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Kart casero con taladro eléctrico

Hace tiempo vi un vídeo en Youtube, donde construían un simple kart casero para chicos usando como motor un taladro de batería.

La mecánica y la estructura es muy sencilla, y la veremos más adelante.

Qué taladro tengo que usar?



Valen todos o tiene que tener un mínimo de potencia?

Antes de lanzarnos a comprar los materiales y a hacer el kart a lo loco vamos a hacer unos sencillos cálculos para tener claro que tipo de taladro aguantará las condiciones a las que le vamos a someter al utilizarlo como motor de un coche eléctrico.

Vamos a dividir en dos partes: Datos teoricos y datos practicos

Datos teoricos

El kart es para niños y va a alcanzar poca velocidad. Como condiciones iniciales vamos a pedirle que pueda mover un niño de hasta 30 kg a 5 km/h en pendientes de hasta el 10%, suponiendo que la estructura pesa 20 Kg y que tenemos ruedas de 24 cm de diámetro. Con estos datos evaluaremos la potencia y revoluciones por minuto necesarios, el par, y podremos comprar una máquina con la seguridad de que va a poder mover lo que queremos.





Condiciones iniciales

Estos son los valores con los que vamos a tabajar, pero con la hoja de cálculo que dejare podras cambiarlas fácilmente y ver los resultados al instante.

  • Peso niño (30 kg)
  • Peso estructura (20 kg)
  • coeficiente rozamiento (0,06 )
  • suponemos que no hay deslizamientos
  • pendiente a superar (10%)
  • tamaño ruedas Kart (24 cm)
  • velocidad que queremos que alcance (10 km/h)

Calculo de las revoluciones que tiene que entregar el taladro



Empezamos desde bajo, en la rueda para obtener las características necesarias del taladro para que mueva nuestro vehículo.

Queremos que vaya a 10km/h que son 2,7 m/s . Una vuelta o revolución de nuestra rueda de 24 cm de diámetro 12 de radio son Kart casero con taladro eléctrico que es su perímetro, así que si con una vuelta hacemos 0,75 m  para que recorra 2,7m necesitaremos que de 3,58 revoluciones en 1 segundo o sea 221 rpm

Kart casero con taladro eléctrico

Con esto ya podemos obtener las revoluciones mínimas que nos tiene que dar el taladro, que serán Kart casero con taladro eléctrico el diametro del taladro es de  4cm con lo que obtenemos que

Kart casero con taladro eléctrico

Kart casero con taladro eléctrico
y tenemos el primer dato buscado nuestro taladro tiene que ofrecer hasta 1327 rpm que es un valor bajo que lo sacamos con casi cualquier aparato. Así que es de esperar que si hay alguna restricción venga de la mano de la Potencia a transmitir.

Estudio de fuerzas y cálculo de la potencia para el Kart







Ya tenemos la velocidad angular que tenemos que conseguir, ahora vamos a ver como llegamos y mantenemos esa velocidad. Para esto tenemos que vencer las fuerzas que se oponen al movimiento.  El rozamiento y como queremos que suba rampas la parte correspondiente del peso del niño más el vehículo.

Vamos a calcular la situación más crítica que dejaría sobre-dimensionada la capacidad del taladro. 

Suponemos que no se va a producir deslizamiento ni entre la rueda y el suelo ni entre el taladro y la rueda.

El coeficiente de rozamiento por rodadura de goma para un camino de tierra oscila entre 0,04 y 0,06, usaremos 0,06.

El coeficiente de rozamiento estático (el necesario para sacar al cuerpo de reposo y que se mueva es mayor que el de un cuerpo ya en movimiento. Por eso se necesitará siempre más fuerza para arrancar que para mantener el movimiento. Nosotros nos vamos a quedar con este valor de Kart casero con taladro eléctrico pero si quieres puedes jugar un poco con diferentes valores de coeficientes en las hojas de cálculo que os adjunto. Realmente puedes cambiar cualquier dato del problema para adaptarlo a tus necesidades.

Kart casero con taladro eléctrico

La fuerza que tenemos que vencer para que nuestro vehículo se mueva a la velocidad que queremos es la de rozamiento más la del peso por haber metido las rampas.

 La de rozamiento

Kart casero con taladro eléctrico
La relativa al peso será

Kart casero con taladro eléctrico
Y la total la suma de las 2

Kart casero con taladro eléctrico
Con esta fuerza podemos calcular el par necesario

Kart casero con taladro eléctrico
y con el par y la velocidad angular la potencia necesaria.

Kart casero con taladro eléctrico

Y listo. Si no hay ningún error para los datos especificados válidos para casi cualquier niño de menos de 9 o 10 años (hasta 30 kg) necesitaríamos un taladro que girara hasta 1.327 rpm y que entregue una potencia de 636 W. Faltaría ver la autonomía que tiene que no creo que vaya a ser muy alta.

Con lo que hay que tener más cuidado a la hora de hacer los cálculo es con poner las unidades de forma correcta.

  • Potencia en W,
  • Fuerzas en N,
  • velocidades en m/s,
  • velocidades angulares en rad/segundo,
  • distancias en m,

Video para la fabricación.