Resumen

En este artículo, presentamos un estudio experimental sobre la estabilidad de la velocidad de un husillo accionado por un motor hidráulico, controlado por una válvula proporcional, a través de una transmisión por correa trapezoidal. La investigación incluye el modelado dinámico del grupo de transmisión y la transmisión del motor hidráulico al eje de trabajo a través del mecanismo de correa trapezoidal, junto con el establecimiento de un modelo matemático y un modelo de controlador PID difuso autoajustable. En el modelo, la correa trapezoidal se asume como un módulo elástico, y el coeficiente de fricción y el momento de inercia de la masa del motor hidráulico se consideran constantes. Se utiliza el software Matlab para simular la respuesta de velocidad del motor hidráulico al eje de trabajo. Basándonos en el estudio teórico, asemejamos el sistema experimental y determinamos los parámetros para el controlador PID autoajustable difuso. Llevamos a cabo experimentos e investigamos la estabilidad de la velocidad del eje de trabajo de 300 a 1100 (rpm) basándonos en parámetros de respuesta transitoria como el tiempo de retardo, el tiempo de ajuste, el sobreimpulso y el error de rotación en estado estacionario. Por lo tanto, en este estudio, la simulación y los resultados experimentales se comparan y evalúan con respecto a la estabilidad de la velocidad del eje de trabajo accionado por el motor hidráulico transmitido a través del mecanismo de correa trapezoidal. Los resultados muestran la capacidad de control de velocidad mediante el uso de una válvula proporcional para manipular el flujo de aceite y la aplicación de un controlador PID autoajustable para lograr muy buenos resultados, tales como la diferencia de error de 0,001 a 0,036%, el retraso de 0,01 a 0,02 segundos, sin sobreimpulso, y el error de asentamiento inferior a 5 en comparación con los valores establecidos. Por otra parte, incluimos en este estudio el efecto de la temperatura del aceite de 40 a 80°C sobre la velocidad del eje de trabajo (500, 900 rpm) y deducimos que el sistema funciona bien en el rango de temperaturas de 40 a 70°C. Sobre la base de estas conclusiones, proponemos la aplicabilidad de este sistema en las cortadoras de maquinaria actuales. Además, verificamos los efectos del accionamiento hidráulico para el eje principal, controlado por PID difuso, mediante la comparación de la rugosidad de la pieza mecanizada con respecto a la que utiliza el accionamiento por motor trifásico.

• Materias:Máquinas eléctricas Mecánica de fluidos Turbinas hidráulicas Turbina eólica Turbomáquina
• Subjects:Electric machines Fluid mechanics Hydraulic turbines Wind turbine Turbomachine
• Palabras claves:motor hidráulico, estabilidad de velocidad, eje, controlador pid, mecanismo de correa, fuzzy self, válvula proporcional, modelo de controlador pid, cortadores de maquinaria actual, pieza de trabajo de mecanizado
• Keywords:hydraulic motor, speed stability, shaft, pid controller, belt mechanism, fuzzy self, proportional valve, pid controller model, current machinery cutters, machining work piece