El ensayo de par en motores articulados evalúa la capacidad de estos accionamientos para entregar momento de giro bajo carga controlada, tanto en condición estática como dinámica. El objeto de ensayo comprende la articulación motorizada, su reductora y, cuando procede, el sistema de control asociado. Los métodos descritos en este artículo cubren la definición del alcance, la preparación de muestras y su montaje en banco, la medición de par mediante célula de carga, transductor de par y freno dinamométrico, los parámetros de rendimiento que condicionan la trazabilidad, los ensayos complementarios de corriente, velocidad angular y eficiencia, y los criterios de aceptación según normas ISO, IEC y ASTM. Dominar estos métodos de ensayo de par permite verificar el dimensionamiento, comparar fabricantes y validar diseños con criterios uniformes.
alcance y objeto de ensayo
El alcance define qué magnitudes se miden y bajo qué condiciones de excitación, temperatura y montaje, de modo que los resultados sean comparables entre laboratorios. El objeto de ensayo es el motor articulado entendido como conjunto: bobinado, imanes, reductor y eje de salida. Debe especificarse si se mide el par en el eje del motor o en el eje de salida tras la reducción, pues ambas magnitudes difieren por la relación de transmisión y por las pérdidas mecánicas. También conviene declarar el tipo de ensayo: par estático (retención), par de arranque, par nominal y par máximo transitorio. Cada modalidad exige una instrumentación y un procedimiento distintos. El alcance debe fijar igualmente la condición térmica del ensayo, la alimentación y la tolerancia de la señal de mando, así como las incertidumbres admisibles en la cadena de medición.
Preparación
de muestras y montaje del motor en el banco
Antes del montaje, la muestra se inspecciona visualmente para detectar daños en ejes, conectores y carcasa, y se registra su identificación, tensión nominal y relación de reducción. El motor se aclimata en la sala de ensayo para que la temperatura ambiente no altere la viscosidad de lubricantes ni la resistencia del bobinado. El acoplamiento entre el eje de la muestra y el banco debe ser concéntrico y alineado; una desalineación introduce fuerzas radiales que falsean la lectura de par y pueden dañar los rodamientos. Se emplean acoplamientos flexibles o cardan de baja rigidez torsional cuando la geometría articulada impide una alineación directa. Después se conecta la alimentación con cables de sección adecuada y se verifica el sentido de giro. Antes de registrar datos, el motor ejecuta un ciclo de rodaje breve para asentar contactos y estabilizar la fricción.
medición
de par — célula de carga, transductor de par y freno dinamométrico
La célula de carga mide par de forma indirecta: la reacción del estator o del brazo de palanca se transmite a un sensor de fuerza cuya señal, multiplicada por el brazo, se convierte en momento. Este montaje es simple y adecuado para par estático y de retención. El transductor de par en línea, instalado entre el eje motor y la carga, mide el par transmitido mediante extensometría sobre eje torsional, con mejor resolución dinámica y lectura continua durante la rotación. El freno dinamométrico, de corriente de Foucaault, de fricción o regenerativo, aplica una carga controlada y variable; combinado con un sensor de par permite trazar la curva completa par-velocidad. La elección depende del nivel de par, del régimen de giro y de si se requieren transitorios. La calibración de la cadena se verifica con pesas patrón o con un calibrador de par antes de cada campaña.
Parámetros
de rendimiento — precisión, repetibilidad y rango de medición
La precisión expresa la cercanía entre el valor medido y el verdadero, y depende de la clase del sensor, de la calibración y de la influencia térmica. La repetibilidad se evalúa repitiendo cada punto de carga varias veces en idénticas condiciones; la dispersión obtenida indica la estabilidad mecánica y eléctrica del conjunto. El rango de medición debe seleccionarse de forma que el par esperado caiga en la zona alta de la escala del sensor, sin superarla, porque trabajar en el extremo inferior degrada la resolución. Como regla práctica se elige un sensor cuyo valor nominal supere con margen el par máximo previsto. Deben registrarse también la deriva en el tiempo, el efecto de la temperatura sobre el cero y la histéresis en ciclos de carga y descarga. Estos parámetros se declaran en el informe junto con la incertidumbre expandida de la medición.
Ensayos
complementarios — corriente, velocidad angular y eficiencia
La medición simultánea de la corriente absorbida permite relacionar el par generado con la demanda eléctrica; un incremento anormal de corriente a par constante delata fricción excesiva o pérdidas en el reductor. La velocidad angular se mide con encoder, tacogenerador o sensor de efecto Hall, y es necesaria para calcular la potencia mecánica en el eje como producto de par por velocidad angular. Con la potencia eléctrica de entrada, medida con analizador de potencia, se obtiene el rendimiento global del accionamiento. El ensayo de eficiencia se realiza en varios puntos de la curva de carga para localizar el punto de máximo rendimiento. La comparación entre rendimiento mecánico y eléctrico en frío y en caliente revela el comportamiento térmico del motor articulado y orienta las condiciones de trabajo admisibles.
Criterios
de aceptación y normas aplicables (ISO, IEC, ASTM)
La aceptación se basa en comparar los resultados con los valores declarados por el fabricante y con las tolerancias pactadas en la especificación técnica. Los criterios habituales incluyen el par nominal sostenido sin sobrecalentamiento, el par de arranque mínimo, la desviación máxima de la curva par-velocidad y la estabilidad de la medición. Las series IEC aplicables a máquinas eléctricas rotativas y a motores de corriente continua definen procedimientos de ensayo térmico y de determinación de rendimientos. Las normas ISO relativas a transductores de par y a su calibración establecen los requisitos metrológicos de la cadena de medición. Los métodos ASTM complementan los ensayos de materiales y lubricantes presentes en la articulación. El informe final debe citar las ediciones aplicadas, las condiciones de ensayo y la incertidumbre declarada.
FAQ
¿Cuánto
tarda un ensayo de par de un motor articulado y cuándo se entrega el informe?
El plazo depende del número de puntos de la curva par-velocidad y de los ensayos complementarios solicitados, como corriente, velocidad angular y eficiencia. Un ensayo básico de par estático y arranque es más breve que una caracterización térmica completa. El informe se emite tras validar la calibración de la cadena de medición y revisar los criterios de aceptación.
¿Cómo
debe prepararse y presentarse la muestra de motor articulado para el ensayo?
La muestra debe llegarlaboratorio identificada, sin daños en eje ni conectores, acompañada de su hoja de datos con tensión nominal y relación de reducción. Se recomienda aportar el mando o controlador si forma parte del funcionamiento normal. Antes del montaje, la muestra se aclimata a la temperatura de la sala para que los resultados no se alteren por condiciones térmicas iniciales.
¿Qué
método de medición de par conviene según el tipo de motor articulado?
Para par estático y de retención suele bastar la célula de carga con brazo de palanca. El transductor de par en línea se prefiere cuando se requiere lectura continua durante la rotación o captura de transitorios. El freno dinamométrico se emplea para trazar la curva par-velocidad completa. La selección se ajusta al rango de par, al régimen de giro y a la incertidumbre requerida.