Explore las funciones de cálculo
Los cálculos de resistencia y vida útil integrados aseguran un diseño equilibrado y la máxima fiabilidad de todos los elementos de la máquina simultáneamente. Las pestañas para cálculos específicos determinan de forma precisa la cinemática, el grado de eficiencia global y el balance térmico, al tiempo que tienen en cuenta las potencias disipadas. El cumplimiento estricto de las normas internacionales como ISO, DIN y AGMA garantiza la conformidad con los requisitos de certificación.
Funciones como el análisis modal, las frecuencias y la respuesta forzada, están disponibles para un análisis NVH avanzado.
La rigidez del cárter puede considerarse mediante la importación MEF, lo que garantiza desalineaciones del árbol realistas y tiene como resultado un análisis de contacto bajo carga más preciso.
Cálculos integrados de resistencia y vida útil
A continuación encontrará una descripción general de las funciones de cálculo del módulo de sistemas KISSsoft, destacando sus funcionalidades y capacidades principales.
Resistencia de los componentes
La valoración de la resistencia de los componentes integrada es la propuesta de valor central del módulo de sistemas, que responde a las necesidades de ambos grupos de expertos. Los expertos en componentes obtienen datos sobre la carga precisos del sistema en conjunto, mientras que los arquitectos de sistemas obtienen factores de seguridad inmediatos para todo el sistema. El módulo enlaza todos los elementos de la máquina, incluyendo engranajes, árboles, cojinetes y uniones eje-cubo, y ejecuta el análisis de la resistencia y de la vida útil para todos los elementos.
El cálculo utiliza rutinas KISSsoft establecidas y cumple estrictamente las normas internacionales como ISO, DIN y AGMA. Este enfoque permite un diseño de inicio más equilibrado, ya que las dependencias mutuas entre los componentes, como la influencia de las fuerzas de cojinete en especificaciones de engranes, se tienen en cuenta desde el principio.
Espectro de carga
El cálculo del espectro de carga a nivel del sistema permite a los expertos ejecutar las valoraciones de resistencia para todos los elementos de la máquina en el modelo de la caja de engranaje en condiciones de carga de funcionamiento realistas y variables. Los espectros de carga del sistema generados que varíen un número de parámetros definido por el usuario durante toda la vida útil de servicio, se transfieren automáticamente a los submódulos y se tienen en cuenta en los cálculos.
Esta capacidad es importante para aplicaciones como cajas de engranajes de turbinas eólicas o transmisiones de vehículos con cargas, temperaturas y velocidades dinámicas. La pestaña de cálculo admite tanto un análisis simple de la cinemática del espectro de carga como un análisis de la resistencia completo, incluyendo el cálculo de daños parciales según la regla de Miner.
Grado de eficiencia
El cálculo del grado de eficiencia es una de las funciones clave para analizar el rendimiento de toda la transmisión. Eso va más allá del análisis aislado de los componentes individuales al calcular con precisión la potencia global y el grado de eficiencia de la caja de engranaje o la transmisión. Esta función es decisiva para los arquitectos de sistemas que pretenden minimizar las pérdidas de energía y lograr una alta densidad de potencia.
El proceso de cálculo identifica todas las potencias disipadas de distintas fuentes dentro del sistema. Los momentos torsores y las velocidades reales se determinan utilizando un método iterativo hasta que se logra el equilibrio del momento torsor en el sistema, denominado iteración del momento torsor. El cálculo puede aplicarse tanto a niveles de carga individual como a espectros de carga completos.
Balance térmico
El balance térmico amplía el análisis del grado de eficiencia mediante la determinación del balance térmico de la caja de engranaje según las normas de la industria. Esto permite a los expertos calcular el equilibrio térmico, dimensionar la potencia del refrigerador necesaria y, por tanto, controlar la temperatura de servicio máxima del aceite, que es decisiva para la vida útil del cojinete y del lubricante.
El análisis térmico se basa en las pérdidas de potencia determinadas y el cálculo de la disipación de calor mediante los refrigeradores de la caja y externos. El cálculo cumple las especificaciones detalladas de ISO/TS 14179, parte 2.
Mapas
El método de cálculo permite la generación de una amplia gama de resultados de salida variando sistemáticamente parámetros de entrada seleccionados. Al variar como mínimo dos parámetros principales, normalmente el momento torsor y la velocidad de rotación, es posible visualizar las respuestas del sistema en un formato estructurado similar a un gráfico. Estas representaciones proporcionan una vista general clara y completa del comportamiento del sistema en diferentes condiciones de funcionamiento, lo que las hace especialmente valiosas para la evaluación del rendimiento, la optimización y el análisis comparativo.
Un caso de uso típico es el cálculo del grado de eficiencia, en el que se genera un mapa del grado de eficiencia basado en las variaciones en la velocidad de entrada y el momento de accionamiento. Este gráfico ofrece una vista general clara del rendimiento del sistema en distintas condiciones de funcionamiento.
Interfaz GEMS
La interfaz Gleason GEMS®/GAMA® es una herramienta de integración especializada para expertos que diseñan y fabrican ruedas cónicas e hipoides. Una vez se han definido las cargas en el módulo de sistemas, la interfaz garantiza un intercambio de datos perfecto y eficaz entre el cálculo de submódulos de ruedas cónicas KISSsoft y el software GEMS® (Gear Engineering and Manufacturing System) y GAMA® (Gleason Automated Measurement and Analysis) de Gleason.
El análisis a nivel del sistema ofrece datos cruciales de la deformación real de la caja de engranaje bajo carga, que tiene un impacto considerable en la desalineación del engrane. Esta información es esencial para una optimización precisa de las modificaciones del flanco.
Deformación de cajas
La consideración de la deformación de cajas es una herramienta de análisis especial para los expertos en el diseño de transmisiones, que se utiliza para capturar con precisión la influencia de cargas de la transmisión en el posicionamiento inclinado del árbol y la alineación de las ruedas dentadas. Dado que las cajas de engranajes modernas y ligeras suelen presentar una menor rigidez del cárter, los desplazamientos del cojinete resultantes son fundamentales para realizar un análisis de contacto bajo carga preciso.
El módulo de sistemas integra la rigidez del cárter mediante la importación de la matriz de rigidez reducida desde software MEF externo. Esto permite un cálculo estático que tiene en cuenta la deformación de la caja bajo carga de funcionamiento.
Frecuencias
El cálculo de frecuencias es una herramienta NVH importante, compatible tanto con la fase de diseño para evitar resonancias como con el mantenimiento predictivo para la detección de fallos. El cálculo recoge y analiza datos de frecuencia relevantes para todos los componentes de rotación en el tren de potencia.
Las frecuencias dependen de la velocidad y se calculan en un rango de velocidad definido, teniendo en cuenta los armónicos y las bandas laterales relevantes. Los resultados se presentan en diagramas claros, que contribuyen a identificar solapes e intersecciones críticos.
Análisis modal
El análisis modal calcula las frecuencias propias y los modos propios de vibración de un sistema de árboles completo, incluyendo los acoplamientos a través del engrane. Se trata de una herramienta fundamental para los expertos en análisis dinámicos con el fin de identificar estados de funcionamiento críticos en los que las resonancias podrían producirse en una etapa temprana.
El cálculo se basa en el método de las matrices de transferencia y puede considerar distintos métodos de modelización para acoplar vibraciones de flexión, torsión y axiales. Los resultados se visualizan en un diagrama Campbell, que representa las frecuencias propias como una función de la velocidad del árbol.
Respuesta forzada
El análisis de respuesta forzada es una herramienta potente y fácil de usar para el análisis dinámico de trenes de potencia sometidos a excitaciones periódicas, que se utiliza para evaluar el comportamiento NVH del sistema. Se ha diseñado para expertos en caracterización de vibraciones y aplica el análisis de respuesta en frecuencia basado en series de Fourier para proporcionar resultados rápidos y eficientes.
El análisis tiene en cuenta las no linealidades derivadas de la variación temporal periódica de la rigidez del diente en contacto y el error de transmisión. Se calculan las fuerzas de cojinete dependientes del tiempo, el factor dinámico y las fuerzas de engrane dinámicas.
