Longitud del trazo, velocidad, precisión, montaje, mantenimiento.

Está trabajando en una aplicación que requiere un movimiento lineal, tal vez sea un sistema de ensamblaje de selección y lugar, una línea de empaque o un pórtico para la transferencia de material, pero diseñar su propio actuador desde cero, obtener las diversas piezas, montar y alinear los componentes e implementar un sistema de mantenimiento no es un uso efectivo de su tiempo. Comienza a buscar actuadores lineales prediseñados y previamente ensamblados, pero hay muchas opciones con respecto al tipo, el tamaño y el principio de funcionamiento que es difícil saber dónde comenzar en su selección.

El primer paso para reducir el campo es elegir qué mecanismo de transmisión es mejor para su aplicación. La mayoría de los fabricantes ofrecen al menos dos opciones de accionamiento, con la correa dentada y el tornillo de bola el más común, mientras que las uniones neumáticas y lineales del motor sirven aplicaciones de nicho. A continuación hay cinco factores que ayudarán a guiar su elección entre los dos tipos más comunes de actuador: cinturón dental y tornillo de bola.

1. Longitud del trazo

La distancia que el actuador necesita mover en una dirección, conocida como longitud de carrera, es el primer requisito a considerar al elegir entre el tornillo de bola o la transmisión de la correa. Los actuadores de tornillos de bola se encuentran comúnmente a longitud de 1000 mm o menos, aunque los tornillos de bola de mayor diámetro se pueden usar a lo largo de hasta 3000 mm. Este límite se rige por la velocidad crítica del tornillo. A medida que aumenta la longitud de un tornillo, su velocidad crítica o la velocidad a la que el tornillo comienza a encontrar vibraciones de flexión, disminuye. En pocas palabras, a medida que un tornillo se hace más largo y gira más rápido, comienza a "batir" como una cuerda de salto.

Para los actuadores con tracción en la correa dentada, la capacidad de tensar la correa limita la longitud máxima. Mediante el uso de correas con mayor ancho (más área de contacto) y mayor tono de dientes, los actuadores de accionamiento de la correa se encuentran comúnmente en aplicaciones que requieren una longitud de carrera de 10 a 12 metros.

2. Velocidad

El segundo factor crítico para elegir un actuador es la velocidad. La velocidad máxima para la mayoría de los actuadores de accionamiento de correa es de 5 m/s. Este límite está influenciado por el sistema guía, que más comúnmente emplea rodamientos de recirculación. Para aplicaciones que requieren velocidades más altas, hasta 10 m/s, se puede usar una unidad de cinturón junto con ruedas precargadas o rodillos de levas en lugar de recircular cojinetes.

Como se mencionó anteriormente, en un actuador de accionamiento de tornillo de bola, a medida que aumenta la longitud, la velocidad crítica disminuye. En general, los actuadores de tornillo de bola pueden alcanzar velocidades de hasta 1,5 m/s a longitudes de carrera de menos de 1 metro. Los soportes de tornillo de bola pueden proporcionar rigidez adicional al reducir la longitud no compatible del tornillo, lo que permite que el actuador alcance velocidades más altas y longitudes más largas. Al considerar los soportes de tornillo de pelota, consulte al fabricante para obtener ayuda para realizar los cálculos de velocidad y longitud necesarios.

3. Precisión

La precisión se usa ampliamente para significar la precisión del viaje (donde el carro o el sillín se encuentra en el espacio durante el movimiento), la precisión de posicionamiento (cuán cerca el actuador alcanza la posición objetivo) o la repetibilidad (cuán cerca del actuador logra la misma posición con cada carrera). Si bien la precisión de los viajes está fuertemente influenciada por la estructura del actuador, la base y el montaje, la precisión de posicionamiento y la repetibilidad son principalmente funciones del mecanismo de accionamiento.

Los tornillos de bola, particularmente si están precargados, tienen una mejor precisión de posicionamiento que las unidades de cinturón debido a su rigidez. Sin embargo, la "inexactitud" en el posicionamiento se puede medir y compensarse en el sistema de control del actuador. Por esta razón, la repetibilidad (la capacidad de alcanzar la misma posición con cada accidente cerebrovascular) a menudo se convierte en el factor más importante en aplicaciones de alta precisión. Para una alta repetibilidad, la rigidez del mecanismo de accionamiento es crítica, lo que hace que un tornillo de bola precargado y el conjunto de tuercas sea la mejor opción.

4. Montaje

En algunos casos, la dirección en la que se monta el actuador dictará qué mecanismo de transmisión es mejor. Los unidades de tornillo de correa y bola son adecuadas para orientaciones de montaje horizontales e inclinadas, pero las aplicaciones que requieren montaje vertical necesitan una evaluación más cuidadosa.

Mientras que cada sistema que mueve una carga necesita verticalmente mecanismos de seguridad incorporados, las unidades de tornillos de bola a menudo se consideran más seguras que las unidades de correa para transportar cargas verticales. Esto se debe a que los tornillos de pelota, dependiendo de la carga, el cable del tornillo y la fricción en el sistema, son reacios a la unidad trasera, o "caída libre" si hay una falla en el freno o el daño catastrófico al sistema. Cuando se requiere un actuador de accionamiento de correa en una aplicación vertical, se debe considerar seriamente un freno externo o un contrapeso.

5. Mantenimiento

La causa principal de falla para los actuadores lineales es la falta de lubricación. Tanto los actuadores de tornillo de bolas como la unidad de correa requieren que el sistema de guía se lubricante periódicamente, pero los tornillos de bola introducen otro componente que debe ser monitoreado para una lubricación adecuada. Algunos fabricantes han abordado esto al proporcionar sistemas lubricados de por vida (con la vida definida como una distancia de viaje establecida o un número de revoluciones, con una carga, velocidad y entorno dados), pero muchas aplicaciones caen fuera de estos parámetros especificados y requerirán lubricación en algún momento durante su vida prevista.

Aunque los actuadores impulsados ​​por la correa tienen el beneficio de menos componentes para mantener, cuando el entorno contiene polvo o papas fritas, busque un diseño de actuador que minimice el potencial de contaminación para ingresar a las carcasas de la polea. Esto asegurará una vida útil más larga para los rodamientos de polea y reducirá el desgaste en la correa en sí.

Tanto las unidades de correa como las unidades de tornillo de bola tienen beneficios de rendimiento. Al hacer una selección inicial, recuerde que las unidades de cinturón suelen ser la mejor opción para largas y altas velocidades, mientras que las unidades de tornillo de bola son mejores para aplicaciones que requieren una alta repetibilidad o montaje vertical. En algunas aplicaciones, cualquier mecanismo de transmisión cumplirá con los criterios descritos anteriormente. En estos casos, el fabricante puede guiarlo para elegir el actuador correcto en función de factores más avanzados, como la aceleración, el tiempo de asentamiento o las condiciones ambientales.