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Acoplamiento hidráulico de llenado constante con control por válvulas – Tipos TV…F…
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Acoplamientos hidráulicos con control por válvulas Voith Turbo:poniendo tracción en la cadenaDebido a las duras condiciones de operación bajo tierra, las impulsiones de los pánzer deben ser
extremadamente robustas y fiables. Por este motivo, para esta dura tarea, se escogen normal-
mente motores de jaula de ardilla con un par de vuelco grande. Estos motores presentan a me-
nudo curvas de velocidad-par que al combinarse con caídas de tensión pueden cortar a la curva
de carga del pánzer (par mínimo de aceleración), dándose una circunstancia que no produciría
un par suficiente para arrancar un transportador cargado.
Para arrancar un transportador cargado o sobrecargado, se necesita a menudo que el par sea
superior al par nominal. Esto quiere decir que una impulsión de pánzer conectada directamente
(motor a reductor) tendrá una capacidad limitada para arrancar un pánzer cargado. Tampoco se
pueden descartar las caídas de tensión en los sistemas subterráneos de suministro de energía y
éstos pueden reducir la característica de par del motor y empeorar el comportamiento de arran-
que. Los acoplamientos hidráulicos de Voith con una función de válvulas integral compensan
estos efectos negativos y permiten que el motor y el transportador arranquen de forma fiable.
Los acoplamientos hidráulicos de Voith, con control por válvulas dependiente de la velocidad, han demostrado sus ventajas en aplicaciones en la minería durante varias décadas:
operan de modo fi able en impulsiones de pánzer y transportadores repartidores
1 Cámara de retardo2 Boquilla3 Válvula de fuerza
centrífuga4 Apoyo de la válvula5 Rueda de bomba6 Circuito de trabajo7 Rueda de turbina8 Cámara anular
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3
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5
6
7
8
Modelo 3D, acoplamiento TVVFS Acoplamiento TWVF en una carcasa de farol túnel
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El concepto de impulsión de Voith
Las propiedades hidrodinámicas y de diseño de los acoplamien-
tos hidráulicos con control por válvulas están optimizadas para
las condiciones de uso en los transportadores blindados (pán-
zer) y en los transportadores repartidores. En conjunción con
motores de jaula de ardilla, constituyen un robusto sistema de
tracción que es extremadamente fiable y protege todos los
componentes de tracción, en especial la cadena.
Características de los acoplamientos hidráulicos
con control por válvulas (tipos TVF, TVVF, TVVFS)
Ventajas
Hidrodinámica Sistema hidrodinámico de transmisión de
potencia basado en el principio de Föttinger. Un
fl ujo giratorio de fl uido genera la transmisión de
par entre las piezas móviles de entrada y salida.
■ Transmisión de potencia con un desgaste prácticamente nulo■ Aceleración del motor sin carga■ Aumento suave del par de arranque■ Amortiguación de vibraciones torsionales y golpes en la cadena
de impulsión■ Reparto automático de carga en impulsiones con varios motores■ Concepto de impulsión robusto y fi able con motores de jaula de
ardilla■ Protección de todos los componentes de impulsión, en especial
de la cadena■ Alta efi ciencia
Control por
válvulas
Las válvulas centrífugas controlan el llenado
y vaciado del circuito de trabajo y, por ello, el
comportamiento de la transmisión de par del
acoplamiento de forma independiente de la
velocidad de impulsión dentro del acoplamiento.
■ Elimina carga del motor de impulsión en caso de caídas de
tensión, con lo que se consiguen velocidades del motor por
debajo del par de vuelco.■ Utilización del par de vuelco del motor tras la aceleración■ No se necesita equipo externo de regulación y control
Diseño Diseño compacto y simple ■ Se necesita poco espacio■ Servicio fácil de realizar
Dependiendo del tipo de acoplamiento se
dispone de amplias cámaras para el fl uido de
operación con su correspondiente capacidad
calorífi ca adicional.
■ Alta frecuencia de arranque■ Arranque contra altos pares de resistencia
Componentes con rotación simétrica ■ Rotación en los sentidos horario y anti-horario con las
mismas propiedades
Fluido de
operación
Versiones disponibles para aceite,
agua y fl uidos HFD
■ Respetuoso con el medio ambiente■ Cumple las exigencias ofi ciales■ Disponible en comercios en todo el mundo
Homologaciones Homologaciones para la minería obtenidas en
numerosos países
■ Componentes de impulsión certifi cados que cumplen las
disposiciones locales de minería
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Nuestro control por válvulas – una idea inteligenteEn un acoplamiento hidráulico, el par se transmite según el principio de
la hidrodinámica usando dos ruedas alabeadas (la rueda de bomba y la
de turbina): la rueda de bomba está conectada al impulsor primario y
la rueda de turbina a la máquina propulsada. La potencia mecánica
se transmite de la rueda de bomba a la rueda de turbina gracias a un
flujo giratorio del fluido. El comportamiento de la transmisión de par
del acoplamiento se puede adaptar a las necesidades de la tracción
de varias maneras empleando cámaras adicionales para controlar el
llenado y vaciado del circuito de trabajo.
1. Parada
■ El fl uido de operación está situado en la sec-
ción inferior del acoplamiento hidráulico.■ Los niveles de fl uido en la cámara de retardo y
el circuito de trabajo son idénticos.
2. Aceleración del motor (tensión completa
frente a tensión reducida)■ Hasta una “velocidad de conmutación” deter-
minada, las válvulas de fuerza centrífuga entre
el circuito de trabajo y la cámara de retardo
están abiertas.■ El fl uido de operación circula a través de las
válvulas del circuito de trabajo a la cámara de
retardo.■ Con ello el acoplamiento transmite un par más
bajo y el motor de impulsión acelera con una
carga reducida.
1 2
5
3. Aceleración de la máquina propulsada
■ Una vez que se ha superado la “velocidad de
conmutación”, se cierran las válvulas de fuerza
centrífuga.■ El fl uido de operación circula de la cámara de
retardo al circuito de trabajo a través de las
boquillas.■ El par que se puede transmitir aumenta hasta
el par de arranque y se acelera la máquina
propulsada.
4. Operación nominal
■ Casi todo el fl uido de operación se encuentra
en el circuito de trabajo.■ El acoplamiento ha alcanzado su máxima
capacidad de transmisión (deslizamiento
nominal 2 – 3%).
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6
5. Sobrecarga del motor
■ Las sobrecargas del motor, resultado de caí-
das de tensión o de una carga excesiva, pro-
vocarán que la velocidad del motor se reduzca
por debajo del punto de velocidad del par de
vuelco. Las válvulas de fuerza centrífuga reac-
cionan ante este hecho y se abren cuando se
alcanza una velocidad de conmutación defi ni-
da (nV2).■ El fl uido de operación vuelve del circuito de
operación a la cámara de retardo y se reduce
el par que el acoplamiento puede transmitir.■ Se reduce la carga sobre el motor y éste vuel-
ve a acelerar hasta su máxima velocidad.
■ Cuando se alcanza la velocidad de conmuta-
ción (nV1), se cierran las válvulas centrífugas.■ El fl uido de operación circula desde la cámara
de retardo al circuito de trabajo a través de las
boquillas y aumenta el par transmisible.■ Esta operación cíclica se repite hasta que el
transportador vuelve a arrancar una vez que se
ha estabilizado la tensión o responde un fusi-
ble térmico del sistema.
Arranque o sobrecarga –los acoplamientos TV…F… son adaptablesSi hay una caída de tensión en el sistema de suministro eléctrico, se
reduce el par del motor. Esto tiene un efecto especialmente adverso
durante el proceso de arranque. Sin un acoplamiento Voith con con-
trol por válvulas, el consumo de energía y el par disponible empeoran
de forma notable. En muchas ocasiones ni siquiera es posible arran-
car el transportador.
Esto produce un sobrecalentamiento térmico del motor y/o del aco-
plamiento.
Función de válvula con comportamiento de histéresis
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
00 1,0n1
nSyn
nV1 nV2
TTN
A
TVVFSTVVF
TVF
5
Curva característica original del motorCurva característica del motor con un 15% de caída de tensiónPar máximo con un deslizamiento del 100%Operación cíclicaPares de arranque con un deslizamiento del 100%
T Par del motorTN Par nominal del motorn1 Velocidad de entradanSyn Velocidad síncronanV1, nV2 Velocidades de con-
mutación de las válvulasA Acoplamiento sin control
por válvulas
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El acoplamiento óptimo para cada accionamientoLos factores críticos en el diseño de un acoplamiento fluido son la potencia y
la velocidad del motor de impulsión. Otros factores incluyen: la frecuencia de
arranque, el par máximo transmisible y la generación dependiente del tiempo
del par de arranque. A la hora de seleccionar el acoplamiento hidráulico más
apropiado para una impulsión, puede confiar en la experiencia de décadas de
nuestros ingenieros de ventas. Estaremos encantados de asesorarle.
Descripción general: Acoplamientos TV…F… para impulsiones AFC
TipoTVF TVVF TVVFS
Tamaño, diseño650
TVF
650
TUVF
650
TVVF
650
TUVVF
650
TUVVFS
750
TVVFS
Potencia estimada*
en kW
a 1.500 rpm 380 380 400 400 485 630
a 1 800 rpm 450 450 485 485 600 750
Par máximo transmisible en Nm 7.250 9.500 7.800 10.200 10.200 12.500
Capacidad calorífi ca y reducción de carga
en el arranque del motor+ ++ +++
Fluido de operación
Aceite Sí
Fluidos HFD Sí
Agua Posible
Material de piezas externas Silumin
Hierro
forjado
esferoidal
Silumin
Hierro
forjado
esferoidal
Hierro
forjado
esferoidal
Silumin
* Las especifi caciones de potencia incluyen diferencias en la capacidad calorífi ca disponible cuando se arranca frente a un pánzer bloqueado.
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Las impulsiones exigentes requieren soluciones apropiadasLos acoplamientos hidráulicos con control por válvulas no sólo se usan en
las impulsiones de pánzer. Su uso puede reportar ventajas en casi cualquier
sistema de impulsión electromotriz con sistemas de suministro de energía
media o baja. Otras aplicaciones típicas: Impulsiones que necesitan una re-
ducción efectiva de la carga sobre el motor para procesos de arranque que
se repiten con frecuencia. Empleamos distintos perfiles de ruedas y válvulas
de conmutación y boquillas, adaptados para optimizar los acoplamientos
TV…F… para las necesidades particulares de su aplicación.
Diagrama de potencia con aceite mineral como fl uido de operación (consultar para potencias superiores)
200016001200800600400315250200160110
7555373022
18,5
11
7,55,5
43
2,21,51,1
0,75
0,37
300 400 600 800 1000 1500 2000 3000
200015001000
500400300200
100
504030201510
5432
1
0,5
750
900
1000
1200
1500
1800
3000
3600
750
650
562
487
422
Pote
ncia
de
impu
lsió
n es
timad
a P 1 [
kW]
Pote
ncia
de
impu
lsió
n es
timad
a P 1 [
CV]
Velocidad de impulsión n1 [rpm ]
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Utilización óptima de la potencia del motor empleando acoplamientos hidráulicos Voith en un molino de impacto para la reducción de tamaño de minerales.
El acoplamiento hidráulico 750 TVVF en una cableadora que no se puede arrancar de forma directa cuando se usa un arrancador eléctrico suave para limitar la electricidad del motor.
Planta de carga de puerto para carbón y mineral en Vado Ligure (Italia) con distintas velocidades de transporte.
Molino, mezclador
■ La operación de molinos y mezcladores re-
quiere con frecuencia un alto par de arranque.■ Después de arrancar el motor sin carga se
debe alcanzar de forma rápida el par máximo
disponible.■ Un acoplamiento TV…F… en la impulsión
cumple estas exigencias. Un vaciado parcial
del circuito de trabajo por las válvulas abier-
tas, reduce el par de arranque durante la ace-
leración del motor.■ El rápido aumento posterior del par se alcanza
empleando las boquillas sobredimensionadas.
Combinación con arrancador suave
■ La combinación de un arrancador suave con
un acoplamiento TV…F… reduce el pico de
consumo de potencia dependiendo de la
carga.■ El motor, alimentación eléctrica y mecanismos
de compensación se pueden diseñar con me-
nores tamaños.■ Se reduce el coste de las exigencias máximas
de potencia.
Motores de dos velocidades
■ La velocidad de impulsión tiene un efecto im-
portante en el comportamiento de la transmi-
sión de un acoplamiento hidrodinámico. En los
motores de dos velocidades, el empleo de un
acoplamiento hidráulico en algunas aplicacio-
nes es sólo posible con restricciones.■ Unas válvulas de conmutación especiales en
los acoplamientos permiten que se pueda
adaptar el comportamiento de la transmisión
de forma efi caz a la velocidad correspon-
diente.
Voith Turbo GmbH & Co. KG
Start-up Components
Voithstr. 1
74564 Crailsheim, Germany
Tel. +49 7951 32-409
Fax +49 7951 32-480
www.voithturbo.com/startup-components
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2007
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