Calculadora de potencia y torque

Cómo funciona la calculadora

Un eje que gira entrega una potencia igual al torque por la velocidad angular. En unidades métricas queda kW = torque (N·m) × rpm ÷ 9,549. En unidades de EE. UU., un HP son 33,000 ft·lbf por minuto y una vuelta son 2π radianes, así que HP = torque (lb-ft) × rpm ÷ 5,252.

Escribe dos de potencia, torque y velocidad y deja vacía la tercera. La calculadora trabaja por dentro en watts y newton metro, así que puedes mezclar unidades: escribe kW y obtén lb-ft, o escribe HP y obtén N·m.

Ejemplos resueltos

Un eje a 1,750 rpm con 100 N·m de torque: 100 × 1,750 ÷ 9,549 = 18.33 kW, que son 24.58 HP.

Un motor de 15 kW a 1,750 rpm a plena carga da 9,549 × 15 ÷ 1,750 = 81.85 N·m en el eje. Ese es el valor que debes comparar con la capacidad de torque del cople o del reductor.

Por qué la potencia y el torque se cruzan a 5,252 rpm

Como HP = lb-ft × rpm ÷ 5,252, los dos números son iguales justo a 5,252 rpm. Por debajo, el número del torque es mayor; por encima, el de la potencia. Por eso las curvas en HP y lb-ft siempre se cruzan ahí.

A esa velocidad no pasa nada físico; el punto sale de las unidades. Con kW y N·m las curvas se cruzan a 9,549 rpm.

Reductor: baja la velocidad, sube el torque

Un reductor divide la velocidad entre su relación y multiplica el torque por la relación, menos las pérdidas. Con un reductor 10:1 al 95% de eficiencia, 1,750 rpm y 50 N·m de entrada se vuelven 175 rpm y 50 × 10 × 0.95 = 475 N·m de salida.

La potencia nunca sube en un reductor: 9.16 kW de entrada se vuelven 8.70 kW de salida, y la diferencia se va en calor. El 95% de la casilla es un valor de ejemplo; usa la eficiencia del catálogo, porque los reductores de sinfín corona pueden quedar muy por debajo, sobre todo con relaciones altas.

Motor eléctrico: potencia en el eje a partir de volts y amperes

Un motor trifásico toma √3 × volts × amperes × factor de potencia, y al eje llega eso por la eficiencia del motor. A 220 V, 20 A, factor de potencia 0.85 y 90% de eficiencia: 6.48 kW de entrada, 5.83 kW (7.82 HP) en el eje y 31.81 N·m a 1,750 rpm. Toma los cuatro valores de la placa del motor; estos son de ejemplo.

Aquí HP es el caballo de fuerza mecánico de EE. UU., 745.7 W. El caballo de vapor métrico (CV) es 735.5 W, así que 1 CV son 0.986 HP, y 1 kW son 1.341 HP.

Fuentes

Conversión de unidades: NIST Special Publication 811, Guide for the Use of the International System of Units, apéndice B (1 lbf·ft = 1.355818 N·m, 1 HP = 745.6999 W, 1 CV = 735.4988 W). Potencia monofásica y trifásica: IEEE Std 141 (Red Book), capítulo 3. Las eficiencias del reductor y del motor las escribes tú, del catálogo del fabricante o de la placa del motor.

Los resultados valen para operación continua a la velocidad que escribas. No incluyen el par de arranque, el factor de servicio ni el ciclo de trabajo. Selecciona motores, reductores y coples con el catálogo del fabricante y el factor de servicio de la aplicación.

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