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Exploração espacial com pfaff-silberblau worm gear screw jacks de Columbus McKinnon Engineered Products

por Petra Lugner | 22 mai 2017


No semi-deserto de Karoo sul-africano, os astrônomos que trabalham no projeto MeerKAT estão usando 64 radiotelescópios do fabricante alemão Vertex Antennentechnik para explorar o espaço. O movimento de elevação das antenas é efetuado usando a tecnologia inovadora de Columbus McKinnon Engineered Products, Kissing. Para atender aos requisitos exigentes do cliente, os engenheiros tiveram que elaborar rapidamente um sistema de acionamento especial. Em um tempo recorde de apenas três meses a partir da solicitação inicial tudo foi realizado desde o projeto conceitual, desenvolvimento, protótipo para testes de cenários de teste até o lançamento para produção em série. O TQS 200 é um novo parafuso de torque Pfaff-silberblau, que agora permite que a inclinação dos radiotelescópios medindo 13,50 m de diâmetro seja ajustada livre de reação e do milímetro preciso. Ao todo, as antenas vertex individuais se combinam para formar o que é conhecido como uma matriz de quilômetros quadrados (SKA) – que hoje é considerado o maior radiotelescópio do hemisfério sul. Com base nas ondas de rádio recebidas do espaço, as primeiras estruturas do universo devem ser exploradas na tentativa de promover a busca por vida extraterrestre.

Back-lash livre durante todo o curso

A inclinação de cada telescópio é ajustada ao milímetro preciso pelo parafuso de torque TQS 200 da Pfaff-silberblau. Consiste em um parafuso de bola especial pré-estressado, que é acionado livre de reação por um motor de torque com um torque nominal de mais de 100 Nm. Os desafios colocados por este desenvolvimento especial resultaram de ter que garantir a necessária alta rigidez, perdas mínimas de atrito e ajuste livre de back-lash com a melhor eficiência possível. Por exemplo, era necessário que o cliente garantisse totalmente os parâmetros prescritos para todas as tomadas de parafuso, por exemplo, um torque de baixa marcha de 60 Nm em velocidade máxima e documentasse-os de acordo.

Para um curso de 750 mm e uma velocidade de elevação em uma faixa de ajuste de 0,01 a 42 mm/s, a unidade move uma carga de até 25 kN livre de reação e mais precisamente de 5 micrômetros. Para isso, um codificador binário especial é integrado livre de reação diretamente no eixo do motor. Um freio de emergência está conectado com o engajamento positivo com todas as peças de transferência de torque. Seu torque de frenagem de 310 Nm garante que a unidade não auto-travamento seja mantida de forma confiável e segura em todas as posições solicitadas.

Resistente em ambiente severo

Os telescópios altamente sensíveis estão diretamente expostos às duras condições climáticas locais desta região semi-desértica. Por esta razão, a Columbus McKinnon Engineered Products protegeu o jack de parafuso TQS 200 com uma pintura de várias camadas (C5-M), capaz de suportar a atmosfera costeira e offshore com seu alto teor de sal. Isso significa que a tomada de parafusos é projetada de forma ideal para as condições ambientais exigentes, sendo resistente tanto à condensação quanto à contaminação do ar durante um período de décadas sem prejuízos. Todas as transições, interfaces, entradas e tomadas de cabo, bem como a caixa terminal foram protegidas por meio de um conceito especial de vedação e garantem a compatibilidade eletromagnética (EMC).

O local de aplicação e implantação no deserto exige uma operação sem manutenção, que pode ser assegurada usando uma montagem sofisticada do rolamento do rolo e a graxa lubrificante especial desenvolvida especificamente para esta aplicação. A exigência de uma vida útil de 30 anos foi excepcionalmente exigente neste novo desenvolvimento. Consequentemente, todos os componentes e conjuntos na transmissão de energia foram projetados para garantir a força da fadiga ao longo da vida. A alta durabilidade do TQS 200 também foi comprovada em um teste de resistência em uma configuração de teste da Vertex.

Procedimento de teste elaborado para provar a rigidez

Para provar que todas as especificações foram atendidas, um procedimento completo de teste foi desenvolvido do zero e documentado em uma sequência de processo especialmente concebida para isso. Para isso, a Columbus McKinnon Engineered Products forneceu ao Instituto Estadual de Testes de Materiais para Engenharia Mecânica da Universidade Técnica de Munique protótipos, que foram usados para provar a rigidez, ou seja, a deformação linear sob tração e carregamento compressivo. Isso envolveu a exposição de sistemas de aparafusamento de engrenagem de vermes com comprimentos gerais de 1000 mm e 1270 mm a uma carga de 10 kN. Vários ciclos de carga foram examinados na faixa de 0 a 100 kN para uma troca de carga de 1000 N por segundo. As medidas também consistiram em um teste de freio. Isso implicava o fornecimento de corrente para o motor de acionamento com o freio ligado até que um torque de 310 Nm fosse atingido.

Mais informações sobre os parafusos de engrenagem de vermes da marca Pfaff-silberblau da Columbus McKinnon Engineered Products estão disponíveis online em http://www.pfaff-silberblau.com/de-Komponenten-Produkteen-Components-Products/de-Hubelementeen-Screw-Jacks-.html.

Mais informações sobre o projeto MeerKAT estão disponíveis on-line em http://www.ska.ac.za/.

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Fig. 1. Pfaff-silberblau TQS 200 tomadas de parafuso de engrenagem de minhoca de elevação ajustam antenas livres de reação

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Fig. 2. TQS 200 unidade direta linear de Produtos Projetados columbus McKinnon

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Fig. 3. Procedimento de teste para comprovar a rigidez do TQS 200 na Universidade Técnica de Munique

 

Sobre columbus McKinnon produtos projetados

A empresa Columbus McKinnon Engineered Products GmbH, Kissing/Germany, classificou-se com sua marca Pfaff-silberblau por muitas décadas entre os líderes de tecnologia em componentes e soluções de sistema para tecnologia de movimento mecânico e elevação. O portfólio varia de elementos sofisticados de chave de fenda a drives lineares inovadores até poderosas mesas de elevação e guinchos de corda de arame. Com base nesses componentes, a Columbus McKinnon Engineered Products também oferece soluções personalizadas para uma ampla gama de diferentes campos de aplicação.

Columbus McKinnon Engineered Products é uma subsidiária da listada McKinnon Corporation (CMCO), Getzville/USA, um fornecedor líder de equipamentos de levantamento e manuseio de materiais. 

Mais informações sobre a Columbus McKinnon Engineered Products juntamente com sua marca Pfaff-silberblau estão disponíveis online em www.pfaff-silberblau.com.

 

Contato da empresa:

COLOMBO McKINNON

Produtos projetados GmbH

Imprensa: Petra Lugner

E-mail: presse.kissing@cmco.eu

Internet: www.pfaff-silberblau.com