Mitsubishi HC-SF301B (HCSF301B) — Servomotor AC de 3kW, Eixo Reto + Freio, 1000 rpm, Série MELSERVO J2

Identificação do Produto

Número da Peça: HC-SF301B

Também Pesquisado Como: HCSF301B, HC-SF-301B

Série: Mitsubishi MELSERVO HC-SF (Geração J2)

Tipo de Motor: Servomotor AC sem Escovas — Eixo Reto com Freio Eletromagnético, 1000 rpm

Condição: Novo na Caixa, Lacrado de Fábrica

Visão Geral

O Mitsubishi HC-SF301B ocupa um nicho específico na linha MELSERVO: 3kW de potência nominal a uma velocidade nominal relativamente baixa de 1.000 rpm. Essa combinação produz um torque contínuo — 28,6 Nm — que é incomumente alto para um motor desse tamanho físico. Onde um servomotor de alta velocidade gera uma determinada potência através de rotação rápida com torque moderado, o HC-SF301B faz o oposto: velocidade mais baixa, torque consideravelmente maior disponível no eixo sem engrenagens de redução.

Essa característica torna este motor a especificação correta para um tipo diferente de carga do que um motor de eixo de máquina-ferramenta típico de 2000 a 3000 rpm. Acionamentos de paletes acoplados diretamente, aplicações de mesa rotativa com acionamento direto onde a engrenagem foi eliminada, sistemas de transportadores operando em baixas velocidades do eixo e qualquer mecanismo onde o torque da carga permaneça próximo ao valor nominal durante a maior parte do ciclo de trabalho — esses são ambientes onde o perfil de 1000 rpm e alto torque do HC-SF301B justifica sua especificação.

O "B" no número da peça é o freio eletromagnético — um dispositivo de retenção de segurança, acionado por mola, que mantém o eixo estacionário quando os 24V DC são removidos. Combinado com um eixo reto para interfaces de acoplamento por aperto por fricção, esta é a configuração para eixos horizontais ou verticais equipados com freio onde a interface do eixo não requer chaveta. A variante com freio é essencial para qualquer eixo que suporte uma carga sob gravidade ou deva manter a posição durante eventos de desligamento, paradas de emergência e condições de alarme.

Este motor pertence à geração original HC-SF J2, equipado com o encoder absoluto serial de 14 bits da plataforma. Ele é compatível com os amplificadores originais MR-J2-350 e com os amplificadores posteriores MR-J2S-350, tornando-o adequado para máquinas que executam qualquer uma das gerações de hardware de servo Mitsubishi.

Especificações Técnicas

O Perfil de 1000 rpm — Por que a Velocidade Nominal Importa

Velocidade e torque estão sempre em tensão em um determinado tamanho de quadro. Um motor operando a 2.000 rpm com saída de 3kW produz cerca de 14,3 Nm continuamente. Se a mesma potência for aplicada a um design de enrolamento de 1.000 rpm, o valor de torque contínuo sobe para 28,6 Nm — exatamente o dobro. O invólucro físico do motor não precisa mudar; o design eletromagnético muda o ponto de operação.

Isso importa enormemente ao dimensionar um sistema de acionamento. O torque da carga necessário para mover um mecanismo em estado estacionário determina se um determinado motor pode realizar o trabalho continuamente ou superaquecer tentando. Em eixos onde o torque da carga é alto em relação à velocidade da máquina — trocadores de ferramentas pesados operando em taxas moderadas, trocadores de paletes transferindo grandes dispositivos, acionamentos de enrolamento manuseando bobinas densas — um motor de 2.000 rpm a 3kW atingirá seu limite térmico muito antes do HC-SF301B sob a mesma demanda mecânica.

O torque de pico de 85,9 Nm é igualmente relevante. Em três vezes o valor contínuo nominal, o amplificador pode solicitar torque máximo de aceleração por curtos períodos — para acelerar uma carga de alta inércia e pará-la — sem exigir que o motor sustente esse nível de corrente. Dimensionado corretamente em relação à inércia e ciclo de trabalho da carga, o HC-SF301B opera bem dentro de sua classificação contínua durante a maior parte do ciclo de trabalho, usando a capacidade de pico apenas durante as fases de aceleração e desaceleração de cada movimento.

Eixo Reto e Freio — Esta Configuração em Contexto

Eixo reto: O HC-SF301B usa um eixo cilíndrico liso, dimensionado para aceitar acoplamentos por aperto por fricção ou por aperto dividido. Esta é a interface padrão para acoplamentos de disco, acoplamentos de fole e acoplamentos de mandíbula com cubos de aperto dividido onde o ajuste axial e a fricção de aperto transmitem o torque. Com 28,6 Nm contínuos e 85,9 Nm de pico, a seleção do acoplamento e o torque de instalação não são detalhes a serem deixados ao acaso. O furo do cubo deve corresponder ao diâmetro do eixo dentro da tolerância apropriada, e os parafusos de aperto devem ser torquados de acordo com a especificação do fabricante do acoplamento para o valor de torque de pico — não o valor contínuo nominal — para garantir que não haja deslizamento durante perfis de movimento exigentes.

Para quem transita entre configurações de eixo: a variante com chaveta deste motor é o HC-SF301BK, que adiciona uma chaveta usinada ao eixo, mas é idêntico em outros aspectos. Os dois são mecanicamente intercambiáveis no ponto de montagem da flange; a única mudança é a interface do acoplamento na extremidade acionada.

Freio eletromagnético: Com 3kW e 28,6 Nm contínuos, os riscos de um eixo sem freio perder energia são proporcionais à carga que ele carrega. Um motor equipado com freio em uma aplicação vertical ou horizontal pesada significa que o eixo mantém a posição no momento em que os 24V DC são removidos — seja por projeto durante um desligamento controlado ou por necessidade durante uma condição de falha. O design acionado por mola é de segurança por natureza: ele precisa de energia para permanecer aberto, não para fechar.

Assim como em todos os servomotores com freios eletromagnéticos, a sequenciação correta através da saída MBR (intertravamento do freio) do amplificador MR-J2 ou MR-J2S é importante. O amplificador desacelera o eixo até parar antes que o freio seja liberado para engatar. Ignorar essa sequenciação — conectar a bobina do freio diretamente a um relé de parada de emergência sem o intertravamento MBR — arrisca engatar a mola contra um eixo ainda em movimento, o que degrada rapidamente as superfícies de fricção do freio e pode causar choque mecânico no mecanismo de carga.

Geração J2 — Compatibilidade de Encoder e Amplificador

A série HC-SF usa o encoder absoluto serial de 14 bits a 16.384 posições por revolução. Este é o dispositivo de feedback original da geração J2, e é o que distingue a família HC-SF da série HC-SFS posterior, que foi atualizada para o encoder de 17 bits a 131.072 ppr.

Em termos práticos, 14 bits ainda é um encoder capaz para as aplicações para as quais o HC-SF301B foi projetado. Em um eixo de 1.000 rpm acionando uma carga através de engrenagens de redução, a resolução efetiva na carga — depois que a relação de engrenagem multiplica as contagens do motor — é tipicamente mais do que adequada para tarefas de controle de posicionamento e velocidade. A diferença entre 14 bits e 17 bits torna-se mais aparente em aplicações de acionamento direto ou de alta relação operando em baixas velocidades, onde cada contagem de resolução do encoder contribui para um controle de velocidade suave.

A função absoluta continua funcionando entre os ciclos de energia, suportada pela bateria A6BAT alojada no amplificador servo. Enquanto essa bateria estiver em bom estado, a máquina restaura a posição absoluta na próxima inicialização sem uma sequência de homing.

A compatibilidade do amplificador é mais ampla para motores HC-SF do que para motores HC-SFS. Como o encoder HC-SF antecede a plataforma J2S, ele é legível por:

• MR-J2-350A / MR-J2-350B — Amplificadores originais da geração J2 (variantes analógica/pulso e SSCNET)
• MR-J2S-350A / MR-J2S-350B / MR-J2S-350CP — Amplificadores J2-Super, retrocompatíveis com o encoder HC-SF

O HC-SFS301B (o equivalente J2S com encoder de 17 bits) requer amplificadores MR-J2S e não funcionará com o MR-J2 original. O HC-SF301B não tem essa restrição — ele funciona em qualquer geração de amplificador. Para equipes de manutenção que dão suporte a máquinas mais antigas com amplificadores MR-J2 de primeira geração, isso é importante: o HC-SF301B é o motor correto para esse hardware sem exigir uma atualização do amplificador.

HC-SF vs HC-SFS — Sabendo Qual Motor Sua Máquina Precisa

As duas famílias parecem quase idênticas por fora e compartilham as mesmas dimensões de flange. A distinção é interna e relacionada à fiação.

Ao adquirir uma substituição, verifique a geração do amplificador atualmente instalada. Conectar um motor com encoder de 17 bits a um amplificador MR-J2 de primeira geração resultará em um alarme de erro de encoder e o eixo não operará. Se o amplificador for MR-J2 (sem o "S"), adquira o HC-SF301B. Se o amplificador for MR-J2S, qualquer variante funcionará — embora para uma substituição idêntica, o HC-SF301B permaneça a correspondência exata.

Aplicações Típicas

Acionamentos de mesa rotativa e trunnion. Mesas rotativas de 4º eixo que indexam em velocidade moderada sob o peso de uma grande peça e dispositivo precisam de torque de retenção sustentado quando travadas e posicionamento de índice repetível durante a rotação. A classificação contínua de 28,6 Nm do HC-SF301B lida com a inércia substancial da mesa sem que o motor trabalhe com alta carga, e o freio segura o eixo rotativo mecanicamente entre os ciclos quando o travamento não é suficiente por si só.

Sistemas de transferência de paletes em centros de usinagem horizontal. Trocadores de paletes movem paletes pesados entre posições de usinagem e carregamento em velocidades relativamente baixas, mas com alta demanda de torque. A classificação de 1.000 rpm e o alto torque contínuo tornam o HC-SF301B bem adequado para essa tarefa, particularmente em sistemas HMC Mitsubishi de geração mais antiga que originalmente especificavam amplificadores MR-J2.

Acionamentos de transportador de cavacos e circulação de refrigerante. Alguns acionamentos auxiliares de máquinas-ferramenta de grande formato — transportadores de cavacos, transportadores de parafuso e sistemas integrados de circulação de refrigerante — usam servomotores onde a regulação de velocidade e a partida controlada são necessárias. Servomotores de baixa velocidade e alto torque se encaixam nesse papel onde um motor de indução padrão exigiria engrenagens externas.

Eixos de enrolamento e manuseio de materiais. Sistemas de manuseio de materiais de rolo a rolo, máquinas de enrolamento de fios e aplicações semelhantes usam servomotores de 1.000 rpm em modo de controle de torque para regular a tensão da web ou o torque de enrolamento diretamente sem engrenagens de redução. O torque do motor no eixo é a variável de controle, e o torque nominal do HC-SF301B fornece capacidade suficiente para aplicações de enrolamento de capacidade média.

Eixos auxiliares de prensas e estampagem acionadas por embreagem. Eixos servo auxiliares de prensas mecânicas — unidades de alimentação de material, mecanismos de ejeção de peças — operam em baixas velocidades e requerem controle preciso da distância de alimentação por ciclo de prensa. A combinação de alto torque, retenção de posição absoluta e retenção por freio cobre com precisão os requisitos funcionais desses eixos.

Novo na Caixa, Lacrado de Fábrica

O HC-SF301B oferecido aqui é embalagem original Mitsubishi — caixa lacrada de fábrica, tampas do eixo e do conector intactas, espuma de embalagem interna intacta. Novo na caixa significa que o motor nunca foi energizado, nunca instalado e não possui histórico de serviço a ser considerado.

Para máquinas atualmente paradas aguardando esta peça, o estoque novo na caixa elimina completamente a variável de tempo de reparo. Para inventários de manutenção planejada, o estoque lacrado de fábrica armazena de forma confiável por vários anos sob condições corretas: ambiente fresco, seco e livre de vibrações, longe da luz direta e de extremos de umidade. Após cinco anos, a rotação lenta periódica do eixo como parte de uma rotina de manutenção de armazenamento ajuda a redistribuir a graxa do rolamento antes que o motor seja colocado em serviço.

Perguntas Frequentes

P1: Quais amplificadores são compatíveis com o HC-SF301B?

O HC-SF301B funciona com os amplificadores originais da geração J2 e J2-Super na classe 350. Modelos confirmados como compatíveis são o MR-J2-350A (analógico/pulso de uso geral, J2), MR-J2-350B (SSCNET, J2), MR-J2S-350A (uso geral, J2S), MR-J2S-350B (SSCNET, J2S) e MR-J2S-350CP (posicionamento integrado, J2S). O encoder de 14 bits do HC-SF é legível por ambas as gerações. O motor não é compatível com amplificadores MR-J3 ou MR-J4, que usam uma interface de encoder completamente diferente.

P2: Qual é a diferença entre o HC-SF301B e o HC-SFS301B?

Ambos os motores são de 3kW, 1.000 rpm, eixo reto com freio, flange de 176 × 176 mm — mecanicamente intercambiáveis na face de montagem. A diferença crítica é a geração do encoder. O HC-SF301B usa um encoder de 14 bits (16.384 ppr) e é compatível com amplificadores MR-J2 e MR-J2S. O HC-SFS301B usa um encoder de 17 bits (131.072 ppr) e requer amplificadores MR-J2S — ele não funcionará com hardware MR-J2 de primeira geração. Combine o motor com o amplificador atualmente instalado na máquina.

P3: Por que um motor de 3kW tem um torque nominal tão alto (28,6 Nm)?

Torque e velocidade são relacionados pela potência: P = T × ω. Com a mesma saída de 3kW a 1.000 rpm em vez de 2.000 rpm, o torque nominal dobra em comparação com um motor de 2.000 rpm da mesma capacidade. O HC-SF301B produz 28,6 Nm continuamente precisamente porque foi projetado para aplicações de baixa velocidade e alto torque onde a carga exige torque sustentado em vez de alta velocidade do eixo. Para eixos de alto torque que, de outra forma, precisariam de engrenagens de redução, isso pode simplificar o projeto mecânico.

P4: Como funciona o freio eletromagnético e é seguro usá-lo como freio de parada?

O freio é acionado por mola e de segurança — a pressão da mola engata o disco do freio, e 24V DC o libera. No momento em que a energia é removida, a mola trava o eixo. É apenas um dispositivo de retenção, não um freio de parada. Ele só deve ser permitido engatar após o amplificador ter desacelerado o motor até parar, usando a saída MBR (intertravamento do freio) do amplificador para sequenciar corretamente o relé do freio. Engatar a mola contra um eixo em movimento a 3kW causa desgaste rápido do freio e choque mecânico.

P5: O HC-SF301B pode ser substituído por um HC-SF302B se apenas o 302B estiver disponível?

Apenas parcialmente. O HC-SF302B é de 3kW a 2.000 rpm com aproximadamente 14,3 Nm de torque nominal — a mesma potência de saída, mas metade do torque contínuo e o dobro da velocidade nominal. Se a carga exigir perto de 28,6 Nm de torque contínuo em baixas velocidades do eixo, o 302B não atenderá adequadamente a essa demanda e sobrecarregará. Se a carga for levemente carregada de torque e o eixo simplesmente precisar de 3kW em velocidade moderada, um 302B poderia ser funcional — mas exigiria alterações de parâmetros (relação de engrenagem eletrônica, limites de velocidade, configurações de aceleração) e uma revisão do ciclo de trabalho em relação aos limites de torque do 302B. Para uma substituição idêntica real, adquira o HC-SF301B.