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A Schaeffler contribui para a observação precisa das estrelas

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31-07-2020 | Sorocaba

  • A Schaeffler está participando do desenvolvimento de um dos rotadores de instrumentos do Grande Telescópio das Canárias
  • Um motor RMF de 2 metros de diâmetro mantém a orientação precisa da câmera em relação ao céu
  • Os especialistas da Schaeffler forneceram suporte no local durante a montagem

A Schaeffler Iberia colaborou para projetar o rotador de instrumentos em uma das estações focais, a Cassegrain Focal Station (CG-Set), do Grande Telescópio das Canárias (GTC). Esse tipo de mecanismo é um sistema de rastreamento que gira a câmera do telescópio durante a observação para manter a orientação relativa ao céu. Aqui, a precisão do posicionamento e o controle de velocidade são essenciais.

“Normalmente, nossa tecnologia e nossas soluções são dedicadas a máquinas industriais e automóveis. A verdade é que muitas de nossas soluções também são utilizadas com sucesso em construções de outras áreas de engenharia e obras civis. Nesse caso, a precisão de nossas soluções permite um estudo preciso do céu, o que contribui para o desenvolvimento científico. Essa é a primeira aplicação da Schaeffler Iberia com essas características e também uma das primeiras aplicações deste tipo usadas em um motor desse tamanho. Mais uma vez, os produtos estão à altura da tarefa”, conclui Albert Monera-Llorca, Presidente Industrial da região South Europe da Schaeffler.

O projeto foi concedido à IDOM, uma renomada empresa de engenharia, em novembro de 2017. O projeto incluía projetar, fabricar, montar e comissionar a nova estação CG-Set. Os testes de aceitação do local foram aprovados com êxito em janeiro de 2020 no Observatorio del Roque de los Muchachos, ORM, na ilha de La Palma. O projeto foi desenvolvido no âmbito do programa de Expansão do equipamento do Grande Telescópio das Canárias, Fase 2.

A solução proposta pelo cliente para a estação focal Cassegrain é um design leve e compacto, com um método inovador de enrolamento de cabo. Esse design permite um movimento preciso e suave, facilitando o acesso aos componentes relevantes e simplificando a manutenção. A CG-Set é composta por um rotador de instrumentos (IR, Instrument Rotator) e um sistema correspondente de detecção, orientação e detecção de frente de onda (ACWS).

O rotador de instrumento é um mecanismo de precisão que carrega uma câmera pesando aproximadamente 2 toneladas. A faixa de rotação do sistema é de 530º e a velocidade de rotação durante a observação é lenta, mas o mecanismo deve poder girar até 15º por segundo para o posicionamento inicial. Era necessária uma solução de acionamento compacta o bastante para que houvesse espaço interno suficiente para permitir a exposição à luz em focos centrais estabelecidos, com uma precisão de posicionamento de 2arcseg.

Esse tipo de aplicação geralmente não é equipado com motores rotativos do tipo slotless. Nesse caso, o diâmetro do motor é de mais de 2 metros. As soluções desse tamanho existentes no mercado são construídas com motores do tipo slotted com anel flangeado, resultando em maior consumo de energia, transporte e montagem, aumentando significativamente o custo total de propriedade (TCO, Total Cost of Ownership).

Uma solução inovadora com ótimo desempenho

Após uma análise conjunta da aplicação com o cliente, a Schaeffler Iberia, em colaboração com a divisão de Indústria 4.0 da Schaeffler, propôs um motor de torque RMF segmentado para acionar o rotador de instrumentos.

Esse design permite maior flexibilidade na construção e na definição do tamanho do diâmetro, permitindo que o tamanho seja facilmente adaptado à aplicação específica. O motor escolhido consiste em 9 segmentos primários que cobrem 40º cada um e 12 segmentos secundários que cobrem 30º cada um.

O fato de o motor ser composto por segmentos reduziu os custos de transporte e montagem, uma vez que nenhum transporte especial foi necessário. Da mesma forma, esse design simplificou a montagem e contribuirá para otimizar a potência operacional e a manutenção do sistema como um todo, o que era um dos focos do projeto. Caso ocorram danos, não será necessário alterar o motor por inteiro, mas apenas o segmento afetado, o que significa uma redução significativa nos custos e uma otimização das tarefas de manutenção.

As características do motor rotativo de acionamento direto RMF da Schaeffler atendem perfeitamente as necessidades da aplicação. “Colaboramos regularmente com a Schaeffler em outros projetos e a colaboração tem sido excelente desde a fase de idealização do projeto. Nesse projeto específico, a experiência da Schaeffler levou a uma solução não convencional, perfeitamente adaptada às necessidades do projeto”, diz Rubén Sanquirce, da área de Advanced Design and Analysis da IDOM.

Os motores RMF são motores de torque síncrono CA com núcleo de ferro com ímã permanente e slotless. Nos motores slotless, a bobina dos cabos fica entre o anel magnético e o anel primário. “Esse recurso faz com que esses motores de torque sejam uma solução realmente compacta”, diz Ager Serna, engenheiro de vendas da Schaeffler Iberia. “O desempenho do motor RMF selecionado atende as demandas elevadas por precisão e velocidade de posicionamento. O sistema leva no máximo 10 segundos para se posicionar. Além disso, motores slotless não geram um efeito de engrenagem (cogging). Essa excelente característica da série deste motor garante um movimento muito suave”, explica o Sr. Serna. Os motores RMF oferecem alta dinâmica durante a operação controlada, velocidade final média e uma densidade de torque ligeiramente superior a 1 Nm/cm2 de torque para cada centímetro quadrado de superfície magnética.

Os especialistas da Schaeffler forneceram suporte para a montagem correta e colaboraram no local para a configuração do motor no controle digital.

Sobre o Grande Telescópio das Canárias

O Grande Telescópio das Canárias (GTC) é um telescópio de espelho segmentado primário de 10,4 metros de diâmetro, instalado em um dos melhores locais do hemisfério norte: o Observatorio del Roque de los Muchachos (La Palma, Ilhas Canárias). Este telescópio é uma iniciativa espanhola, liderada pelo Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), com o apoio indispensável da Administração Estatal e da Comunidade Autônoma das Ilhas Canárias, por meio dos Fundos Europeus de Desenvolvimento Regional (FEDER) da Comunidade Europeia, e com a participação do México através do IA-UNAM (Instituto de Astronomia da Universidade Nacional Autônoma do México) e do INAOE (Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica e Eletrônica), e dos Estados Unidos através da Universidade da Flórida.

Sobre a Idom

A IDOM é uma empresa internacional que presta serviços profissionais de consultoria, engenharia e arquitetura. Desde 1957 até hoje, a IDOM gradualmente passou a ser um grupo multidisciplinar no qual mais de 3.500 pessoas exercem suas atividades profissionais, distribuídas em 45 escritórios localizados em 5 continentes, tendo realizado projetos em 125 países.

Editor: Schaeffler Brasil Ltda.
País: Brasil

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