Uno de los pasos más importantes al seleccionar un actuador lineal es elegir la clasificación de fuerza adecuada. Es bastante simple cuando la aplicación requiere que se levante verticalmente una carga, donde el peso de la carga que se levanta es igual a la fuerza requerida del actuador. Un escenario más desafiante es si tiene una aplicación tipo bisagra, como se ve comúnmente en tapas, trampillas y ventanas.
En este artículo, utilizaré una aplicación de trampilla de muestra para mostrar conceptos básicos de fuerza. El objetivo es resaltar visualmente los efectos de la posición de montaje del actuador en la fuerza real requerida por el actuador. Esto le permitirá montar su actuador de la forma más eficiente o le animará a elegir un actuador de mayor fuerza para posiciones de montaje menos eficientes.
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Todos nuestros actuadores tienen sus propios soportes de montaje compatibles.
Peso de la trampilla
Para nuestra aplicación de trampilla de muestra, la carga será la puerta misma. Suponiendo que la puerta es un objeto simétrico, el centro de gravedad estará exactamente en su centro. Ahí es donde se ubicará la fuerza de gravedad. Esta es la fuerza que se debe superar para abrir la puerta.
El ángulo de la fuerza de gravedad
Imagina que estás debajo de la puerta y necesitas empujarla para abrirla. Descubrirá que necesitará más fuerza cuando esté completamente cerrado. A medida que se abre, la fuerza requerida se reducirá gradualmente hasta que esté completamente abierto y apenas necesites fuerza para mantenerlo.
Esto se debe a que la fuerza de gravedad sobre la puerta se divide en 2 componentes como se ve en el siguiente diagrama. Tenga en cuenta que el tamaño de las flechas representa la fuerza requerida en relación con las otras fuerzas.
En este escenario, la fuerza que aplica su mano solo debe coincidir con la fuerza perpendicular a la puerta, como se muestra con las flechas amarillas. Esta fuerza es inicialmente igual a la fuerza de gravedad cuando la puerta está completamente cerrada y luego se reduce a cero cuando la puerta está completamente abierta. Esto es lo mismo cuando instala un actuador lineal . Es decir, la mayor fuerza requerida para esta aplicación será cuando esté completamente cerrado.
Ubicación de la fuerza en la trampilla
En el diagrama anterior, las flechas amarillas son las fuerzas necesarias para mover la puerta si se empuja desde ese punto. Para esta aplicación, la puerta actúa como palanca. Esto significa que si aplica fuerza más lejos de la bisagra en comparación con la fuerza de gravedad, necesitará menos fuerza.
El ángulo de la fuerza del actuador
Anteriormente habíamos comentado cómo la fuerza necesaria para abrir la puerta variará según el ángulo de la puerta. El mismo concepto se aplica al ángulo del actuador. La fuerza que ejerce el actuador se dividirá en 2 componentes como se ve en el diagrama anterior.
La fuerza perpendicular al actuador (amarillo) es el único componente que mueve la puerta. Cuando el actuador está paralelo a la puerta, la puerta no se abrirá a pesar de ejercer una enorme cantidad de fuerza. En cambio, cuando el actuador esté perpendicular a la puerta podrá utilizar el 100% de la fuerza ejercida para abrirla. Básicamente, todas las fuerzas paralelas a la puerta se desperdician.
En conclusión, la posición de montaje más eficiente para el actuador será conectar al final de la puerta (maximiza el apalancamiento) y perpendicular a la puerta (maximiza la fuerza del actuador aplicada a la puerta).
Algo a considerar es la longitud del actuador que será necesario para abrir la puerta a la altura deseada. Si el actuador se montó más cerca de la bisagra (requiere más fuerza), entonces se requerirá un movimiento mucho más corto. En este caso, se trata de un juego de compromisos entre eficiencia en la fuerza y eficiencia en el espacio.
Espero que este artículo le haya resultado útil en su viaje hacia la selección del actuador lineal más ideal para su aplicación. Le recomendamos que nos llame y hable con nuestros útiles ingenieros al 1-800-676-6123.
