Caja de cambios de transmisión planetaria 601L1A — Una etapa

601L1A
La tracción a las ruedas más ligera del catálogo.

La mayoría de las cajas de engranajes planetarios para ruedas incorporan dos o tres etapas planetarias en su carcasa. La 601L1A utiliza una sola. Esta única etapa, con una relación de 5,77:1, es lo único que separa el eje del motor hidráulico de la rueda. Al tener menos engranajes engranados, se disipa menos energía en forma de calor, se reduce el desgaste de las piezas y la unidad pesa apenas más que un neumático de coche. Para máquinas compactas que no requieren una alta reducción, pero sí fiabilidad y máxima eficiencia por kilogramo, esta es la transmisión ideal.

Uno sí y otro no caja de cambios planetaria de tracción a las ruedas En el catálogo de Corea, Ever-Power utiliza dos o tres etapas planetarias. El modelo 601L1A utiliza una sola. Esto puede parecer una limitación, pero para máquinas que operan a velocidades moderadas (menos de 15 km/h) y obtienen par de motores hidráulicos de baja velocidad y gran cilindrada, la etapa única es la solución mecánicamente óptima.

Menos engranajes engranando significa una eficiencia de 96% en lugar de la típica de 93-95% de las transmisiones planetarias de varias etapas. Significa un juego menos de engranajes planetarios que inspeccionar, un engranaje solar menos que pueda desgastarse y aproximadamente 40% menos de peso que una transmisión de dos etapas de clase de par equivalente. En vehículos compactos eléctricos de batería o híbridos, esta ganancia de eficiencia extiende la autonomía de una manera difícil de lograr con cualquier otro cambio en el sistema de transmisión.

Calcula la fuerza de tracción necesaria.

F = GVW x (resistencia a la rodadura + pendiente). Para una cargadora compacta de 3000 kg en suelo firme (resistencia a la rodadura 0,04) subiendo una pendiente de 15%: F = 3000 x 9,81 x (0,04 + 0,15) = 5592 N. Con dos ruedas motrices que comparten la carga por igual, cada una debe producir 2796 N en la zona de contacto del neumático.

Convierta el par motor en la rueda.

T = F x radio del neumático. Para un neumático con un radio de rodadura de 400 mm: T = 2796 x 0,40 = 1118 Nm por rueda. El 601L1A ofrece 1750 Nm, lo que proporciona un factor de seguridad de 1,57, muy superior al mínimo de 1,3 recomendado para aplicaciones todoterreno en terrenos variables.

Verificar velocidad máxima

V = (rpm del motor / relación) x circunferencia del neumático x 60 / 1.000.000. Con una entrada del motor de 800 rpm, una relación de 5,77 y un radio de 0,4 m: V = (800 / 5,77) x (2 x 3,14 x 0,4) x 60 / 1.000.000 = 20,9 km/h. Si la velocidad máxima requerida supera el valor calculado, aumente la cilindrada del motor hidráulico o el caudal de la bomba, no la relación de transmisión.

Cuando un sistema hidráulico falla en el campo (una manguera rota, una bomba averiada, un fallo eléctrico), la máquina queda inmovilizada. Sin un embrague, remolcarla hasta el taller implica arrastrar las ruedas contra la caja de cambios bloqueada y el motor hidráulico presurizado. El resultado suele ser un motor destruido, juntas reventadas y una caja de cambios sobrecalentada que requiere una reconstrucción completa además de la reparación inicial.

El modelo 601L1A soluciona este problema con una palanca de desembrague manual accesible desde el exterior de la carcasa. Un solo tirón desconecta el portaplanetarios del cubo de la rueda, permitiendo que esta gire libremente. La máquina puede entonces ser remolcada a baja velocidad (menos de 10 km/h) hasta el taller sin dañar el circuito hidráulico ni los componentes internos de la caja de cambios. Una vez reparado el sistema hidráulico, volver a acoplar el embrague solo lleva unos segundos.

¿Qué es una caja de cambios con transmisión planetaria y en qué se diferencia de un reductor montado en el eje?

Una caja de engranajes planetarios es un reductor de velocidad compacto que se monta directamente dentro o sobre el cubo de la rueda, ubicando los engranajes reductores, el freno de estacionamiento y la brida de salida en una sola carcasa sellada en el punto de tracción. A diferencia de los reductores montados en el eje que transmiten el par a la rueda mediante un eje de transmisión, un semieje o una cadena, la transmisión planetaria elimina todos los componentes de transmisión intermedios. Esto reduce el peso, elimina el mantenimiento de cadenas o correas y concentra todo el recorrido del par dentro de una carcasa sellada y lubricada por baño de aceite, protegida de la contaminación externa.

La 601L1A tiene una relación única de 5,77. ¿Cómo puedo obtener suficiente torque en las ruedas para subir cuestas?

El truco está en el motor, no en la caja de cambios. Un motor hidráulico de alta cilindrada y baja velocidad (por ejemplo, de 400 a 630 cc/rev a 150-200 bar) produce un par motor elevado, que la relación de 5,77 reduce a una velocidad de rueda adecuada. El par en la rueda (1750 Nm máximo a través de la caja de cambios) está limitado por la capacidad de esta, no por la potencia del motor. Si el motor produce más de 1750 / 5,77 = 303 Nm en el eje de entrada, la caja de cambios está al límite de su capacidad. Dimensionar el motor para que se mantenga dentro de este rango de par de entrada.

¿Es posible combinar una caja de cambios planetaria de transmisión hidráulica con un motor eléctrico?

Sí. El eje de entrada del 601L1A admite cualquier motor que cumpla con la especificación de interfaz estriada, ya sea hidráulico o eléctrico. Las aplicaciones de motores eléctricos de cubo son cada vez más comunes en vehículos utilitarios eléctricos, vehículos guiados autónomos y equipos de apoyo en tierra para aeropuertos. La principal limitación es la velocidad máxima de entrada de 1000 rpm; verifique que el controlador del motor eléctrico limite la velocidad del eje a este valor en todo momento, incluso durante los transitorios de frenado regenerativo, donde la velocidad del motor puede superar momentáneamente dicho valor.

¿Qué tipo de aceite necesita una caja de cambios planetaria de tracción a las ruedas y con qué frecuencia debe cambiarse?

Aceite para engranajes de extrema presión API GL-5, SAE 80W-90 para la mayoría de los climas. Para un funcionamiento continuo por debajo de -15 °C, utilice aceite sintético SAE 75W-90. Primer cambio de aceite a las 250 horas de funcionamiento (periodo de rodaje). Cambios posteriores cada 2000 horas o anualmente, lo que ocurra primero. El volumen de aceite en el 601L1A es pequeño (aproximadamente 0,8-1,2 litros según el ángulo de montaje), por lo que cada cambio es rápido y económico; no hay ninguna razón operativa ni económica para extender el intervalo.

¿Cómo sujeta la máquina en una pendiente el freno de estacionamiento accionado por resorte?

El freno se aplica mediante resorte y se libera hidráulicamente; se activa automáticamente cuando se elimina la presión hidráulica (motor apagado, fallo de la bomba, rotura de la manguera). El par de retención estático de 450-600 Nm a la salida de la caja de cambios se traduce en una fuerza de retención en la zona de contacto del neumático que depende del radio del neumático. Para un neumático de 400 mm de radio, la fuerza de retención por rueda es de aproximadamente 1125-1500 N. En una máquina de 3000 kg, dos cajas de cambios de tracción a las ruedas En conjunto, mantienen el vehículo en una pendiente de aproximadamente 8-10%. Para pendientes más pronunciadas, agregue válvulas de contrapeso en el circuito hidráulico como mecanismo de sujeción secundario.

¿Cómo elijo entre una caja de cambios planetaria de tracción a las ruedas y una motor de engranaje helicoidal?

Los sistemas de transmisión planetaria ofrecen una eficiencia mecánica de 93-96% frente a 40-70% para los motores de engranajes helicoidales. Esto convierte al sistema planetario en la opción ideal para cualquier aplicación donde la eficiencia energética, la autonomía de la batería o la gestión del calor hidráulico sean factores importantes. Los motores de engranajes helicoidales conservan una ventaja en un aspecto: el autobloqueo inherente a relaciones superiores a 30:1, lo que elimina la necesidad de un freno de estacionamiento independiente en pendientes. Si su aplicación solo requiere una rotación de la rueda a baja velocidad y con ciclo de trabajo reducido, y el autobloqueo es fundamental, una solución de engranajes helicoidales puede ser más sencilla. Para todo lo demás, especialmente para aplicaciones de servicio continuo, alta eficiencia y alta fiabilidad, la transmisión planetaria es el estándar de ingeniería.

Las estamos probando en cuatro cargadoras compactas en un vivero. Mucho barro, muchos giros cerrados en terreno blando, mucha carga de palés de plantas en camiones. Después de dos temporadas, las transmisiones son sólidas: sin fugas, sin cambios de ruido, sin problemas. El embrague nos salvó una vez cuando se rompió una manguera en la máquina 3 y pudimos remolcarla hasta el cobertizo en lugar de llamar a una grúa de plataforma. Solo eso ya justificó la inversión.

Integramos el 601L1A en una plataforma de servicios públicos eléctricos para asistencia en tierra en aeropuertos. La eficiencia de 96% es real: medimos 95,7% en nuestro dinamómetro en todo el rango de operación, lo que fue el factor decisivo frente a un competidor de dos etapas con 93,1%. La calificación de 4 estrellas se debe a que el perfil del estriado de entrada requería un acoplamiento personalizado para acoplarse con el eje de nuestro motor BLDC, y dicho acoplamiento no estaba disponible en Ever-Power. Fabricamos el nuestro, pero un kit adaptador para ejes de motores de vehículos eléctricos comunes haría que este producto fuera mucho más accesible para el mercado de vehículos eléctricos.

Aplicación de pulverizador de césped. Reemplacé un sistema de transmisión por cadena que esparcía grasa sobre las calles cada vez que cambiaba la dirección del viento. La carcasa sellada eliminó por completo ese problema. El menor peso también redujo notablemente la profundidad de los surcos en los greens mojados en comparación con el sistema anterior. Una unidad sencilla que cumple su función.