Por qué dos motores de toldo de 45 mm pueden producir diferentes niveles de ruido

Un motor de toldo silencioso de 45 mm es un motor tubular diseñado para funcionar por debajo de 40 dB(A) en condiciones de carga controlada y al mismo tiempo ofrece un par de torsión de 10 a 50 N.m para toldos retráctiles, toldos tipo casete, pérgolas y sistemas de sombreado exterior. En la práctica, el ruido de funcionamiento está determinado menos por la potencia del motor y más por la precisión de la caja de cambios, la transmisión de vibraciones, el equilibrio del rotor, el estado de los rodamientos y la compatibilidad de la instalación. Dos motores con índices de par y velocidad idénticos pueden producir resultados acústicos significativamente diferentes después de la instalación.

Para los fabricantes de sistemas de sombreado y los ingenieros de adquisiciones, comprender el origen del ruido del motor suele ser más importante que comparar las especificaciones del catálogo.

Por qué investigamos este problema

En una revisión reciente de un proyecto OEM, un fabricante de toldos informó un rendimiento acústico inconsistente en varios sistemas de sombreado exterior recién instalados.
La especificación del motor fue idéntica durante todo el proyecto:

motor tubular de 45 mm

Par nominal de 20 N.m

Velocidad de funcionamiento de 17 rpm.

Final de carrera electrónico

Control de radiofrecuencia (433,92 MHz)

Tubo enrollable de aluminio de 70 mm.
 

A pesar de compartir la misma hoja de especificaciones, varias instalaciones eran notablemente más ruidosas durante los ciclos de apertura y cierre.

La pregunta planteada por el cliente era sencilla:

Si los motores tienen el mismo par, velocidad y sistema de control, ¿por qué algunos funcionan con un nivel de ruido menor que otros?

Para identificar la causa raíz, se realizó una prueba de validación comparativa en condiciones operativas idénticas.

Todas las muestras se evaluaron utilizando la misma configuración de instalación para eliminar variables ambientales.

Las mediciones de ruido se registraron durante el funcionamiento estable en lugar de durante las secuencias de arranque o parada.
 

Los resultados de las pruebas revelaron que la salida de par tenía poca influencia directa sobre el ruido de funcionamiento.

Las mayores variaciones estuvieron asociadas con la precisión de la caja de cambios, la transferencia de vibraciones y el equilibrio del rotor.
 

En condiciones de carga idénticas, la diferencia entre la configuración más ruidosa y la más silenciosa alcanzó aproximadamente 9 dB(A).

Como referencia, una reducción de esta magnitud es claramente perceptible en entornos hoteleros, residenciales y de oficinas.

Una suposición común es que el ruido del motor se origina principalmente en el estator y el rotor.

Las pruebas sugirieron lo contrario.

En la mayoría de los casos, la vibración generada dentro de la caja de cambios se transmitía a través del sistema de transmisión y se amplificaba por el tubo del rodillo.

La trayectoria de vibración siguió la siguiente secuencia:
 

Caja de cambios
↓
Adaptador de corona y transmisión
↓
Tubo de rodillo de aluminio
↓
Soportes de montaje
↓
Ruido del sistema percibido

Cuando se reemplazó una corona estándar y un adaptador de transmisión con espacio excesivo por un juego de adaptadores coincidentes, el ruido medido disminuyó aproximadamente 3 dB(A) sin ninguna modificación en el motor en sí.

Esta observación explica por qué motores idénticos pueden funcionar de manera diferente cuando se instalan dentro de diferentes perfiles de tubo.
 

Durante el desmontaje y la inspección, se hizo evidente otra tendencia.

Los motores más silenciosos utilizaban sistemáticamente conjuntos de engranajes planetarios de mayor-precisión.

Pequeñas desviaciones en la geometría de los dientes de los engranajes pueden crear:

Mayor reacción

Engranaje irregular del engranaje

Vibración armónica

Zumbido mecánico

Estos efectos suelen ser difíciles de detectar durante la puesta en servicio inicial, pero se vuelven cada vez más perceptibles después de ciclos operativos prolongados.

La siguiente comparación resume las diferencias observadas.

Para proyectos de toldos grandes, la calidad de fabricación de la caja de cambios suele tener un efecto mayor en el rendimiento acústico que aumentar o disminuir el par del motor.

Durante las primeras semanas después de la instalación, muchos motores presentan niveles de sonido similares.
Sin embargo, el análisis de rendimiento de campo-realizado en motores retirados de servicio después de varios años reveló patrones recurrentes.

Las causas más comunes de aumento del ruido fueron:

En particular, estos motores a menudo permanecían operativos.

El problema era la degradación acústica más que un fallo eléctrico.

Este hallazgo es una de las razones por las que muchas especificaciones comerciales ahora requieren una validación de resistencia superior a 50.000 ciclos operativos.

El objetivo no es simplemente la vida útil sino un rendimiento acústico estable durante toda esa vida útil.
 

El ruido mecánico no lo genera exclusivamente el hardware.

La estrategia de control puede influir en cómo se introduce la vibración en el sistema.

Los motores con interruptor de límite mecánico tradicional se detienen inmediatamente al alcanzar el límite de recorrido.

Los sistemas de final de carrera electrónicos pueden implementar:

arranque suave

Parada suave

Aceleración controlada

Desaceleración controlada

Estas funciones reducen las fuerzas de impacto transmitidas a:

tubos de rodillos

Soportes de montaje

Conjuntos de engranajes

Sistemas de tensión de telas.

En los toldos cofre grandes, la reducción del ruido de arranque percibido suele ser más notable que cualquier reducción lograda al reducir la velocidad de funcionamiento.

Si bien ambas plataformas de motor se pueden configurar para un funcionamiento con poco ruido-, la mayoría de los sistemas de toldos exteriores utilizan la arquitectura de 45 mm debido a los requisitos de torsión más altos.
 

Para toldos retráctiles que superan los 4 metros de ancho, las configuraciones de 20 N.m, 30 N.m y 40 N.m siguen siendo las soluciones más comúnmente especificadas.
 

Al evaluar unMotor silenciosoplataforma, los equipos de adquisiciones generalmente revisan más que el torque y los precios.

Se deben verificar los siguientes parámetros durante la calificación del proveedor:

Nivel de ruido de funcionamiento medido a 1 metro

Proceso de fabricación de cajas de cambios.

Procedimiento de equilibrio del rotor

Especificación de protección térmica

Compatibilidad con adaptadores de corona y transmisión

Final de carrera mecánico o electrónico

Compatibilidad con radiofrecuencia (433,92 MHz)

Capacidad de integración RS485

Soporte de integración de contacto seco

Registros de pruebas de resistencia

Los proyectos que evalúan únicamente las clasificaciones de torsión a menudo encuentran quejas acústicas después de la instalación a pesar de cumplir con los requisitos de elevación.

Para proyectos OEM que requieren clasificaciones de torque específicas, protocolos de control u objetivos de rendimiento de bajo ruido-, WJZ Motor brinda soporte de ingeniería, datos de validación y servicios de fabricación a granel para plataformas de motores tubulares de 35 mm y 45 mm.