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Exploración espacial con tornillos sinfín Pfaff-silberblau de Columbus McKinnon Engineered Products

Petra Lugner | 22 may. 2017


En el semidesierto sudafricano de Karoo, los astrónomos que trabajan en el proyecto MeerKAT están utilizando 64 radiotelescopios del fabricante alemán Vertex Antennentechnik para explorar el espacio. El movimiento de elevación de las antenas se realiza utilizando la innovadora tecnología de Columbus McKinnon Engineered Products, Kissing. Para cumplir con los exigentes requisitos del cliente, los ingenieros tuvieron que idear rápidamente un sistema de accionamiento especial. En un tiempo récord de solo tres meses desde la solicitud inicial, todo se logró desde el diseño del concepto, el desarrollo, el prototipo para probar escenarios de prueba hasta el lanzamiento para la producción en serie. El TQS 200 es un nuevo gato de tornillo de torsión Pfaff-silberblau, que ahora permite ajustar la inclinación de los radiotelescopios de 13,50 m de diámetro sin retroceso y al milímetro preciso. En conjunto, las antenas Vertex individuales se combinan para formar lo que se conoce como una matriz de kilómetros cuadrados (SKA), que hoy se considera el radiotelescopio más grande del hemisferio sur. Sobre la base de las ondas de radio recibidas desde el espacio, las primeras estructuras del universo deben ser exploradas en un intento por promover la búsqueda de vida extraterrestre.

Libre de pestañas en la espalda durante todo el tiempo

La inclinación de cada telescopio se ajusta al milímetro preciso mediante el conector de tornillo de par TQS 200 de Pfaff-silberblau. Consiste en un tornillo de bolas especial pretensado, que es accionado libre de reacción por un motor de par con un par nominal de más de 100 Nm. Los desafíos planteados por este desarrollo especial resultaron de tener que garantizar la alta rigidez necesaria, las pérdidas mínimas de fricción y el ajuste sin pestañas traseras con la mejor eficiencia posible. Por ejemplo, era necesario que el cliente garantizara completamente los parámetros prescritos para todos los gatos de tornillo, por ejemplo, un par de ralentí bajo de menos de 60 Nm a velocidad máxima y documentarlos en consecuencia.

Para una carrera de 750 mm y una velocidad de elevación en un rango de ajuste de 0,01 a 42 mm/s, el accionamiento mueve una carga de hasta 25 kN libre de contragolpes y con mayor precisión de 5 micrómetros. Para este propósito, un codificador binario especial está integrado libre de reacción directamente en el eje del motor. Un freno de emergencia está conectado con un compromiso positivo con todas las partes de transferencia de par. Su par de frenado de 310 Nm garantiza que la unidad no autobloqueante se mantenga de forma fiable y segura en todas las posiciones solicitadas.

Resistente en entornos hostiles

Los telescopios altamente sensibles están directamente expuestos a las duras condiciones climáticas locales de esta región semidesértica. Por esta razón, Columbus McKinnon Engineered Products ha protegido el gato de tornillo TQS 200 con una pintura multicapa (C5-M), capaz de soportar la atmósfera costera y marina con su alto contenido de sal. Esto significa que el gato de tornillo está diseñado de manera óptima para las exigentes condiciones ambientales, siendo resistente tanto a la condensación como a la contaminación del aire durante un período de décadas sin impedimentos. Todas las transiciones, interfaces, entradas y salidas de cables, así como la caja de terminales, han sido protegidas mediante un concepto de sellado especial y garantizan la compatibilidad electromagnética (EMC).

La aplicación y el sitio de implementación en el desierto requieren una operación libre de mantenimiento, que se puede garantizar mediante el uso de un sofisticado montaje de rodamientos de rodillos y la grasa lubricante especial desarrollada específicamente para esta aplicación. El requisito de una vida útil de 30 años fue excepcionalmente exigente en este nuevo desarrollo. En consecuencia, todos los componentes y conjuntos en la transmisión de potencia fueron diseñados para garantizar una resistencia a la fatiga de larga duración. La alta durabilidad del TQS 200 ahora también se ha demostrado en una prueba de resistencia en una configuración de prueba Vertex.

Procedimiento de prueba elaborado para probar la rigidez

Para demostrar que se habían cumplido todas las especificaciones, se desarrolló un procedimiento de prueba completo desde cero y se documentó en una secuencia de proceso especialmente diseñada para ello. Con este fin, Columbus McKinnon Engineered Products proporcionó prototipos al instituto estatal de pruebas de materiales para ingeniería mecánica de la Universidad Técnica de Munich, que se utilizaron para probar la rigidez, es decir, la deformación lineal bajo carga de tracción y compresión. Esto implicó exponer los sistemas de tornillo sin fin con longitudes totales de 1000 mm y 1270 mm a una carga de 10 kN. Se examinaron múltiples ciclos de carga en el rango de 0 a 100 kN para un cambio de carga de 1000 N por segundo. Las mediciones también incluyeron una prueba de frenos. Esto implicaba suministrar corriente al motor de accionamiento con el freno encendido hasta alcanzar un par de 310 Nm.

Más información sobre los tornillos sin fin de la marca Pfaff-silberblau de Columbus McKinnon Engineered Products está disponible en línea en http://www.pfaff-silberblau.com/de-Komponenten-Produkteen-Components-Products/de-Hubelementeen-Screw-Jacks-.html.

Más información sobre el proyecto MeerKAT está disponible en línea en http://www.ska.ac.za/.

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Figura 1. Los gatos de tornillo sin fin de elevación Pfaff-silberblau TQS 200 ajustan las antenas sin retroceso

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Figura 2. Accionamiento directo lineal TQS 200 de Columbus McKinnon Engineered Products

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Figura 3. Procedimiento de prueba para probar la rigidez de TQS 200 en la Universidad Técnica de Munich

 

Acerca de Columbus McKinnon Engineered Products

La empresa Columbus McKinnon Engineered Products GmbH, Kissing/Alemania, ha clasificado con su marca Pfaff-silberblau durante muchas décadas entre los líderes tecnológicos en componentes y soluciones de sistemas para el movimiento mecánico y la tecnología de elevación. La cartera abarca desde sofisticados elementos de gato de tornillo hasta innovadores accionamientos lineales hasta potentes mesas elevadoras y cabrestantes de cable de alambre. Sobre la base de estos componentes, Columbus McKinnon Engineered Products también ofrece soluciones personalizadas para una amplia gama de diferentes campos de aplicación.

Columbus McKinnon Engineered Products es una subsidiaria de McKinnon Corporation (CMCO), Getzville/USA, un proveedor líder de equipos de elevación y manejo de materiales. 

Más información sobre Columbus McKinnon Engineered Products junto con su marca Pfaff-silberblau está disponible en línea en www.pfaff-silberblau.com.

 

Contacto de la empresa:

COLÓN McKINNON

Productos de ingeniería GmbH

Prensa: Petra Lugner

Correo electrónico: presse.kissing@cmco.eu

Internet: www.pfaff-silberblau.com