Actuadores lineales 101: todo lo que necesita saber sobre los actuadores lineales

Video del actuador Micro actuadores Uso en el mundo real Velocidad del actuador Actuadores de sincronización

¿Cómo funciona un actuador lineal? Dentro de un actuador lineal

Todo lo que necesita saber sobre actuadores lineales

Actuadores lineales 101: todo lo que necesita saber sobre los actuadores lineales

Este artículo le dará una comprensión básica de cómo funcionan los actuadores y la terminología utilizada para describirlos. Cuando comprenda los conceptos básicos, le resultará mucho más fácil seleccionar su propio actuador lineal eléctrico.

¿Qué es un actuador?

que es un actuador

Un actuador 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 rotativo o lineal. Para los propósitos de este artículo, nos enfocamos en los actuadores que crean movimiento lineal, sin embargo, hemos creado un artículo mucho más detallado que se enfoca específicamente en los actuadores en general, para ver que vaya aquí "Actuadores"

Para ayudarlo más, hemos creado un artículo llamado "No compre un actuador lineal hasta que lea estos cinco pasos. " Esto puede ayudarlo a evitar las muchas trampas 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

Video 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 empuje como de tracción.

Este movimiento permite levantar, dejar caer, deslizar, ajustar, inclinar, empujar o tirar de objetos con solo presionar un botón. ¡Solo 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. En la actualidad, se utilizan cientos de millones de actuadores en el mundo para realizar muchas tareas diferentes. Siempre decimos que un actuador lineal es ideal para aplicaciones que son sucias, desafiladas o peligrosas de 3-D. 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 la elevación de televisores y proyectores, elevadores de escritorio, salidas de altavoces y también elevadores de electrodomésticos de cocina.

Además, los actuadores lineales permiten al operador tener un 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.

La instalación de un actuador lineal eléctrico es muy fácil 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 tuerca de accionamiento 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. Todo lo que cambia de un actuador a otro es el tamaño del motor, el engranaje y el tornillo de avance. 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 de elevación?

elevador de columna - columna elevadora

 

Las columnas de elevación son otra forma de actuador lineal. Por lo general, proporcionan una carrera más larga 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 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 se adaptan bien a la carga lateral (lo discutiremos más adelante). Los elevadores de columnas tienen su sistema de guía incorporado, por lo que son mejores para algunas aplicaciones que para otras.

¿Qué es un actuador micro lineal?

actuador micro lineal

Actuadores micro lineales o Mini Actuadores Lineales se utilizan en aplicaciones donde el espacio es limitado o la carrera requerida del actuador es pequeña. Tal vez necesite mover algo pequeño o no muy lejos, entonces un actuador micro lineal sería ideal para tal aplicación. Normalmente, las carreras de los microactuadores son de 10 mm a 100 mm y son de tamaño muy compacto. Una de las desventajas de un actuador micro lineal es que las fuerzas tienden a ser más pequeñas debido a los motores más pequeños que las 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 altas.

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. Por lo tanto, si tiene mucho espacio y el dinero no es un problema, entonces la hidráulica podría ser el camino a seguir.

El actuador hidráulico usa fluido para empujar un pistón hacia atrás y hacia adelante, mientras que un actuador lineal eléctrico usa un motor de CA o CC para impulsar un tornillo de avance. El tornillo de avance está equipado con una tuerca que sube y baja por el tornillo de avance, convirtiendo el movimiento giratorio en movimiento lineal.

Existen inconvenientes en el uso de sistemas hidráulicos desde el punto de vista operativo. El principal es el control. Tiene 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 asegura un costo operativo total muy bajo en comparación con otros sistemas.

Los sistemas de actuadores eléctricos son silenciosos, limpios, no tóxicos y energéticamente eficientes. Cumplen las crecientes exigencias y la legislación sobre equipos ecológicos.

¿Cuáles son algunos ejemplos del mundo real de lo que puede hacer un actuador lineal?

Actuadores lineales de seguimiento solar

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
  • Ascensores para electrodomésticos de cocina
  • Control del acelerador
  • Escotillas de motor marino
  • Pasos deslizantes
  • Ajustadores de quitanieves
  • Tolvas
  • Puertas ocultas
  • Paneles solares
  • Puertas corredizas
  • Tratamientos para ventanas correderas
  • Implementaciones agrícolas
  • Animatrónica y robótica

Las aplicaciones industriales incluyen:

  • Estaciones de trabajo regulables en altura y con control de la compuerta
  • Domótica como televisores en movimiento o proyectores

¿Cuál es la diferencia entre carga estática y carga dinámica?

Puede ver en nuestras hojas de especificaciones cargas tanto estáticas como dinámicas. 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 necesita para mover algo y la carga estática es lo que necesita para luego mantener ese algo en su lugar.

¿En qué dirección se pueden aplicar las cargas a los actuadores lineales?

Los actuadores lineales se pueden utilizar en aplicaciones de tensión, compresión o combinación. Nos referimos a esto como fuerza de empuje o tracción. Debe evitarse la carga lateral o cruzada. En una situación en la que no se pueda evitar la carga lateral, sugerimos a los clientes que utilicen 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 excéntrica, ya que pueden causar atascos y acortar la vida útil del actuador lineal. Sin embargo, si usa un corredera del cajón en la aplicación, esto tendrá un gran impacto en la cantidad de carga que se puede aplicar. Al colocar el objeto que se mueve en un corredera del cajón permite que el peso sea soportado por la corredera en lugar de que el actuador cargue con todo el peso. Otra opción cuando se trata de carga lateral es utilizar un actuador de pista.

¿Los actuadores lineales tienen interruptores de límite?

dentro de un actuador lineal - vista en corte - actuador con final de carrera

La mayoría de los actuadores lineales vienen con interruptores de límite integrados. El tipo de interruptores de límite disponibles varía con 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 alcanza su extensión y retracción total.

Los interruptores de límite son importantes porque evitan que el actuador se queme y detenga el motor cuando llega al final de la carrera. El interruptor de límite simplemente corta la energía al motor.

Los interruptores de límite externos le permiten 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 tipo de motores utilizan los actuadores lineales?

Actuadores lineales 101: todo lo que desea saber sobre los actuadores lineales

Los actuadores lineales están disponibles con variantes de motor de CA o CC. Sin embargo, cada rango 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?

Los actuadores lineales están disponibles en una variedad de velocidades lineales y se detalla una lista estándar con cada producto. Para lograr diferentes velocidades, el engranaje del actuador cambiará. 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 de 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 funcionamiento" (la relación entre el tiempo de funcionamiento y el tiempo total) o como la distancia recorrida durante un período de tiempo. La clasificación del ciclo de trabajo se expresa de manera diferente para diferentes tipos de actuadores. Para una discusión más detallada del 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 IP. Cuanto menor sea el número, menor será la protección. Por ejemplo, IP54 ofrece una protección básica como el polvo y IP66 ofrece una protección a prueba de agua y es ideal para uso en exteriores. Este cuadro a continuación muestra la clasificación IP de cada uno de los actuadores lineales de Firgelli. También escribimos una publicación de blog separada solo sobre el tema de clasificaciones IP del actuador lineal aquí

Clasificaciones IP de actuadores lineales

¿Es posible el retroceso en actuadores lineales electromecánicos?

A menos que se indique lo contrario, el retroceso es posible en todos los actuadores lineales eléctricos. El retroceso es cuando se aplica una fuerza que es mayor que la fuerza estática, lo que permite que el eje del actuador se mueva sin que se le aplique energía. 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 hacer funcionar un actuador lineal hasta una parada brusca?

No recomendamos aplicaciones que tengan posibles paradas bruscas porque pueden provocar que el actuador se atasque. Los ejemplos de atasco incluyen sobrecargar los interruptores de límite y atascar la tuerca y el tornillo internamente en los extremos de la carrera o empujar el actuador contra un objeto inamovible y, por lo tanto, sobrecargar el actuador severamente.

¿Cuáles son los factores comunes en la falla de un actuador lineal?

La carga inadecuada, la instalación incorrecta, el trabajo excesivo y los entornos extremos pueden contribuir a una falla prematura del actuador. El más popular con diferencia es la sobrecarga debido a la amplificación de la fuerza.

¿Se pueden sincronizar dos o más actuadores lineales?

Es bastante normal que haya pequeñas diferencias en la velocidad del motor en actuadores idénticos. Y una carga diferente del actuador puede hacer que las unidades pierdan sincronización con mucha facilidad. 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 controladory el controlador luego 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 publicación de blog "Lograr un movimiento sincronizado utilizando actuadores lineales Firgelli" 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 engranajes y los conjuntos de tornillos y tuercas. Los actuadores están engrasados ​​de por vida.

Prueba de temperatura

En la prueba de temperatura, los actuadores se prueban para operar en temperaturas extremas, así como para soportar cambios rápidos de temperatura. En la mayoría de los casos, las pruebas se realizan en el actuador para soportar pasar de un entorno de + 100 ° C a -20 ° C repetidamente y aún así mantener la funcionalidad completa.

Para ver más en profundidad cómo funciona un actuador lineal, creamos este artículo "Dentro de un actuador lineal: cómo funciona un actuador."

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