Una guía completa de los actuadores. ¿Qué son, tipos de actuadores y cómo funcionan?

Una guía completa de los actuadores: ¿cuáles son ellos, los tipos de actuadores y cómo funcionan?

A menudo, los elementos esenciales de un dispositivo o sistema no son los showstoppers. No son la belleza externa del diseño o el estuche. No son la función que a menudo se elogia. La mayoría de las veces, los elementos esenciales de un dispositivo están ocultos detrás de un caparazón más estéticamente agradable.

Los actuadores son un ejemplo perfecto de este sistema oculto porque son una pieza necesaria para una amplia gama de sistemas, rara vez obtienen crédito por sus increíbles acciones. Entonces, en este artículo, repasaremos qué son los actuadores, cómo funcionan los actuadores, los tipos de actuadores y cómo puede elegir el actuador adecuado para su proyecto.

Una máquina solenoide es la parte a cargo de mover y controlar un mecanismo o sistema, para abrir una válvula. Es un "motor", para decirlo en pocas palabras.

Los actuadores requieren un mecanismo de control y un suministro de energía. Típicamente, el dispositivo de control es una válvula. La válvula requiere una señal de baja energía para activarse. Se puede activar con voltaje eléctrico, presión neumática o de líquido hidráulico, o incluso por fuerza humana. La corriente eléctrica, la presión hidráulica o la presión neumática también son suministros de energía potencial.

Utilizan un pistón, un motor u otro dispositivo para trabajar al convertir la energía de una fuente eléctrica o fluida. En su forma más básica, los actuadores abren o cierran válvulas. Por otro lado, las válvulas de posición o de control interpretan una señal de posicionamiento para moverse con precisión a cualquier posición intermedia. El sistema de control se puede operar manual o automáticamente, alimentado por software, mecánico o eléctrico.

Un actuador permite la capacidad de cualquier máquina para generar movimiento. Esencialmente, los actuadores actúan como un motor que transforma la energía en torque y usa ese par para mover o regular un mecanismo o sistema. Pueden causar y detener el movimiento.

¿Cómo funciona un actuador?

El actuador es la porción de un aparato mecánico que permite el movimiento, al igual que los músculos en el cuerpo humano permiten que las piernas, los brazos, los dedos y otras partes del cuerpo se muevan. Permite el movimiento transformando la energía y las señales entrantes en una fuerza mecánica. Si bien el movimiento saliente puede ser rotacional o lineal, la fuerza centrada puede ser eléctrica, neumática (aire) o hidráulica (agua). Por lo tanto, los actuadores nos rodean, desde los sistemas de control de acceso en nuestras puertas hasta los robots de almacén cercanos que realizan el trabajo pesado. Incluso las versiones silenciosas de nuestros teléfonos celulares incluyen actuadores que producen vibraciones.

Un actuador, como se mencionó anteriormente, puede ayudar a convertir la energía en movimiento y al mismo tiempo ayudar a controlar ese movimiento y energía.

El tipo de energía, el volumen de entrada y la velocidad de movimiento son las variables en un sistema de actuador. Los componentes idénticos que utilizan los actuadores también tienen apariciones visuales variables dependiendo del tipo y la función del actuador.

Los componentes de un actuador

Los actuadores requieren un Pocos componentes básicos. Estos componentes incluyen:

• Fuente de alimentación: Como se dijo, la fuente de energía puede ser eléctrica, aire o gas, agua o cualquier fuente de energía, pero estos son los que los actuadores usan con mayor frecuencia.

• Convertidor de poder: Transferencias de energía desde la fuente de alimentación al actuador a través del convertidor de potencia. Esta operación sigue cualquier medida o unidades especificadas en un controlador o en su diseño.

• Solenoide: El actuador, un dispositivo físico mecánico, lleva a cabo la conversión. Dependiendo de la entrada/salida que esté utilizando y el resultado deseado, puede parecer diferente.
• Carga mecánica: La carga mecánica es el estrés o la fuerza que se opone a la energía que el actuador crea en el sistema. Hace que el sistema genere más electricidad como resultado.
• Controlador: El controlador es un dispositivo que enciende el actuador y administra la salida, dirigiendo su fuerza, vida útil y dirección. Además de evitar que el sistema funcione de forma independiente, permite restricciones en ambos extremos de la conversión que el operador puede controlar.

Tipos de actuadores y cómo se usan

Hay siete básicos Tipos de actuadores todos con propósitos únicos.

Eléctrico lineal

Actuadores lineales eléctricos generalmente se emplean en aplicaciones de automatización cuando una parte o herramienta de la máquina necesita un movimiento lineal controlado hasta cierto punto. Cuando se requiere posicionamiento lineal, se utilizan en varios sectores.

Giratorio eléctrico

Eléctrico actuadores rotativos se emplean en aplicaciones de automatización cuando una puerta, válvula y otras partes similares están controlables para moverse a ubicaciones giratorias específicas. Además, se utilizan en varios sectores donde el posicionamiento es necesario.

Potencia fluida lineal

Cuando un objeto debe moverse cuidadosamente a una posición en particular, actuadores lineales de energía fluida Por lo general, se utilice en aplicaciones de automatización. Cuando se requiere posicionamiento lineal, se usan en varios sectores. La apertura y el cierre de puertas del amortiguador, sujeción, soldadura, etc., son usos típicos.

Rotario de potencia fluida

Cuando un objeto necesita rotarse de manera controlada a una posición particular, actuadores rotativos de energía fluida son usados. El uso más común de una potencia fluida actuador giratorio son aplicaciones de automatización. El aire u otros gases y el líquido hidráulico son algunos de los diferentes medios que alimenta al actuador.

Actuadores de cadena lineal

El Actuador de cadena lineal Generalmente proporciona una acción de empuje de línea recta o de acción en aplicaciones de control de movimiento. Cuando la cadena es recta, los enlaces vecinos se bloquean en su lugar para crear un componente rígido. Dependiendo del área disponible en una aplicación específica, vienen en una variedad de tamaños y diseños de cadena, así como opciones de almacenamiento de cadena.

Manual lineal

La mayoría de las aplicaciones comerciales para posicionamientos precisos, como las herramientas de manipulación o las piezas de trabajo, emplean manuales Actuadores lineales. Los actuadores manuales sin potencia se encienden y apagan girando una rueda o perilla. Hay muchos tipos diferentes, cada uno con una capacidad adicional de carga y fuerza impulsora, como aquellos con tornillos de plomo, bastidores, piñones, unidades de cinturón, etc.

Rotativo manual

La operación de la válvula es el uso principal de los actuadores rotativos manuales. A veces se les conoce como operadores o actuadores de válvulas manuales. La pelota, la mariposa, el control y las válvulas de globo son algunos tipos diferentes. Otros usos pueden incluir cualquier cosa que requiera rotación controlada y limitada.

8 pasos para elegir el actuador adecuado para su aplicación

Naturalmente, varios actuadores se utilizan en múltiples industrias, y no todos serán apropiados para sus necesidades. Aquí hay una breve guía para elegir lo mejor.

1. Determinar el tipo de movimiento necesario

Podrá ver si la función requiere movimientos lineales decisivos o si se necesita un dinamismo adicional en la función final, dependiendo de la función. Pero también es posible que desee pensar en cuán lejos desea que llegue ese movimiento.

1. Consideraciones para la entrada de energía

Los actuadores eléctricos se usan ampliamente y pueden realizar una gama más completa de tareas. Sin embargo, en los casos en que la corriente eléctrica requerida no siempre es factible, puede usar actuadores hidráulicos y neumáticos para eliminar el requisito de entrada de alto voltaje.

1. Precisión

Según una regla "general", los trabajos más pequeños, más detallados y delicados, incluida la selección y el manejo, necesitan más precisión. En contraste, el trabajo de trabajo pesado puede superarlo sin él. Ese factor influirá sustancialmente en el actuador que elija.

1. Que fuerza es mejor

El objetivo principal de un actuador es mover cualquier cosa; Sin embargo, la cantidad de fuerza necesaria varía según lo pesado o de gran tamaño que es el artículo. Considere los tamaños de las cosas que su actuador debe mover al seleccionar uno con una capacidad de carga suficiente.

1. ¿Cuánto espacio hay para el movimiento?

Cualquier actuador tendrá una longitud de carrera, que debe considerar al seleccionar uno para su uso previsto.

1. ¿A qué velocidad estás buscando?

La velocidad del actuador es un factor significativo porque los actuadores que requieren más fuerza son frecuentemente más lentos que los que generan menos fuerza.

1. ¿Cuál es el entorno operativo?

Tanto las aplicaciones industriales como las configuraciones más estructuradas de los laboratorios y talleres interiores utilizan regularmente actuadores.

1. ¿Cómo se montará?

Hay varias opciones de montaje para los actuadores. Un mecanismo de montaje de doble pivote, por ejemplo, permite que el elemento gire o gire mientras se extiende y se retrae. El actuador se mantiene en posición de manera más segura con un mecanismo de montaje fijo.

Cómo montar un actuador

Hay dos métodos principales para montar un actuador; Montaje de pivote dual y montaje estacionario:

Montaje de pivote dual

Un actuador se monta en una plataforma de giro que utiliza alfileres de montaje o pañales unidos a cada soporte en cada extremo del actuador. Estos son soportes de montaje porque un pasador cruzado conecta el actuador y el soporte deslizándose a través de ambos. El actuador puede girar alrededor de cada pin, cambiando junto con lo que se está moviendo y permitiendo una función más dinámica.

Montaje estacionario

El actuador puede generar movimientos de empuje o extracción de una ubicación fija con instalación estacionaria, lo que implica sujetar al actuador a un soporte de montaje del eje. Por ejemplo, así es como se instala un botón.

Aplicaciones del mundo real de los actuadores

Un actuador es óptimo para una aplicación específica si puede proporcionar suficiente fuerza, tiene características de velocidad de carga adecuadas, opera con alta eficiencia dentro del rango operativo y tiene un diseño confiable.

La automatización industrial y la robótica son las dos industrias donde es imposible imaginar hacer algo sin actuadores. Estos componentes permiten que las máquinas de producción se muevan y recojan artículos. Los actuadores se emplean con frecuencia en máquinas de construcción agrícolas y grandes para permitir una variedad de movimientos. Los paneles solares son un ejemplo sorprendente de cómo los actuadores pueden usarse. Los paneles solares con actuadores ajustan continuamente su ángulo durante todo el día a medida que el sol se eleva y se pone para capturar la mayor energía solar.

Los actuadores son un componente común de casi todos los electrodomésticos inteligentes, desde muebles hasta aspiradoras robóticas que necesitan moverse en cualquier dirección. Muchos juguetes incluso tienen algunos pequeños actuadores integrados en ellos. Las posibilidades son ilimitadas.

Conclusión

Casi todos los dispositivos familiares e industriales modernos utilizan actuadores. Sin embargo, los desarrollos en el campo reciben atención mínima de los medios en comparación con las tecnologías de vanguardia como la inteligencia artificial (IA), la cadena de bloques, el Internet de las cosas (IoT), la impresión 3D y más.

Los nuevos actuadores con características de rendimiento mejoradas se conceptualizarán durante los próximos años, y aquellos que ahora están siendo investigados ingresarán al mercado.