Un motor hueco es un motor que cuenta con un orificio pasante en el centro del eje de rotación. Al poder hacer pasar cables, tuberías, ejes y otros elementos por el hueco, permite mejorar el tendido de cables y tuberías en espacios reducidos, lo que contribuye a la miniaturización de los equipos y a una mayor flexibilidad en el diseño.
A la hora de seleccionarlos, es importante tener en cuenta no solo el diámetro del hueco, sino también el par, la velocidad de rotación y el tamaño necesarios, de acuerdo con las especificaciones del equipo. En este artículo explicamos de forma clara la estructura de los motores huecos y sus diferencias con respecto a los motores convencionales, así como sus ventajas, aspectos a tener en cuenta, principales aplicaciones y los puntos que hay que comprobar a la hora de la selección de motores.
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¿Qué es un motor hueco?
Un motor hueco es aquel que, a diferencia de los motores convencionales de eje macizo, presenta un orificio pasante en el centro del eje de rotación. El espacio central puede utilizarse como conducto para el cableado, las tuberías o el eje.
Si se aprovecha adecuadamente la parte hueca, se puede reducir el cableado y las tuberías que se colocan alrededor del motor, lo que permite un ahorro de espacio en el equipo y aumenta la flexibilidad en la disposición. Además, dependiendo de la configuración, es posible la conexión directa con el eje accionado.
No se debe juzgar un motor hueco simplemente por sus prestaciones, sino que es importante realizar la selección de motores teniendo en cuenta la estructura del equipo, su aplicación y el diámetro interior necesario, entre otros factores.
Estructura y funcionamiento del motor hueco
Al igual que los motores convencionales, los motores huecos se componen principalmente de un estator (parte fija) y un rotor (parte giratoria). Su principal característica es que cuentan con un orificio pasante en el centro del rotor o del eje giratorio.
A través de la parte hueca se pueden pasar cables de alimentación y de señal, tubos de aire y ejes, lo que permite reducir el número de componentes y el cableado situados en el exterior del motor. Dependiendo de la configuración del producto o del equipo, también es posible pasar el eje accionado a través de la parte hueca, fijarlo y conectarlo directamente al motor.
El aprovechamiento de la estructura hueca facilita la configuración del mecanismo de accionamiento, al tiempo que permite utilizar de forma eficaz el espacio limitado.
Diferencias con respecto a los motores convencionales
La principal diferencia entre los motores convencionales y los motores huecos radica en si se puede aprovechar o no el centro del eje giratorio. Mientras que en los motores convencionales con eje macizo la transmisión de potencia se realiza desde los extremos del eje, los motores huecos cuentan con un orificio pasante en el centro por el que se pueden pasar cables, tuberías, ejes, etc.
En la siguiente tabla se resumen las principales diferencias.
Elementos de comparación | Motor convencional (eje macizo) | Motor hueco |
Estructura del eje | Eje macizo, relleno hasta el centro | Eje con orificio pasante en el centro |
Aprovechamiento del centro | Básicamente no se puede aprovechar | Permite el paso de cableado, tuberías, ejes, etc. |
Conexión con el eje accionado | En la mayoría de los casos, la conexión se realiza mediante acoplamientos | También hay configuraciones en las que se puede conectar directamente pasando el eje por la parte hueca |
Aplicaciones adecuadas | Aplicaciones de accionamiento generales | Aplicaciones en las que se requiere garantizar el paso del cableado o realizar un ahorro de espacio |
Los motores huecos resultan eficaces en aplicaciones en las que es necesario garantizar el paso de los cables o realizar un ahorro de espacio en el equipo. Sin embargo, esto no significa que su rendimiento sea superior al de los motores convencionales.
Es importante elegir el tipo de motor adecuado teniendo en cuenta la estructura del equipo, su finalidad y el par y la velocidad de rotación necesarios.
Ventajas de los motores huecos
Los motores huecos permiten aprovechar eficazmente el espacio central, lo que contribuye a reducir el tamaño de los equipos y a mejorar el tendido de cables y tuberías. Otra de sus características es que, dependiendo de la configuración del equipo, pueden reducir el número de componentes y las horas de montaje.
A continuación, presentamos las principales ventajas de adoptar una estructura hueca.
Posibilidad de pasar el cableado y las tuberías por el hueco central
Una de las principales ventajas de los motores huecos es que permiten pasar cables y tuberías por su parte central. Al agrupar los cables de alimentación, los cables de señal y los tubos de aire en el hueco central, se reduce el cableado y las tuberías que discurren por el exterior del motor, lo que facilita la organización del interior del equipo.
Especialmente en las partes móviles, puede ocurrir que los cables interfieran con los componentes circundantes o que se vean sometidos a cargas debido a movimientos repetitivos. Otra ventaja es que, si el cableado se realiza adecuadamente, se reduce la interferencia con los componentes circundantes y resulta más fácil proteger los cables.
En dispositivos con múltiples articulaciones, como los robots, agrupar el cableado facilita también las tareas de mantenimiento y revisión.
Contribuye al ahorro de espacio en el equipo
Al adoptar un motor hueco, es posible hacer pasar el cableado, las tuberías y los ejes por el centro, lo que permite aprovechar eficazmente el espacio alrededor del motor. Una de las ventajas es que se reduce la necesidad de reservar espacio en el exterior para el recorrido del cableado, lo que facilita el diseño de un equipo compacto en su conjunto.
Además, dependiendo de la configuración, es posible la conexión directa con el eje accionado, lo que en algunos casos permite reducir el número de componentes de transmisión, como acoplamientos, correas y poleas. En las articulaciones de los robots o en los equipos de automatización, donde es necesario alojar el mecanismo de accionamiento y el cableado en un espacio limitado, resulta eficaz un diseño que realice el ahorro de espacio aprovechando la estructura hueca.
Aumenta la libertad de diseño y montaje
Otra ventaja es que, al poder utilizar la parte hueca como conducto para el cableado, las tuberías y los ejes, se amplían las opciones de disposición del equipo. No es necesario planificar las rutas de cableado únicamente en el exterior del motor, lo que facilita el diseño de la configuración del equipo incluso en espacios limitados.
Además, en las configuraciones en las que es posible conectar directamente el eje accionado, se pueden omitir componentes de transmisión como los acoplamientos, lo que puede traducirse en una reducción del número de piezas y de las horas de montaje. Aunque en algunos casos, dependiendo del producto o la estructura, es posible reducir el peso, a la hora de adoptar un motor hueco es importante tener en cuenta no solo la reducción de peso, sino también la configuración global del equipo.
Inconvenientes y aspectos a tener en cuenta de los motores huecos
Aunque los motores huecos presentan numerosas ventajas, no son adecuados para todas las aplicaciones. No basta con elegir solo en función del diámetro interior necesario, sino que es importante tener en cuenta también el rendimiento del motor, el coste y la compatibilidad con los equipos periféricos.
A continuación, explicamos los aspectos que conviene tener en cuenta antes de su adopción.
Tener en cuenta el equilibrio entre el diámetro interior y el rendimiento del motor
A la hora de elegir un motor hueco, es importante comprobar el equilibrio entre el diámetro interior necesario y el rendimiento del motor. Si se desea un diámetro interior grande, es necesario comprobar si, teniendo en cuenta las dimensiones externas y la estructura interna, se pueden cumplir al mismo tiempo los requisitos de par y rigidez necesarios.
Aunque el diámetro interior sea el mismo, el par, el número de revoluciones y las dimensiones externas que se pueden alcanzar varían según el producto. Una vez aclarados los diámetros necesarios para el cableado y el eje que pasan por la parte hueca, compruebe también el par, el número de revoluciones, el tamaño y la carga que soporta el eje, y elija el producto que se ajuste a las especificaciones requeridas para el equipo en su conjunto.
Comprobar los costes y la compatibilidad con los equipos periféricos
A la hora de adoptar un motor hueco, es necesario tener en cuenta no solo el precio del propio motor, sino también los costes de los equipos periféricos y de su integración. Dado que los productos con estructura hueca pueden tener un precio más elevado que los motores de eje macizo de la misma clase, es importante tomar una decisión teniendo en cuenta las ventajas que se obtienen con su implantación.
Además, si se combinan con reductores, codificadores o controladores, es necesario comprobar también las especificaciones y los métodos de conexión de cada dispositivo. Incluso en configuraciones en las que se reduce el número de componentes gracias a la conexión directa, el tiempo de diseño y montaje varía en función del método de instalación.
No se debe tomar una decisión basándose únicamente en el motor en sí, sino que hay que evaluar el coste y la facilidad de mantenimiento de todo el equipo.
Principales usos y ejemplos de aplicación de los motores huecos
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Los motores huecos se utilizan en diversos equipos y dispositivos, aprovechando su característica de permitir el paso de cableado, tuberías, ejes, etc., por su parte central. Resultan especialmente útiles en aplicaciones en las que se requiere un ahorro de espacio u organizar cableados complejos.
A continuación se resumen las aplicaciones más habituales y las formas de aprovechar la parte hueca.
| Ejemplos de uso | Principales aplicaciones de las secciones huecas |
| Robots | Para pasar cables de señal, tubos de aire, etc. |
| Sistemas de transporte y accionamiento por rodillos | Para formar el mecanismo de accionamiento a través de ejes de rodillos, etc. |
| Recubridor por centrifugación | Se utiliza como conducto para la aspiración de aire |
El uso de la parte hueca varía en función de la estructura y la finalidad del equipo. A continuación, presentaremos ejemplos concretos de aplicación, divididos en dos categorías: robots y equipos de automatización, por un lado, y equipos de precisión e industriales, por otro.
Robots y equipos de automatización
Los motores huecos se utilizan, por ejemplo, en las articulaciones y los ejes de giro de los brazos robóticos. Esto se debe a que, al pasar por la parte hueca los cables de señal y los tubos de aire que conectan con la punta, se reduce el cableado que discurre por el exterior de la articulación, lo que facilita la organización compacta de los mecanismos circundantes.
Además, al pasar el cableado y las tuberías por el interior, resulta más fácil evitar la interferencia con los componentes circundantes provocada por el movimiento del robot. En los equipos de automatización, como los sistemas de transporte, la ventaja de utilizar la estructura hueca radica en que facilita el alojamiento de los componentes de accionamiento y el cableado en espacios de instalación limitados.
Equipos de precisión y equipos industriales
Los motores huecos también se utilizan en equipos de precisión y equipos industriales, como los sistemas de accionamiento por rodillos y los recubridores centrífugos. En el caso de los sistemas de accionamiento por rodillos, al pasar el eje del rodillo a través de la cavidad y conectarlo directamente, se pueden reducir componentes como los acoplamientos —dependiendo de la configuración— y diseñar un sistema de accionamiento más compacto.
Los recubridores centrífugos son dispositivos que hacen girar los elementos a tratar, como obleas o placas de circuito impreso, y utilizan la fuerza centrífuga para aplicar una capa fina y uniforme de líquido. Los motores huecos también se emplean en configuraciones en las que se aspira aire a través de la cavidad hueca para fijar el elemento a tratar mientras gira.
Se caracterizan por la posibilidad de aprovechar la cavidad hueca en función del objetivo del equipo, ya sea para pasar el eje o como conducto de aire.
Puntos clave a la hora de elegir un motor hueco
A la hora de seleccionar un motor hueco, si se toma como único criterio el diámetro interior, es posible que no se cumplan los requisitos de rendimiento de accionamiento ni las condiciones de instalación. Es importante analizar las especificaciones requeridas por el equipo —como el par, las revoluciones, las dimensiones exteriores y el entorno de instalación— y comparar los productos en función de ellas.
Los principales aspectos que hay que comprobar durante la selección son los siguientes:
- Lo que se va a pasar por el hueco y el diámetro interior necesario
- Par y revoluciones necesarios
- Diámetro exterior, longitud total y peso del motor
- El entorno de instalación, como la temperatura y la humedad de uso
- La compatibilidad con reductores, codificadores y controladores
- El tendido del cableado y las tuberías, así como la facilidad de mantenimiento
Es importante no limitar la selección de productos únicamente al diámetro del hueco, sino tener en cuenta la configuración del equipo en su conjunto. A continuación, explicaremos en detalle los puntos que conviene comprobar especialmente.
Comprobar el diámetro del hueco necesario
A la hora de elegir un motor hueco, primero hay que aclarar qué se va a pasar por el hueco y comprobar el diámetro necesario. El espacio necesario varía en función de si se trata de cables de alimentación o de señal, tubos de aire o ejes.
Si hay que agrupar varios cables, no basta con comprobar simplemente el diámetro exterior, sino que es importante tener en cuenta también el grosor del haz y la facilidad de manejo. Del mismo modo, al pasar tubos de aire, es necesario asegurar un margen suficiente para poder colocarlos sin dificultad.
Determine el diámetro interior necesario teniendo en cuenta la forma concreta de montaje y seleccione los productos que cumplan los requisitos.
Comprobar el par y las revoluciones
Aunque se consiga el diámetro interior necesario, no se puede considerar un motor adecuado si no cumple con el par y las revoluciones que exige el equipo. Es importante calcular el par necesario en función de la magnitud de la carga que se va a accionar y verificar las revoluciones según las condiciones de funcionamiento del equipo, como la velocidad y la aceleración o deceleración.
A la hora de comparar productos, hay que comprobar el par nominal, el par máximo y las revoluciones máximas, entre otros parámetros. Es importante no basarse únicamente en el funcionamiento normal, ya que en el arranque o durante las aceleraciones y desaceleraciones puede ser necesario un par elevado de forma temporal.
Es necesario realizar la selección teniendo en cuenta la carga y las condiciones de funcionamiento, y dejando un margen de seguridad.
Comprobar el tamaño y las condiciones de instalación
Además del diámetro interior y las prestaciones de accionamiento, también hay que comprobar si el motor se puede integrar en el equipo sin problemas. Hay que verificar que el diámetro exterior, la longitud total y el peso quepan en el espacio de instalación, y comparar las condiciones ambientales, como la temperatura y la humedad de uso, con las especificaciones del producto.
Si se utilizan reductores, codificadores, frenos o controladores, hay que comprobar que los métodos de conexión y las especificaciones sean compatibles. Otros aspectos que no deben pasarse por alto son el tendido del cableado y las tuberías, la facilidad de mantenimiento y el tiempo de montaje.
Teniendo en cuenta todas estas condiciones, la decisión debe basarse no solo en el motor en sí, sino también en la configuración y el coste del equipo en su conjunto.
Resumen
Los motores huecos, gracias a su estructura que permite pasar cables, tuberías, ejes y otros elementos por su parte central, contribuyen al ahorro de espacio en los equipos y a aumentar la flexibilidad de diseño. Son una opción muy interesante para aplicaciones en las que se desea aprovechar al máximo un espacio limitado, como en el caso de los robots y los equipos de automatización.
A la hora de realizar la selección de motores, es necesario tener en cuenta de forma integral no solo el diámetro interior del hueco, sino también el par y la velocidad de giro necesarios, las dimensiones exteriores y la compatibilidad con los equipos periféricos.
En C.I. Takiron Corporation ofrecemos asesoramiento para la selección de motores y el desarrollo de motores adaptados a cada aplicación y a las especificaciones requeridas. Si tiene alguna duda sobre las especificaciones o la selección de motores huecos, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
Información sobre productos y consultas
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- Página web del producto: https://cik-ele.com/
- Motores sin núcleo: https://cik-ele.com/products/list/coreless_motor/
- Motores sin escobillas: https://cik-ele.com/products/list/brushless_motor/
- Motorreductor: https://cik-ele.com/products/list/gearhead/
- Codificador: https://cik-ele.com/products/list/encoder/
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