Quando construímos um barco de rádio controle de grande porte, algumas soluções que funcionam perfeitamente em modelos pequenos deixam de ser adequadas. Motor, bateria, eixo, hélice e até a maneira como os componentes são presos ao casco precisam ser dimensionados considerando o tamanho e o peso da embarcação.
Foi exatamente esse problema que encontrei durante a construção do meu rebocador Yarra, um modelo com quase 1,20 metro de comprimento.
Para movimentar um barco desse tamanho, precisava de um motor adequado. Minha escolha foi um motor 550 de 12 volts, bastante conhecido e encontrado também em diferentes modelos de parafusadeiras.
Mas escolher o motor resolveu apenas uma parte do problema.
A pergunta seguinte foi:
como prender corretamente esse motor dentro do barco?
Por que escolhi um motor 550?
Um rebocador de 1,20 metro possui características muito diferentes de uma pequena lancha RC.
Naturalmente, seria possível fazer experimentos com motores menores. O problema é que um motor subdimensionado pode precisar trabalhar constantemente sob uma carga elevada para movimentar a embarcação.
Além do desempenho ruim, isso pode resultar em aquecimento excessivo do motor. Foi justamente uma das preocupações que tive durante o desenvolvimento do Yarra.
Por isso optei pelo motor 550.
É um motor DC escovado relativamente conhecido, disponível em diferentes versões e utilizado em várias aplicações.
No meu projeto, a utilização foi em 12 V.
Nem todo motor 550 é igual
Aqui existe um detalhe importante para quem pretende reproduzir uma montagem semelhante.
O termo 550 está associado principalmente ao tamanho físico da carcaça do motor. Isso não significa que todos os motores identificados como 550 possuam exatamente as mesmas características elétricas.
Podem existir diferenças de:
- tensão nominal;
- rotação;
- corrente;
- potência;
- enrolamento;
- torque.
Portanto, não devemos concluir que qualquer motor 550 pode simplesmente ser ligado a 12 V ou a outra tensão.
É importante verificar as especificações do motor específico que será utilizado.
Por que não utilizar simplesmente um motor pequeno?
Imagine que o motor consiga movimentar o barco, mas precise trabalhar praticamente no limite durante toda a navegação.
Ele pode até funcionar inicialmente.
Entretanto, a corrente elevada pode aumentar as perdas internas e, consequentemente, o aquecimento.
Por isso, o fato de um motor conseguir fazer uma hélice girar não significa automaticamente que ele seja adequado ao projeto.
Precisamos pensar no conjunto:
motor + eixo + hélice + peso do barco + alimentação + controlador.
No nautimodelismo, esses elementos estão diretamente relacionados.
A bateria também precisa acompanhar o motor
No projeto eu tinha facilidade para trabalhar com diferentes tensões porque utilizava baterias LiPo.
Mas a escolha de uma bateria não deve ser feita observando apenas sua tensão.
Precisamos considerar também a corrente que o sistema exigirá.
Um motor submetido a uma carga elevada pode solicitar uma corrente considerável. Portanto, bateria, conectores e condutores precisam ser compatíveis com essa demanda.
É por isso que conhecer conceitos como tensão, corrente e potência se torna tão importante quando começamos a modificar ou construir nossos próprios modelos.
O motor precisava ser removível
Depois de escolher o motor apareceu uma questão mecânica que inicialmente parece simples:
como prendê-lo dentro do rebocador?
Uma possibilidade seria simplesmente colar o motor na estrutura.
Eu não queria fazer isso.
Um motor é um componente que eventualmente pode precisar ser retirado para manutenção, substituição ou alguma modificação futura. Se ele estiver permanentemente colado ao casco, qualquer intervenção se torna muito mais complicada.
Por isso decidi construir um suporte removível.
Essa é uma pequena decisão de projeto, mas faz enorme diferença depois.
Construí um suporte com madeira balsa e metal
A solução que desenvolvi combinou madeira balsa e suportes metálicos. O conjunto foi então aparafusado à estrutura do barco.
Dessa maneira consegui duas coisas importantes.
Primeiro, o motor ficou firmemente instalado.
Segundo, ele continuou podendo ser removido.
Se amanhã for necessário trocar o motor, verificar o eixo ou modificar alguma parte do sistema, basta desmontar a fixação.
Esse princípio pode ser aplicado a vários componentes de um modelo:
aquilo que pode exigir manutenção deve, sempre que possível, permanecer acessível.
Não basta prender o motor: ele precisa ficar alinhado
Existe ainda uma questão mais importante do que simplesmente impedir que o motor se movimente.
O eixo do motor precisa ficar corretamente posicionado em relação ao eixo de propulsão que leva o movimento até a hélice. Essa preocupação com o ângulo foi justamente um dos motivos para desenvolver o suporte.
Se observarmos o sistema mecanicamente, temos algo semelhante a:
motor → acoplamento → eixo → hélice
A rotação produzida pelo motor precisa atravessar todo esse conjunto.
Quanto melhor for o alinhamento, melhores serão as condições de funcionamento da transmissão.
O que acontece quando motor e eixo ficam desalinhados?
Um desalinhamento excessivo pode produzir vibração e esforços mecânicos indesejados.
O acoplamento pode trabalhar de maneira inadequada.
O eixo pode apresentar maior resistência.
Podem aparecer ruídos.
E parte da energia que deveria produzir movimento útil da hélice acaba sendo desperdiçada.
Dependendo da montagem, o problema também pode aumentar o desgaste dos componentes.
Por isso, antes de furar definitivamente a estrutura e aparafusar o suporte, vale dedicar algum tempo ao alinhamento do conjunto.
O acoplamento tem uma função importante
Entre o eixo do motor e o eixo da hélice normalmente precisamos de algum sistema capaz de transmitir a rotação.
É aí que entra o acoplamento.
Ele conecta os dois eixos para que a rotação produzida pelo motor chegue até a hélice.
Dependendo do projeto, podem ser utilizados diferentes tipos de acoplamento.
Alguns possuem certo grau de flexibilidade e conseguem tolerar pequenos desalinhamentos.
Mas isso não significa que podemos instalar o motor de qualquer maneira.
O ideal continua sendo procurar o melhor alinhamento possível.
Uma maneira prática de pensar no posicionamento
Durante uma montagem desse tipo, faz sentido começar pelo sistema que possui menos liberdade para mudar de posição.
No barco, o eixo de propulsão já possui uma trajetória definida até a hélice.
Então podemos utilizar esse eixo como referência para determinar a posição do motor.
Em vez de:
prender o motor primeiro e depois tentar fazer o eixo chegar até ele,
é melhor pensar:
onde o motor precisa ficar para se alinhar corretamente ao eixo?
Só depois definimos definitivamente a posição do suporte.
A altura do motor também importa
O alinhamento não ocorre apenas olhando o conjunto de cima.
Precisamos observar também a altura.
O eixo do motor pode estar deslocado verticalmente em relação ao eixo da hélice.
Por isso, o suporte pode precisar elevar ou abaixar o motor até que ambos estejam adequadamente posicionados.
Foi justamente aí que a construção de uma base específica se mostrou útil.
Em vez de adaptar o eixo ao motor, consegui adaptar a posição do motor ao sistema de propulsão existente.
Madeira balsa pode ser utilizada como estrutura?
A madeira balsa é muito conhecida no modelismo por ser leve e fácil de cortar e trabalhar.
No meu suporte, ela foi utilizada em conjunto com elementos metálicos.
Mas existe uma consideração importante.
O suporte de um motor está sujeito a vibração e esforço mecânico. Portanto, a utilização da balsa precisa considerar a carga que efetivamente será aplicada à estrutura.
Dependendo da potência do motor e das características do projeto, pode ser mais adequado utilizar compensado, madeira mais resistente, alumínio ou outro material.
Não existe um material universalmente correto.
Existe o material adequado para aquele conjunto específico.
Também precisamos pensar na vibração
Todo conjunto rotativo pode produzir alguma vibração.
Motor, acoplamento, eixo e hélice precisam estar mecanicamente adequados.
Uma hélice desbalanceada, um eixo empenado ou um acoplamento instalado incorretamente pode produzir vibrações que acabam sendo transmitidas ao casco.
Isso torna a fixação do motor ainda mais importante.
O suporte não deve permitir que o motor fique se movimentando durante o funcionamento.
Ao mesmo tempo, precisamos conseguir desmontá-lo quando necessário.
É exatamente o equilíbrio que procurei nesse projeto:
fixação firme, mas removível.
Faça o teste antes de colocar o barco na água
Depois de instalar o motor, é interessante testar o conjunto ainda na bancada.
Primeiro podemos verificar manualmente se o eixo gira livremente.
Depois fazemos um teste elétrico cuidadoso em baixa potência.
Observe se aparecem:
- vibrações anormais;
- ruídos;
- aquecimento;
- movimentação do suporte;
- desalinhamento;
- atrito excessivo no eixo.
É muito melhor descobrir um problema enquanto o barco ainda está sobre a bancada do que quando ele estiver no meio do lago.
E a refrigeração do motor?
Outro aspecto que merece atenção é a temperatura.
Dentro de um casco, a circulação de ar pode ser pequena.
Se o motor estiver trabalhando sob uma carga elevada, pode aquecer bastante.
Por isso, depois dos primeiros testes, vale verificar sua temperatura.
Um aquecimento excessivo pode indicar vários problemas: motor inadequado, hélice muito exigente, atrito na transmissão, alimentação inadequada ou outra condição que esteja aumentando a carga.
A temperatura pode ser uma pista importante de que alguma coisa precisa ser revista.
A hélice interfere diretamente no esforço do motor
Outro erro seria analisar apenas o motor.
A hélice que colocamos na extremidade do eixo representa uma carga mecânica.
Alterar suas características pode mudar significativamente o esforço exigido do motor.
Por isso, colocar uma hélice maior simplesmente esperando obter mais propulsão pode aumentar também a corrente e o aquecimento.
Novamente aparece a ideia central:
não estamos escolhendo componentes isolados; estamos construindo um sistema.
O rebocador Yarra como projeto
O mais interessante nesse trabalho é que a instalação do motor representa apenas uma pequena etapa de um projeto muito maior.
O meu Yarra possui quase 1,20 m de comprimento.
Para fazê-lo navegar precisamos resolver vários sistemas:
propulsão, alimentação, direção, rádio controle, eixo, hélice, vedação e distribuição dos componentes.
Cada pequeno problema resolvido na bancada aproxima o barco da água.
E é justamente isso que considero tão interessante em construir um modelo em vez de simplesmente comprar um completamente pronto.
Veja como ficou o suporte do motor 550
No vídeo original deste artigo mostro exatamente a solução que desenvolvi para fixar o motor 550 de 12 V no rebocador Yarra, utilizando madeira balsa, suportes metálicos e uma montagem aparafusada que permite retirar posteriormente o conjunto.
Uma pequena peça que ensina muito sobre construção
À primeira vista, construir um suporte para motor parece uma parte pouco importante do projeto.
Mas veja quantas questões aparecem a partir dela:
Como escolher o motor?
Quanto de corrente ele exige?
Qual bateria utilizar?
Como prendê-lo?
Como permitir manutenção?
Como alinhar motor e eixo?
Como reduzir vibrações?
A hélice está exigindo demais?
O motor está aquecendo?
É justamente quando começamos a responder a essas perguntas que deixamos de simplesmente montar componentes e começamos a compreender o funcionamento do modelo.
Quer entender melhor a elétrica e a eletrônica dos seus projetos RC?
Construir um barco como o Yarra envolve muito mais do que instalar um motor. É preciso compreender como motor, bateria, controlador de velocidade, receptor, servo, fios e conectores trabalham juntos.
Essa é a proposta do Método 7H RC: ajudar você a compreender a elétrica e a eletrônica utilizadas no rádio controle para ter mais autonomia na construção, manutenção e modificação dos seus próprios modelos.
Se você quer deixar de apenas seguir diagramas e começar a entender por que cada componente está sendo utilizado e como eles se relacionam, conheça o Método 7H RC.