¿Por qué mi actuador lineal hace tanto ruido?

Silencio a su actuador lineal: causas comunes de ruido excesivo y cómo solucionarlos

Actuadores lineales eléctricos son una parte crucial de muchos procesos automatizados en nuestra vida diaria. Se pueden integrar en varias aplicaciones donde la sensibilidad al ruido es crítica, como los lechos médicos modernos. Al considerar los tipos de actuadores que proporcionan contención de ruido, los actuadores lineales eléctricos son la mejor opción. En comparación con los sistemas neumáticos, los actuadores lineales eléctricos emiten menos ruido, lo que los convierte en la opción preferida en muchas áreas, incluidas las instalaciones médicas.

Sin embargo, aparte de su superioridad sobre los sistemas neumáticos, ¿qué puede hacer que un actuador lineal suene diferente u funcione más fuerte de lo habitual? El ruido excesivo es un problema complicado de abordar, ya que puede tener múltiples fuentes del problema. Este artículo presentará algunas de las causas más comunes de ruido excesivo en los actuadores lineales.

La principal fuente de ruido proveniente de un actuador son los engranajes de transmisión dentro del solenoide. Hay varios tipos de mecanismos de transmisión de engranajes comúnmente utilizados dentro de ellos, y cada uno de ellos puede relacionarse con el ruido potencial que crean de diferentes maneras. Aquí hay unos ejemplos:

1. Engranajes espolones: estos son el tipo más común de engranajes y también son los más simples. Los engranajes espolones tienen dientes rectos y pueden crear mucho ruido debido a que los dientes se involucran abruptamente.
2. Engranajes helicoidales: estos engranajes tienen dientes en ángulo, lo que los hace más silenciosos que los engranajes estimulados porque el compromiso entre los dientes es gradual.
3. Engranajes de bisel: estos engranajes tienen forma de cono y los dientes se cortan a lo largo de la superficie inclinada. Son más silenciosos que los engranajes espolones, pero pueden crear ruido debido a su compleja geometría.
4. Engranajes de gusano: estos engranajes tienen un engranaje helicoidal envuelto alrededor de un engranaje cilíndrico. Son muy silenciosos y pueden transmitir la potencia en ángulo recto, lo que los hace ideales para su uso en espacios estrechos.
5. Engranajes planetarios: estos engranajes tienen un engranaje central (el engranaje solar) rodeado de múltiples engranajes más pequeños (los engranajes del planeta). A menudo se usan en situaciones donde se requieren alto par y eficiencia, pero pueden crear ruido debido a la complejidad de su diseño.

En general, los engranajes con dientes angulados o helicoidales son más silenciosos que los engranajes con dientes rectos, y la complejidad del diseño del engranaje también puede contribuir a la cantidad de ruido creado. Es esencial elegir el mecanismo de transmisión de engranajes adecuado en función de su aplicación específica para minimizar el ruido y maximizar la eficiencia.

Un problema que puede causar ruido mecánico periódico cuando el actuador se mueve son las imperfecciones del tornillo de plomo y la tolerancia a la tuerca de accionamiento. Este problema es más notable bajo cargas pesadas y puede causar vibraciones si el tornillo y la tuerca no se aparean bien. Si el tornillo y la tuerca de plomo están demasiado flojos, puede causar ruido y vibraciones adicionales, mientras que si están demasiado apretados, puede causar fricción y una caída de velocidad. Este es un problema de fabricación y puede resolverse reemplazando la tuerca de accionamiento.

Otro problema que puede causar ruido excesivo son los problemas del estator del motor. El motor se mantiene entre dos rodamientos, y si están sueltos en sus cuencas, pueden causar vibraciones que conducen a más ruido en la caja de cambios o quejándose dentro del motor. Los rodamientos sueltos incluso pueden conducir a problemas actuales excesivos. Este problema puede resolverse volviendo a colocar los rodamientos dentro de sus cuencas y asegurándose de que sean completamente planos. Es mejor reemplazar los rodamientos por completo y, a veces, reemplazar todo el actuador puede ser necesario.

El ruido de la caja de cambios también es una causa común de ruido excesivo de engranaje metal. Si los engranajes dentro de la caja de cambios no están haciendo el contacto adecuado, pueden causar ruido excesivo. Los requisitos de separación de engranajes podrían violarse debido a las tolerancias de fabricación de los engranajes, o el rotor puede estar ligeramente inclinado, afectando la brecha de engranajes. Este problema puede resolverse comprando un nuevo conjunto de engranajes de reemplazo o verificando los rodamientos en el rotor.

La grasa insuficiente en la caja de cambios también puede causar ruido excesivo, y este es un problema de fabricación que el fabricante debe resolverse. Agregar grasa a los engranajes puede solucionar el problema o distribuir la grasa ya dentro de la caja de cambios de manera más uniforme y eficiente.

En conclusión, los actuadores lineales eléctricos generalmente se eligen como una alternativa de ruido más bajo a los actuadores hidráulicos y neumáticos, pero aún pueden ser bastante ruidosos por varias razones. Es importante prestar atención al ruido que sale de los actuadores durante la operación, ya que esto podría indicar un grave problema de fabricación. Si el sonido de su actuador lineal es irregular y hace un ruido excesivo, es una buena idea investigar y reparar/reemplazar los componentes dañados.

1. Tornillo de plomo y tolerancia a la tuerca de accionamiento: si el tornillo y la tuerca no se aparean bien, puede causar ruido mecánico periódico cuando el actuador se mueve. Si están demasiado flojos, puede causar ruido y vibraciones adicionales, mientras que si están demasiado apretados, puede causar fricción y una caída de velocidad.
2. Estator del motor: si los cojinetes que sostienen el motor en su lugar están sueltos en sus enchufes, pueden causar vibraciones que conducen a más ruido en la caja de cambios o quejándose dentro del motor. Los rodamientos sueltos incluso pueden conducir a problemas actuales excesivos.
3. Caja de cambios: si los engranajes dentro de la caja de cambios no están haciendo el contacto adecuado, pueden causar ruido excesivo. Si se violan los requisitos de separación de engranajes debido a las tolerancias de fabricación de los engranajes, o el rotor está ligeramente inclinado, puede afectar la brecha de engranajes.
4. Grasa insuficiente en la caja de cambios: si no hay suficiente grasa en los engranajes, la fricción mecánica será demasiado alta, y los engranajes producirán más ruido, se desgastarán más rápido y vibrarán.

Es esencial prestar atención al ruido que sale de los actuadores durante la operación, ya que esto podría indicar un grave problema de fabricación. Si el sonido de su actuador lineal es irregular y hace un ruido excesivo, es una buena idea investigar y reparar/reemplazar los componentes dañados.

Los tornillos de plomo también crean algo de ruido. Hay varios tipos diferentes de tornillos de plomo, y cada uno de ellos tiene diferentes características de ruido.

1. Tornillos de plomo de rosca ACME: estos tornillos de plomo tienen un perfil de rosca trapezoidal que proporciona una buena precisión y eficiencia. Se usan comúnmente en máquinas herramienta, robótica y equipos de automatización.
2. Tornillos de plomo de rosca cuadrada: estos tornillos de plomo tienen un perfil de rosca cuadrada que proporciona una excelente precisión y a menudo se usa en aplicaciones de alta precisión, como instrumentos ópticos.
3. Tornillos de plomo de rosca de contrafuerte: estos tornillos de plomo tienen un perfil de rosca triangular con un lado en un ángulo de 45 grados, proporcionando una alta capacidad de carga y eficiencia. Se usan comúnmente en aplicaciones de servicio pesado, como prensas, gatos y polipastos.
4. Tornillos de plomo de engranaje de gusano: estos tornillos de plomo se usan en aplicaciones donde se requieren relaciones de reducción de velocidad alta. El perfil de rosca a menudo es trapezoidal, y el tornillo de plomo se combina con un engranaje de gusano.
5. Tornillos de plomo de tornillo de bola: estos tornillos de plomo usan un sistema de rodamiento de bolas para reducir la fricción y mejorar la eficiencia. Se usan comúnmente en aplicaciones de alta precisión, como máquinas CNC y equipos aeroespaciales.

La elección del tornillo de plomo depende de la aplicación específica y las características deseadas, como la capacidad de carga, precisión y eficiencia.

Aquí hay una tabla para mostrar las diferencias entre ellos:

El estator del motor en un motor de CC puede crear ruido dependiendo de varios factores, como la velocidad y la carga.

A bajas velocidades, el ruido producido por el estator suele ser mínimo. Sin embargo, a medida que aumenta la velocidad, el ruido puede volverse más notable. Esto se debe a que el campo magnético en el estator genera una fuerza que interactúa con el rotor, produciendo vibración y ruido. Cuanto mayor sea la velocidad, mayor es la fuerza y ​​más ruido que se produce.

El nivel de ruido también puede verse afectado por la carga en el motor. A medida que aumenta la carga, el estator tiene que trabajar más para mantener la rotación del rotor, lo que puede generar más ruido.

Además del estator, otros componentes en el motor DC también pueden contribuir al nivel general de ruido. Por ejemplo, los cepillos y el conmutador pueden producir ruido debido a su movimiento mecánico y contacto. La caja de cambios también puede crear ruido debido a la malla de engranajes y la fricción.

En general, el nivel de ruido en un motor DC puede verse afectado por varios factores, incluidos la velocidad, la carga y otros componentes del motor.