de sierra circular para metal requieren una combinación cuidadosa de Rendimiento dinámico, capacidad térmica y precisión de control. a las demandas de la aplicación. El mercado está cambiando hacia soluciones de imanes permanentes con funciones de inteligencia integradasque optimizan el rendimiento de corte y reducen el consumo de energía. La selección adecuada requiere la consideración simultánea de parámetros mecánicos, eléctricos y de control para garantizar un funcionamiento confiable durante toda la vida útil del equipo.

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