Encontrar el actuador lineal eléctrico más adecuado para su aplicación puede resultar un desafío, especialmente cuando hay tantas variables diferentes a considerar. Conocer los requisitos de su aplicación y tener una comprensión detallada de las soluciones de actuadores disponibles y sus capacidades es fundamental durante las etapas de diseño de un proyecto. Esto se debe a que elegir el mejor actuador lineal para un caso de uso específico garantizará un funcionamiento óptimo para obtener los mejores resultados posibles. En este artículo, cubriremos los principales consejos sobre actuadores para que los ingenieros de diseño elijan el actuador lineal eléctrico adecuado para una aplicación.
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Consejos a considerar al elegir actuadores lineales eléctricos
Los actuadores lineales se utilizan comúnmente como fuerza motriz para proporcionar movimiento lineal en muchas aplicaciones e industrias diferentes. Desde la perspectiva de un diseñador, hay bastantes cosas a considerar al elegir un actuador lineal eléctrico para obtener resultados óptimos en la aplicación. A continuación se detallan nuestros principales consejos para encontrar la solución de actuador más adecuada:
- Calcula cuanta fuerza necesitas
- Encuentre la velocidad de desplazamiento adecuada
- Comprueba las dimensiones físicas.
- Considere los requisitos de protección ambiental.
- Decida entre actuadores estándar o de seguimiento
- Descubra el ciclo de trabajo de la aplicación
- Determine qué comentarios puede necesitar
- Verificar si había restricciones de ruido.
- Realice pruebas físicas en su actuador
Calcula cuánta fuerza necesitas
La clasificación de fuerza de un actuador se refiere a la cantidad máxima de fuerza que el actuador puede empujar/tirar (dinámica) y mantener (estática). Los factores que pueden afectar la cantidad de fuerza que se ejerce sobre un actuador incluyen:
- Distribución desigual del peso
- Actuadores no perpendiculares al movimiento del objeto en movimiento.
- Posición relativa del actuador con respecto al centro de masa.
- Resistencia al viento y otras perturbaciones de carga.
Calcular la fuerza que realmente se ejercerá sobre un actuador ayuda a confirmar qué modelos tienen clasificaciones suficientes para la aplicación. Los actuadores industriales tienen un diseño resistente para aplicaciones que requieren un alto índice de fuerza.
Encuentre la velocidad de desplazamiento adecuada
La velocidad de desplazamiento correcta garantiza que un actuador pueda viajar a una posición determinada en el tiempo requerido. Si una aplicación experimenta cargas más pesadas en diferentes momentos o caídas de voltaje ocasionales, la velocidad del actuador disminuirá. Debido a esto, también es importante tener en cuenta la carga y el voltaje aplicados para que la velocidad real durante la operación esté dentro de los requisitos de su aplicación. Dado que las clasificaciones de velocidad solo son válidas cuando los actuadores se encuentran en condiciones óptimas, las aplicaciones que tienen requisitos de velocidad precisos requerirán capacidades de control de velocidad.
Verifique las dimensiones físicas
Antes de la instalación, es importante comprobar si un espacio determinado puede acomodar la longitud, el ancho y la altura de un actuador. La dimensión de orificio a orificio retraído (H2H) de un actuador es la primera medida crucial al determinar sus requisitos físicos. Esta medida es la distancia desde el centro del orificio de montaje trasero hasta el centro del orificio de montaje frontal. Es esencial asegurarse de que esta dimensión se alinee con el centro del orificio de montaje trasero de su aplicación con el centro del orificio de montaje frontal. Los microactuadores ofrecen un tamaño compacto para aplicaciones de menor escala que tienen un espacio de instalación limitado.
Considere los requisitos de protección ambiental
Los actuadores lineales vienen con una clasificación de Marcado de Protección Internacional (IP) para indicar su capacidad para resistir la intrusión de líquidos y polvo. La elección de actuadores con una clasificación IP adecuada mitiga el riesgo de que los daños por agua y los sólidos lleguen a los componentes internos. Los actuadores lineales impermeables se recomiendan para aplicaciones que estarán sumergidas o expuestas a mucha agua. Cuando sea posible, montar un actuador con el extremo de carrera apuntando hacia abajo es generalmente la mejor práctica si existe algún riesgo de exposición al agua. De esta manera, la gravedad alejará el líquido de la carcasa del motor y ayudará a prevenir fallas prematuras.
Una clasificación IP no prueba la resistencia a la intemperie o a la corrosión durante cambios estacionales y períodos prolongados (por ejemplo, años al aire libre durante varias estaciones). Por lo tanto, considere el entorno en el que va a utilizar el actuador para asegurarse de que sea adecuado para ese entorno. Progressive Automations ofrece varias certificaciones además de la clasificación IP. Estas certificaciones podrían ser requisitos que pueden aplicarse a su solicitud. Hable con nosotros si necesita certificaciones específicas para su actuador y/o aplicación.
Decidir entre actuadores estándar o de oruga
Los actuadores estándar están diseñados con varillas extensibles encerradas en una carcasa sellada; sin embargo, el rango de movimiento de un actuador lineal de pista está encerrado en una pista. Esto hace que un diseño de estilo de oruga sea más sensible al polvo y al agua; sin embargo, un sistema de orugas ofrece una ruta predefinida para aumentar la cantidad de soporte estructural que se experimenta cuando está completamente cargado. Al poder manejar más fuerza que un dispositivo tradicional equivalente del mismo tamaño, los actuadores de riel son soluciones más eficientes y asequibles para aplicaciones en interiores que ya requieren un movimiento vertical u horizontal fijo.
Calcule el ciclo de trabajo de la aplicación
El ciclo de trabajo de un actuador lineal es la relación entre el tiempo de encendido y apagado y se expresa como porcentaje. Es común que los actuadores estándar con un motor de CC con escobillas tengan un ciclo de trabajo del 20 % basado en un período de 20 minutos. Con un ciclo de trabajo del 20 %, los actuadores lineales pueden funcionar de forma continua durante 4 minutos y luego deben descansar durante 16 minutos. Cualquier duración superior a 20 minutos con un ciclo de trabajo del 20% correrá el riesgo de dañar el motor debido al sobrecalentamiento. Elegir un actuador con el ciclo de trabajo adecuado es increíblemente importante para garantizar que el motor no se queme durante el funcionamiento. Para lograr un ciclo de trabajo del 100 % para un funcionamiento continuo, necesitará un motor de CC sin escobillas .
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Determine qué comentarios puede necesitar
Ciertas aplicaciones y sistemas preexistentes pueden requerir actuadores con un tipo específico de retroalimentación para funcionar correctamente. Determinar la posición de un actuador es útil para aplicaciones que requieren que varios actuadores se desplacen a la misma velocidad, almacenen posiciones preestablecidas y/o recopilen información posicional para el análisis del usuario. Al seleccionar un actuador, es importante asegurarse de que tenga la retroalimentación adecuada para que sea compatible con su sistema. En los actuadores lineales eléctricos, existen 3 tipos principales de retroalimentación posicional:
- Retroalimentación del potenciómetro
- Retroalimentación del sensor de efecto Hall
- Retroalimentación del interruptor de límite
Comentarios del potenciómetro
Los potenciómetros hacen contacto mecánico con los engranajes que giran dentro de los actuadores. Debido a que los potenciómetros son simplemente divisores de voltaje con una resistencia grande, son buenos para lidiar con interferencias electromagnéticas (EMI). La mayor ventaja de este tipo de retroalimentación es su simplicidad para aplicaciones que necesitan soluciones rápidas, sin requerir tanta exactitud o alta precisión.
Retroalimentación del potenciómetro incorporado
Comentarios del sensor de efecto Hall
Los sensores de efecto Hall proporcionan pulsos eléctricos cuando el imán está alineado con los componentes electrónicos de detección. Por este motivo, son adecuados para aplicaciones de alta velocidad y permiten preprogramar ciertos ángulos del eje del motor. Sin necesidad de hacer ningún contacto, son útiles en entornos hostiles, altamente resistentes al desgaste y confiables en entornos con alto impacto. Esta opción de retroalimentación es más adecuada para aplicaciones que requieren confiabilidad, precisión y larga vida útil.
Retroalimentación del sensor de efecto Hall incorporado
Comentarios del interruptor de límite
El propósito de las señales de retroalimentación del interruptor de límite es permitir que un sistema determine si el actuador ha disparado físicamente los interruptores de límite internos. Este tipo de retroalimentación es simple y útil para aplicaciones que principalmente solo requieren información sobre si el actuador ha alcanzado las posiciones completamente extendida o completamente retraída.
Retroalimentación del interruptor de límite
Verifique si había restricciones de ruido
Las aplicaciones orientadas al consumidor, como puertas automatizadas, trampillas o palancas dentro de las máquinas de café, pueden tener ciertas restricciones de ruido. Para verificar si un actuador estaba dentro de los niveles de ruido requeridos, realice pruebas en un ambiente silencioso con un medidor de decibelios sostenido cerca del actuador lineal mientras se extiende y retrae. Una tabla de decibeles puede ayudarle a medir si el nivel de ruido de un actuador se encuentra dentro de un rango que se adapta a su aplicación.
| Nivel de decibelios | tipo de sonido |
| Nivel de decibelios 0 | Tipo de sonido Casi silencioso |
| Nivel de decibelios 15 | Tipo de sonido susurro |
| Nivel de decibeles 60 | Tipo de sonido Conversación normal |
| Nivel de decibelios 90 | Tipo de sonido Cortacésped |
| Nivel de decibelios 110 | Tipo de sonido Bocina de coche |
| Nivel de decibelios 120 | Tipo de sonido Concierto de rock en vivo |
| Nivel de decibeles 140 | Tipo de sonido Petardos |
Realice pruebas físicas en su actuador
Una vez que haya considerado un actuador para su aplicación, el siguiente paso es ejecutar pruebas físicas en la unidad para verificar si será una solución a largo plazo. Los cálculos y análisis teóricos son buenos puntos de referencia; sin embargo, las pruebas del mundo real son la forma más precisa de determinar si su solución de actuador fue la mejor opción. Nuestra Guía gratuita de pruebas de actuadores cubre en detalle todas las pruebas recomendadas, como pruebas de banco, pruebas de laboratorio y pruebas de campo, para ayudarle a encontrar el mejor actuador para su aplicación:
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En resumen
Una comprensión detallada de lo que necesita en un actuador lineal es fundamental para garantizar que sea la solución adecuada para su aplicación. Tras una cuidadosa consideración y exhaustivos procedimientos de prueba, estamos seguros de que elegirá el actuador lineal eléctrico adecuado para su aplicación.
Como uno de los principales proveedores de actuadores y control de movimiento del mundo, Progressive Automations ofrece flexibilidad, calidad, soporte y experiencia de campo líderes en la industria para satisfacer todas sus necesidades. Si tiene alguna otra pregunta sobre lo que podemos ofrecer, ¡no dude en comunicarse con nosotros! Somos expertos en lo que hacemos y queremos asegurarnos de que encuentre las mejores soluciones para su aplicación.
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