Un actuador lineal mueve una carga, que puede ser un ensamblaje, componentes o un producto terminado, en línea recta. Convierte la energía en un movimiento o fuerza y ​​puede ser alimentado por fluido o aire presurizado, así como electricidad. Aquí hay un desglose de los actuadores lineales comunes, sus ventajas y sus desventajas.

¿Cómo funcionan?

• Los actuadores lineales neumáticos consisten en un pistón dentro de un cilindro hueco. La presión de un compresor externo o bomba manual mueve el pistón dentro del cilindro. A medida que aumenta la presión, el cilindro se mueve a lo largo del eje del pistón, creando una fuerza lineal. El pistón regresa a su posición original por una fuerza de resorte o fluido que se suministra al otro lado del pistón.

• Los actuadores lineales hidráulicos funcionan de manera similar a los actuadores neumáticos, pero un líquido incompresible de una bomba en lugar de aire presurizado mueve el cilindro.

• Un actuador lineal eléctrico convierte la energía eléctrica en torque. Un motor eléctrico conectado mecánicamente gira un tornillo de plomo. Se evita que se evite que un cable o tuerca de bola roscada que coincida con las del tornillo gire con el tornillo. Cuando el tornillo gira, la tuerca se conduce a lo largo de las roscas. La dirección que se mueve la tuerca depende de qué dirección gira el tornillo y también devuelve el actuador a su posición original.

【Actuadores neumáticos】

Ventajas

• Los beneficios de los actuadores neumáticos provienen de su simplicidad. ¿La mayoría de los actuadores de aluminio neumático tienen una calificación de presión máxima de 150 psi con tamaños de orificio que van desde? a 8 pulg., que se traducen en aproximadamente 30 a 7,500 lb. de fuerza. ¿Los actuadores de acero tienen una calificación de presión máxima de 250 psi con tamaños de orificio que van desde? a 14 pulgadas, y generan fuerzas que van de 50 a 38,465 lbf.

• Los actuadores neumáticos generan un movimiento lineal preciso al proporcionar precisión, por ejemplo, dentro de 0.1 pulgadas y repetibilidad dentro de .001 pulgadas.

• Los actuadores neumáticos aplicaciones típicas involucran áreas de temperaturas extremas. Un rango de temperatura típico es de -40 ° F a 250 ° F. En términos de seguridad e inspección, mediante el uso del aire, los actuadores neumáticos evitan el uso de materiales peligrosos. Cumplen con la protección de la explosión y los requisitos de seguridad de la máquina porque no crean interferencia magnética debido a su falta de motores.

• En los últimos años, la neumática ha visto muchos avances en miniaturización, materiales e integración con el monitoreo de la electrónica y las condiciones. El costo de los actuadores neumáticos es bajo en comparación con otros actuadores. Según Bimba Manufacturing, por ejemplo, el actuador neumático promedio cuesta entre $ 50 y $ 150. Los actuadores neumáticos también son livianos, requieren un mantenimiento mínimo y tienen componentes duraderos que hacen que la neumática sea un método rentable de movimiento lineal.

Desventajas

• Las pérdidas de presión y la compresibilidad del aire hacen que la neumática sea menos eficiente que otros métodos de movimiento lineal. Las limitaciones de suministro de compresores y aire significan que las operaciones a presiones más bajas tendrán fuerzas más bajas y velocidades más lentas. Un compresor debe ejecutar la presión de funcionamiento continuamente incluso si nada se mueve.

• Para ser verdaderamente eficientes, los actuadores neumáticos deben ser dimensionados para un trabajo específico. Por lo tanto, no pueden usarse para otras aplicaciones. El control y la eficiencia precisos requieren reguladores y válvulas proporcionales, pero esto aumenta los costos y la complejidad.

• A pesar de que el aire está fácilmente disponible, puede estar contaminado por aceite o lubricación, lo que lleva a tiempo de inactividad y mantenimiento. Las empresas aún tienen que pagar el aire comprimido, por lo que es un consumible, y el compresor y las líneas son otro problema de mantenimiento.

【Actuadores hidráulicos】

Ventajas

• Los actuadores hidráulicos son resistentes y son adecuados para aplicaciones de alta fuerza. Pueden producir fuerzas 25 veces mayores que los cilindros neumáticos de igual tamaño. También operan en presiones de hasta 4.000 psi.

• Los motores hidráulicos tienen una alta relación de potencia/peso en 1 a 2 hp/lb mayor que un motor neumático.

• Un actuador hidráulico puede mantener la fuerza y ​​el par constante sin que la bomba suministre más fluido o presión debido a la incompresibilidad de los fluidos

• Los actuadores hidráulicos pueden tener sus bombas y motores ubicados a una distancia considerable con una pérdida mínima de potencia.

Desventajas

• La hidráulica filtrará fluido. Al igual que los actuadores neumáticos, la pérdida de líquido conduce a una menor eficiencia. Sin embargo, las fugas de líquido hidráulico conducen a problemas de limpieza y daños potenciales a los componentes y áreas circundantes.

• Los actuadores hidráulicos requieren muchas partes de compañía, incluido un depósito de fluido, motores, bombas, válvulas de liberación e intercambiadores de calor, junto con equipos de reducción de ruido. Esto hace que los sistemas de movimientos lineales que sean grandes y difíciles de acomodar.

【Actuadores eléctricos】

Ventajas

• Los actuadores eléctricos ofrecen el posicionamiento de control de precisión más alto. Un ejemplo del rango de precisión es +/- 0.000315 pulg. Y una repetibilidad de menos de 0.0000394 pulg. Sus configuraciones son escalables para cualquier propósito o requisito de fuerza, y son silenciosos, suaves y repetibles.

• Los actuadores eléctricos se pueden conectar en red y reprogramarse rápidamente. Ofrecen comentarios inmediatos para el diagnóstico y el mantenimiento.

• Proporcionan el control completo de los perfiles de movimiento y pueden incluir codificadores para controlar la velocidad, la posición, el par y la fuerza aplicada.

• En términos de ruido, son más silenciosos que los actuadores neumáticos e hidráulicos

• Debido a que no hay fugas de fluidos, se eliminan los riesgos ambientales.

Desventajas

• El costo unitario inicial de un actuador eléctrico es mayor que el de los actuadores neumáticos e hidráulicos. Según el ejemplo de Bimba Manufacturing, un actuador eléctrico puede variar de $ 150 a más de $ 2,000 dependiendo de su diseño y electrónica.

• Los actuadores eléctricos no son adecuados para todos los entornos, a diferencia de los actuadores neumáticos, que son seguros en áreas peligrosas e inflamables

• Un motor de funcionamiento continuo se sobrecalentará, aumentando el desgaste del engranaje de reducción. El motor también puede ser grande y crear problemas de instalación.

• El motor elegido se bloquea en la fuerza del actuador, el empuje y los límites de velocidad a una configuración fija. Si se desea un conjunto diferente de valores para la fuerza, el empuje y la velocidad, el motor debe cambiarse.