Caixa de câmbio acopla eixos por levitação magnética

Por Redação do Site Inovação Tecnológica - 08/12/2014

Caixa redutora por levitação

Engenheiros europeus desenvolveram uma caixa de câmbio baseada na levitação magnética, o que significa que o eixo que vem do motor não toca o eixo que leva a tração para as rodas ou qualquer outro mecanismo a ser acionado.

Em vez da conexão por meio de engrenagens redutoras, como nos câmbios tradicionais, a transmissão é produzida sem contato, graças ao magnetismo.

Os eixos de entrada e saída literalmente levitam e, ainda assim, transmitem toda a força necessária do motor para o mecanismo a ser movimentado.

As principais vantagens são a ausência de atrito entre as peças e de desgaste dos vários componentes, dispensando a necessidade de lubrificação.

"A vida operacional destes equipamentos pode ser muito mais longa do que a vida dos câmbios redutores convencionais com engrenagens dentadas, e pode funcionar até mesmo em temperaturas criogênicas," disse Efrén Díez, da Universidade Carlos III de Madri, na Espanha.

Outra vantagem da transmissão sem contato é a virtual ausência de quebras, com o câmbio suportando grandes sobrecargas - mesmo que um eixo fique bloqueado, as duas peças simplesmente giram sobre si mesmas, já que não há engrenagens para quebrar.

"É a primeira vez na história que o eixo de entrada e o eixo de saída de um câmbio redutor ficam flutuando sem nenhum tipo de contato, e podem manter um mecanismo que não contém nada mais girando a 3.000 rotações por minuto," disse o professor José Luíz Perez Díaz.

Câmbio espacial e terrestre

Embora o objetivo do trabalho fosse construir um protótipo que possa ser usado no espaço, a equipe construiu também uma versão terrestre, que funcionou perfeitamente a temperatura ambiente.

Os "rolamentos" onde se apoiam os dois eixos são esferas supercondutoras que geram forças de repulsão estáveis, mantendo os eixos girando sem vibrações e evitando possíveis desalinhamentos.

O funcionamento dos supercondutores no espaço tem a vantagem de dispensar o resfriamento, já que as condições de uso envolvem temperaturas de -210º C no vácuo.

No espaço, o câmbio magnético deverá acionar braços robóticos e posicionadores de antenas, equipamentos que dependem de alta precisão, além de veículos espaciais para exploração robotizada ou humana.

A versão "terráquea" teve os ímãs supercondutores substituídos por ímãs permanentes.

Segundo a equipe, a caixa redutora por levitação terá grande apelo nas indústrias alimentícia e farmacêutica, onde a ausência de óleos lubrificantes é um apelo importante devido às estritas exigências de limpeza. Mas, segundo eles, o equipamento pode ser usado em qualquer aplicação onde seja necessário um câmbio, ou caixa de redução.

Bibliografia:

Performance of magnetic-superconductor non-contact harmonic drive for cryogenic space applications

Efren Diez-Jimenez, Ignacio Valiente-Blanco, Victor Castro-Fernandez, Jose Luis Pérez Díaz

Journal of Engineering Tribology

Vol.: 228 Number: 10 Pages: 1071-1079

DOI: 10.1177/1350650114527584