Todo lo que necesita saber sobre los actuadores lineales
Este artículo le dará una comprensión básica de cómo actuadores trabajos y la terminología utilizada para describirlos. Cuando comprenda los conceptos básicos, le resultará mucho más fácil seleccionar su propio vehículo eléctrico. actuador lineal.
¿Qué es un actuador?
Un solenoide Es un dispositivo que requiere una entrada de fuente de energía y una entrada de señal externa. Estas entradas crean una salida generalmente en forma de movimiento que puede ser rotatorio o lineal. Para los fines de este artículo, nos centramos en los actuadores que crean movimiento lineal; sin embargo, hemos creado un artículo mucho más detallado que se centra específicamente en los actuadores en general. Para verlo, vaya aquí "Actuadores"
Para ayudarte aún más, hemos creado un artículo llamado "No compre un actuador lineal hasta que haya leído estos cinco pasos.” Esto puede ayudarle a evitar los muchos riesgos de comprar un actuador lineal eléctrico en línea.
También hemos creado una calculadora que se puede utilizar para calcular qué tipo de actuador lineal puede necesitar para una aplicación específica. Simplemente ingrese algunos detalles básicos en la calculadora y se mostrarán los resultados. Haga clic aquí para obtener la calculadora de actuador lineal
Vídeo de demostración de un actuador
¿Qué es un actuador lineal?
un electrico actuador lineal Es un dispositivo que convierte el movimiento de rotación de un motor de CA o CC en movimiento lineal. Puede proporcionar movimientos tanto de empujar como de tirar.
Este movimiento permite levantar, dejar caer, deslizar, ajustar, inclinar, empujar o tirar de objetos con solo presionar un botón. ¡Simplemente considere todas las posibilidades con un producto que puede hacer todo este trabajo por usted con solo tocar un botón! y para hacerlo aún más atractivo, estos actuadores eléctricos son increíblemente fáciles y seguros de instalar y configurar. Hoy en día existen cientos de millones de actuadores utilizados en el mundo para realizar muchas tareas diferentes. Siempre decimos que un actuador lineal es ideal para aplicaciones tridimensionales sucias, aburridas o peligrosas. Sin embargo, con el avance de la automatización del hogar, ahora encontramos que se utilizan ampliamente en el hogar y la oficina para realizar tareas novedosas como levantar televisores y proyectores, elevadores de escritorio, salidas de parlantes y también elevadores de electrodomésticos de cocina.
Además, los actuadores lineales permiten al operador tener control total sobre el control de movimiento seguro y preciso que proporcionan. Son energéticamente eficientes y tienen una larga vida útil con poco o ningún mantenimiento.
Instalar un actuador lineal eléctrico es muy sencillo en comparación con los sistemas hidráulicos o neumáticos. También ocupan mucho menos espacio y son significativamente más baratos que los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que no tienen bombas ni mangueras.
Un actuador lineal eléctrico consta de un motor de CC o CA, una serie de engranajes y un tornillo de avance con una tuerca impulsora que empuja el eje de la varilla principal hacia adentro y hacia afuera. En esencia, esto es en lo que consisten todos los actuadores lineales. Lo único que cambia de un actuador a otro es el tamaño del motor, el engranaje y el husillo. Algunos otros componentes electrónicos ayudan a determinar la cantidad de opciones de conmutación de límite de carrera y retroalimentación posicional, pero básicamente, un actuador no es más que un motor, algunos engranajes y un tornillo de avance.
¿Qué es una columna elevadora?
Las columnas elevadoras son otra forma de actuador lineal. Por lo general, proporcionan un recorrido más largo porque tienen múltiples etapas. Esto les permite expandirse y contraerse en una longitud mayor que cuando están completamente cerrados. Otra forma de decirlo es que un elevación de columna es un actuador dentro de un actuador.
Otra ventaja de un elevador de columna es que la guía lineal está integrada en la estructura del actuador y no es necesario agregarla externamente. Los actuadores lineales generalmente no soportan bien la carga lateral (lo discutiremos más adelante). Los elevadores de columna tienen su sistema de guía incorporado, por lo que son mejores para algunas aplicaciones que para otras.
¿Qué es un microactuador lineal?
Microactuadores lineales Los miniactuadores lineales o mini se utilizan en aplicaciones donde el espacio es limitado o la carrera del actuador requerida es pequeña. Quizás necesite mover algo pequeño o no muy lejos, entonces un microactuador lineal sería ideal para tal aplicación. Normalmente, las carreras de los microactuadores son de 10 mm a 100 mm y tienen un tamaño muy compacto. Una de las desventajas de un microactuador lineal es que las fuerzas tienden a ser mucho más pequeñas debido a los motores más pequeños que los impulsan.
Los beneficios de los actuadores lineales eléctricos sobre los sistemas hidráulicos
Los actuadores lineales eléctricos son la solución perfecta cuando necesita un movimiento simple, seguro y limpio con un control de movimiento preciso y suave. Puede elegir sistemas de actuador para ajustes, inclinación, empuje, tracción y elevación con fuerzas bastante elevadas.
Un sistema hidráulico es capaz de generar fuerzas inmensas, pero esos sistemas requieren bombas de alta presión, válvulas y tuberías de alta presión, y un tanque para contener todo ese fluido hidráulico. Entonces, si tiene mucho espacio y el dinero no es un problema, entonces la hidráulica podría ser el camino a seguir.
El actuador hidráulico utiliza fluido para empujar un pistón hacia adelante y hacia atrás, mientras que un actuador lineal eléctrico utiliza un motor de CA o CC para accionar un tornillo de avance. El tornillo principal está equipado con una tuerca que sube y baja por el tornillo principal, convirtiendo el movimiento giratorio en movimiento lineal.
Existen inconvenientes al utilizar la hidráulica desde un punto de vista operativo. El principal es el control. Tienes muy poco control de precisión cuando se trata de estos sistemas.
Un actuador lineal eléctrico tiene una larga vida útil con poco o ningún mantenimiento. Esto garantiza un coste operativo total muy bajo en comparación con otros sistemas.
Los sistemas de actuador eléctrico son silenciosos, limpios, no tóxicos y energéticamente eficientes. Cumplen con las exigencias y la legislación cada vez mayores relativas a equipos respetuosos con el medio ambiente.
¿Cuáles son algunos ejemplos del mundo real de lo que puede hacer un actuador lineal?
Los actuadores lineales mueven cosas y hemos visto miles de aplicaciones a lo largo de los años.
Algunos ejemplos de aplicaciones prácticas de automatización son:
- Escotillas motorizadas
- Elevadores para electrodomésticos de cocina
- Control del acelerador
- Escotillas de motores marinos
- Pasos deslizables
- Ajustadores de quitanieves
- Tolvas
- puertas ocultas
- Paneles solares
- Puertas corredizas
- Tratamientos de ventanas corredizas
- Implementaciones agrícolas
- Animatrónica y robótica.
Las aplicaciones industriales incluyen:
- Control de compuertas y puestos de trabajo de altura regulable
- Automatización del hogar, como mover televisores o proyectores.
¿Cuál es la diferencia entre carga estática y carga dinámica?
Es posible que vea en nuestras hojas de especificaciones cargas estáticas y dinámicas. La carga dinámica, o de elevación, es la fuerza que se aplicará al actuador lineal mientras está en movimiento. La carga estática, a veces llamada carga de retención, es la fuerza que se aplicará al actuador lineal cuando no esté en movimiento. La carga dinámica es lo que necesitas para mover algo y la carga estática es lo que necesitas para mantenerlo en su lugar.
¿En qué dirección se pueden aplicar cargas a los actuadores lineales?
Los actuadores lineales se pueden utilizar en aplicaciones de tensión, compresión o combinación. A esto nos referimos como fuerza de empuje o de tracción. Se debe evitar la carga lateral o cruzada. En una situación en la que no se puede evitar la carga lateral, sugerimos a los clientes utilizar rieles deslizantes lineales o diapositivas del cajón en su sistema. El riel deslizante puede soportar mucha más carga lateral que el actuador. Al reducir la carga lateral, el actuador lineal puede realizar su máxima fuerza de empuje y tracción.
¿Se permite la carga lateral en actuadores lineales?
La carga lateral, o carga radial, es una fuerza aplicada perpendicular a la línea central del actuador lineal. La carga excéntrica es cualquier fuerza cuyo centro de gravedad no actúa a través del eje longitudinal del actuador. Siempre se deben evitar tanto la carga lateral como la carga excéntrica, ya que pueden causar atascos y acortar la vida útil del actuador lineal. Sin embargo, si utiliza un diapositiva del cajón en la aplicación, esto afectará en gran medida la cantidad de carga que se puede aplicar. Al colocar el objeto que estás moviendo en un diapositiva del cajón permite que el peso sea transportado por la corredera en lugar de que el actuador soporte todo el peso. Otra opción cuando se trata de carga lateral es utilizar un actuador de pista.
¿Los actuadores lineales tienen interruptores de límite?
La mayoría de los actuadores lineales vienen con interruptores de límite integrados. El tipo de interruptores de límite disponibles varía según cada gama de productos. Estos incluyen levas electromecánicas, de proximidad magnética y giratorias. Los interruptores de límite normalmente están preestablecidos en los actuadores para detener la carrera del actuador cuando llega a su extensión y retracción completa. El propósito de utilizar interruptores de límite en actuadores lineales es evitar que el actuador se detenga una vez que llega al final de su límite mecánico. Si el actuador se detiene, los motores aún intentarán continuar, lo que eventualmente provocará que el motor se queme. Esta es la razón por la que los actuadores normalmente tienen interruptores de límite incorporados, para cortar la energía eléctrica al motor una vez que llega al final de su carrera. La inversión de polaridad permite entonces que el actuador cambie de dirección.
Los interruptores de límite son importantes porque evitan que el actuador se queme y detenga el motor cuando llega al final de su carrera. El interruptor de límite simplemente corta la energía al motor.
Los interruptores de límite externos le brindan la flexibilidad de establecer los límites de recorrido en su sistema para adaptarse a su aplicación particular. El cliente es responsable de configurar correctamente el interruptor de límite en la unidad. Si los interruptores de límite no están configurados o están configurados incorrectamente, la unidad puede dañarse durante el funcionamiento.
¿Qué es un actuador lineal con interruptor de límite ajustable?
Los actuadores con interruptores de límite incorporados no son ajustables porque se configuran en fábrica tal como se ensamblan. Sin embargo Firgelli® ha desarrollado el primer actuador de interruptor de límite ajustable externamente del mundo (patente pendiente) que permite al usuario ajustar la pulgada final de recorrido de la posición de parada del actuador. Hemos escrito un artículo aparte sobre este nuevo e inteligente dispositivo aquí "¿Cómo funciona un actuador de final de carrera ajustable?". Este nuevo producto hace que sea muy fácil ajustar la carrera final del recorrido para ayudar con el proceso de instalación de las aplicaciones. En la mayoría de los casos, es poco probable que la aplicación requiera una longitud de carrera fija exacta o, en algunos casos, es posible que sea necesario ajustar la carrera. ajustarse con el tiempo, que es donde este tipo de actuador lineal sería extremadamente útil. En muchos casos, la aplicación requiere que su carrera se ajuste con el tiempo para tener en cuenta la contracción o el desgaste de una aplicación con el tiempo. Por lo tanto, tener un actuador lineal que tiene interruptores de límite ajustables incorporados que realmente ayudarían a que todo funcione sin problemas. El siguiente video muestra cómo funciona este tipo de actuador.
¿Qué tipo de motores utilizan los actuadores lineales?
Los actuadores lineales están disponibles con variantes de motor de CA o CC. Sin embargo, cada gama tiene tipos estándar preferidos. Los motores de CC son los más populares y suelen ser de 12 voltios. Los motores de 24 voltios se utilizan para aplicaciones más industriales o en actuadores de alta fuerza donde son más eficientes.
Los motores de CA serán motores monofásicos de 220-240 VCA, motores trifásicos de 220-240/380-415 VCA (50/60 Hz) o motores de 24 VCC.
¿Están disponibles los actuadores lineales en diferentes velocidades?
Este vídeo a continuación es una introducción rápida a todas las funciones principales de nuestro Premium. Actuadores lineales.
Los actuadores lineales están disponibles en una variedad de velocidades lineales y se detalla una lista estándar con cada producto. Para lograr diferentes velocidades, cambiará el engranaje del actuador. Tenga en cuenta que cuando se cambian las marchas para afectar la velocidad, también se cambiará la fuerza. La fuerza y la velocidad siempre se compensan entre sí.
¿Cuál es la capacidad del ciclo de trabajo de un actuador lineal?
Ciclo de trabajo La calificación de un actuador lineal generalmente se expresa como un porcentaje de "tiempo de puntualidad" (la relación entre el tiempo de puntualidad y el tiempo total) o como distancia recorrida durante un período de tiempo. La clasificación del ciclo de trabajo se expresa de manera diferente para diferentes tipos de actuadores. Para obtener una discusión más detallada sobre el ciclo de trabajo, consulte la publicación del blog. "¿Qué es el ciclo de trabajo en un actuador lineal?"
¿Qué tipo de montaje tienen los actuadores lineales?
Los actuadores lineales generalmente tienen puntos de montaje que llamamos horquillas en cada extremo del actuador para permitir un movimiento de pivote. Hay muchas opciones. La horquilla doble es estándar, pero normalmente cada actuador tiene su propio estándar. soporte de montaje que usarías.
¿Qué tipo de envolventes tienen los actuadores lineales?
Los actuadores lineales tienen diferentes clasificaciones de IP. Cuanto menor sea el número, menor será la protección. Por ejemplo, IP54 ofrece protección básica como el polvo y IP66 ofrece protección impermeable y es ideal para uso en exteriores. El siguiente cuadro muestra la clasificación IP de cada uno de FirgelliLos actuadores lineales. También escribimos una publicación de blog separada sobre el tema de Clasificaciones IP del actuador lineal aquí.
¿Es posible la marcha atrás en actuadores lineales electromecánicos?
A menos que se indique lo contrario, en todos los actuadores lineales eléctricos es posible el retroceso. La marcha atrás se produce cuando se aplica una fuerza mayor que la fuerza estática, lo que permite que el eje del actuador se mueva sin que se le aplique ninguna potencia. Los actuadores que utilizan un husillo de bolas normalmente están equipados con un freno eléctrico (normalmente montado en el motor) para evitar que la carga haga retroceder el actuador.
¿Se puede detener bruscamente un actuador lineal?
No recomendamos aplicaciones que tengan posibles paradas bruscas porque pueden provocar que el actuador se atasque. Ejemplos de atasco incluyen recorrer demasiado los interruptores de límite y atascar la tuerca y el tornillo internamente en los extremos de la carrera o impulsar el actuador contra un objeto inamovible y, por lo tanto, sobrecargar severamente el actuador.
¿Cuáles son los factores comunes en la falla de un actuador lineal?
La carga inadecuada, la instalación inadecuada, el trabajo excesivo y los ambientes extremos pueden contribuir a una falla prematura del actuador. El más popular, con diferencia, es la sobrecarga debido a la amplificación de la fuerza.
Si en el futuro necesita reemplazar su actuador lineal, nuestroreemplazo del actuador artículo será de gran ayuda.
¿Se pueden sincronizar dos o más actuadores lineales?
Pequeñas diferencias en la velocidad del motor en actuadores idénticos son bastante normales. Y una carga diferente del actuador puede hacer que las unidades pierdan la sincronización muy fácilmente. Por lo tanto, no se puede garantizar que las unidades funcionen en sincronización. Para una sincronización exacta se recomienda un sistema de control de circuito cerrado. Esto es posible utilizando un actuador con retroalimentación incorporada. Los datos de retroalimentación se envían a un controlador y luego el controlador calcula cómo hacer que los actuadores funcionen juntos independientemente de sus diferencias de carga o velocidad. Actuadores de retroalimentación incluyen potenciómetros, sensores ópticos o sensores Hall. nuestra entrada de blog "Lograr un movimiento sincronizado utilizando Firgelli Actuadores lineales" proporciona información más detallada sobre este tema.
¿Están los actuadores lubricados de por vida?
Los actuadores lineales están lubricados con grasa para las partes internas del actuador, incluidos los conjuntos de caja de cambios y los conjuntos de husillo y tuerca. Los actuadores están engrasados de por vida.
Prueba de temperatura
En la prueba de temperatura, los actuadores se prueban para funcionar en temperaturas extremas y para soportar cambios rápidos de temperatura. En la mayoría de los casos, se realizan pruebas en el actuador para resistir el paso de un ambiente de +100 °C a -20 °C repetidamente y aún así mantener su funcionalidad completa.
Funciones futuras para actuadores
A medida que avanza la tecnología, existen varias características futuras que podrían agregarse a los actuadores para mejorarlos. Algunas características futuras potenciales incluyen:
Sensores inteligentes: los actuadores podrían equiparse con sensores inteligentes que puedan detectar cambios en la posición, presión o temperatura de la silla. Esta información podría usarse para ajustar el movimiento del actuador y proporcionar una experiencia más personalizada y cómoda para el usuario.
Sistemas de control avanzados: Los actuadores podrían integrarse con sistemas de control avanzados que permitan un control de movimiento más preciso y flexible. Estos sistemas de control también podrían incluir algoritmos de IA que aprendan las preferencias de movimiento del usuario y ajusten el movimiento del actuador en consecuencia.
Conectividad inalámbrica: Los actuadores podrían equiparse con conectividad inalámbrica, lo que les permitirá controlarse de forma remota a través de una aplicación de teléfono inteligente u otro dispositivo inalámbrico. Esto permitiría una mayor comodidad y flexibilidad al ajustar la posición de la silla.
Recolección de energía: Los actuadores podrían diseñarse para recolectar energía del movimiento de la silla o del calor corporal del usuario, reduciendo la necesidad de fuentes de energía externas y aumentando la sostenibilidad del actuador.
Capacidades de autodiagnóstico y autorreparación: los actuadores podrían equiparse con capacidades de autodiagnóstico y autorreparación que pueden detectar y solucionar cualquier problema o mal funcionamiento automáticamente, reduciendo el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
Reducción de ruido: Los actuadores podrían diseñarse con características de reducción de ruido, como materiales amortiguadores de sonido o tecnologías de motor avanzadas, para reducir el ruido producido durante el funcionamiento y brindar una experiencia más tranquila al usuario.
En general, estas características futuras podrían mejorar los actuadores al mejorar su rendimiento, conveniencia, sostenibilidad y seguridad.
Para ver más en profundidad cómo funciona un actuador lineal, creamos este artículo "Dentro de un actuador lineal: cómo funciona un actuador."
