Redação do
Site Inovação Tecnológica - 08/12/2014
“É a primeira
vez na história que o eixo de entrada e o eixo de saída de um câmbio redutor
ficam flutuando sem nenhum tipo de contato, e podem manter um mecanismo que não
contém nada mais girando a 3.000 rotações por minuto.” [Imagem: UC3M]
Engenheiros
europeus desenvolveram uma caixa de câmbio baseada na levitação magnética, o
que significa que o eixo que vem do motor não toca o eixo que leva a tração
para as rodas ou qualquer outro mecanismo a ser acionado.
Em vez da conexão por meio de
engrenagens redutoras, como nos câmbios tradicionais, a transmissão é produzida
sem contato, graças ao magnetismo.
Os eixos de entrada e saída literalmente
levitam e, ainda assim, transmitem toda a força necessária do motor para o
mecanismo a ser movimentado.
As principais vantagens são a ausência
de atrito entre as peças e de desgaste dos vários componentes, dispensando a
necessidade de lubrificação.
“A vida operacional destes equipamentos pode ser muito mais
longa do que a vida dos câmbios redutores convencionais com engrenagens
dentadas, e pode funcionar até mesmo em temperaturas criogênicas,”
disse Efrén Díez, da Universidade Carlos III de Madri, na Espanha.
Outra vantagem da transmissão sem
contato é a virtual ausência de quebras, com o câmbio suportando grandes
sobrecargas - mesmo que um eixo fique bloqueado, as duas peças simplesmente
giram sobre si mesmas, já que não há engrenagens para quebrar.
“É a primeira vez na história que o eixo de entrada e o eixo
de saída de um câmbio redutor ficam flutuando sem nenhum tipo de contato, e
podem manter um mecanismo que não contém nada mais girando a 3.000 rotações por
minuto,” disse o professor José Luíz Perez Díaz.
Embora
o objetivo do trabalho fosse construir um protótipo que possa ser usado no
espaço, a equipe construiu também uma versão terrestre, que funcionou
perfeitamente a temperatura ambiente.
Os "rolamentos" onde se apoiam
os dois eixos são esferas supercondutoras
que geram forças de repulsão estáveis, mantendo os eixos girando sem vibrações
e evitando possíveis desalinhamentos.
O funcionamento dos supercondutores no espaço tem a vantagem de dispensar o
resfriamento, já que as condições de uso envolvem temperaturas de -210 °C no
vácuo.
No espaço, o câmbio magnético deverá
acionar braços robóticos e posicionadores de antenas, equipamentos que dependem
de alta precisão, além de veículos espaciais para exploração robotizada ou
humana.
A versão "terráquea" teve os
ímãs supercondutores substituídos por ímãs permanentes. Segundo a equipe, a
caixa redutora por levitação terá grande apelo nas indústrias alimentícia e
farmacêutica, onde a ausência de óleos lubrificantes é um apelo importante
devido às estritas exigências de limpeza. Mas, segundo eles, o equipamento pode
ser usado em qualquer aplicação onde seja necessário um câmbio, ou caixa de
redução.
Bibliografia:
Performance of
magnetic-superconductor non-contact harmonic drive for cryogenic space
applications. Efren Diez-Jimenez,
Ignacio Valiente-Blanco, Victor Castro-Fernandez, Jose Luis Pérez Díaz. Journal of
Engineering Tribology, Vol.: 228 Number: 10 Pages: 1071-1079. DOI:
10.1177/1350650114527584
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