Projeto de motor de serra circular de metal

Projeto de motor de serra circular de metal: especificações técnicas e guia de seleção

1. Requisitos Básicos de Desempenho

Parâmetros Operacionais Críticos

Parâmetro	Grau Industrial	Nota da oficina	Corte de precisão
Poder	3-7,5 kW	1,5-3kW	0,75-2,2 kW
Velocidade	2.800-4.500 RPM	1.500-3.000 RPM	500-1.500 RPM
Torque	15-40Nm	8-15Nm	5-10Nm
Ciclo de trabalho	S1 (Contínuo)	S3 40%	S6 60%
Lâmina Ø	300-500 mm	200-315 mm	80-200 mm

2. Comparação de tecnologia de motores

Análise do tipo de motor

Tipo	Torque inicial	Controle de velocidade	Manutenção	Melhor para
Indução Trifásica	150% avaliado	VFD obrigatório	Baixo	Corte pesado
PMSM	300% avaliado	FOC de precisão	Nenhum	Aplicações CNC
Relutância trocada	250% avaliado	Excelente	Nenhum	Ambientes agressivos

Tendência da Indústria: 72% de novas serras industriais agora use Motores PMSM com acionamentos integrados.

3. Projeto de Integração Mecânica

Especificações de eixo e montagem

• Diâmetro do eixo: 24-40 mm (tolerância ISO 286 h6)

• Montagem em flange: padrões IEC B14 ou B5

• Sistema de rolamento:

♦ Contato angular duplo (7205B/7206B)

♦ Lubrificado com graxa (NLGI #2)

♦ Vida L10 >30.000 horas

Controle de vibração

• Balanceamento dinâmico para grau G2.5 (ISO 1940)

• Montagem de isolamento com atenuação de vibração de 85-90%

• Velocidade crítica >1,25x velocidade operacional máxima

4. Gerenciamento Térmico

Soluções de refrigeração

Método de resfriamento	Fluxo de ar (CFM)	Aumento de temperatura (°C)	Adequado para
TEFC	120-180	65-75	Serviço intermitente
Aéreo	200-300	55-65	Operação contínua
Resfriado a líquido	N/A	40-50	CNC de alta densidade

Proteção Térmica:

• Isolamento Classe F (155°C)

• Sensores PT100 incorporados (precisão de ±1°C)

• Desclassificação automática em temperatura do enrolamento >105°C

5. Características Elétricas

Requisitos de fonte de alimentação

• Tensão: 380 VCA ±10% (industrial), 220 VCA (oficina)

• Frequência: 50/60Hz ±5%

• Corrente inicial:

Interface de controle

• Padrão: Modbus RTU sobre RS485

• Avançado: EtherCAT para integração CNC

• E/S:

♦ 2x entradas digitais (iniciar/parar)

♦ 1x entrada analógica (referência de velocidade 0-10V)

♦ 1x saída de falha (relé SEM)

6. Segurança e Conformidade

Certificações Obrigatórias
• CE (EN 61000-6-2, EN 60204-1)

• UL 1004 (América do Norte)

• GB755 (China)

Recursos de proteção
• Sobrecorrente instantânea (desarme de 200%)

• Detecção de falta à terra do estator

• Freio mecânico (24 VCC à prova de falhas)

7. Especificações de manutenção

Intervalos de serviço

Componente	Inspeção	Substituição
Rolamentos	500 horas	10.000 horas
Ventilador de resfriamento	1.000 horas	5.000 horas
Codificador	-	20.000 horas

8. Análise de custos

Detalhamento total da propriedade

• Custo Inicial: 45-55%

• Consumo de energia: 30-40%

• Manutenção: 10-15%

• Descarte: 2-5%

Período de retorno: 18-24 meses para PMSM de alta eficiência versus indução

9. Tecnologias emergentes

Soluções Inovadoras

• Sistemas de autoafiação: condicionamento de lâmina integrado ao motor

• Detecção de carga AI: ajuste automático da taxa de alimentação

• Monitoramento de energia sem fio: rastreamento de eficiência em tempo real

• Carcaças compostas: redução de 30% no peso

10. Algoritmo de Seleção

Fluxograma de Decisão

(1). Determinar a dureza do material (HRC/Brinell)

(2). Calcule a força de corte necessária (F=π×D×t×k)

(3). Selecione o diâmetro da lâmina → torque necessário

(4). Escolha a tecnologia do motor com base no ciclo de trabalho

(5). Verifique os requisitos de resfriamento

(6). Finalizar as necessidades da interface de controle

Exemplo de cálculo:

Para cortar aço-carbono de 50 mm (k=500N/mm²):
Força de corte = π × 300mm × 3mm × 500N/mm² = 1.413N
Torque necessário = (1.413N × 0,15m)/2 = 106Nm
→ Selecionar Motor PMSM de 5,5 kW com capacidade de pico de 120 Nm

Conclusão

Moderno motores de serra circular de metal exigem uma combinação cuidadosa de desempenho dinâmico, capacidade térmica e precisão de controle às demandas da aplicação. O mercado está mudando em direção a soluções de ímã permanente com recursos de inteligência integradosque otimizam o desempenho de corte enquanto reduzem o consumo de energia. A seleção adequada requer consideração simultânea de parâmetros mecânicos, elétricos e de controle para garantir uma operação confiável durante toda a vida útil do equipamento.

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