Integración externa del husillo del motor, integración no cautiva del husillo del motor e integración cautiva del husillo del motor.

Los conjuntos de husillo de bolas y de bolas suelen ser accionados por un motor conectado en línea con el eje del husillo mediante un acoplamiento. Si bien esta configuración de montaje es sencilla y de fácil mantenimiento, la adición de un componente mecánico no rígido (el acoplamiento) puede generar torsión, holgura e histéresis, factores que afectan la precisión y la repetibilidad del posicionamiento. El acoplamiento también aumenta la longitud, reduce la rigidez e incrementa la inercia del sistema. Una forma de eliminar estos posibles problemas es prescindir del acoplamiento externo e integrar el husillo directamente en el motor.

Los conjuntos integrados de motor y husillo están disponibles en diversas configuraciones y diseños. El motor puede ser servomotor o paso a paso, y el husillo puede ser de bolas o de rosca, aunque las configuraciones más comunes combinan un husillo de rosca con un motor paso a paso o un husillo de bolas con un servomotor.

Integración externa del motor y el husillo

Uno de los diseños integrados más populares utiliza un motor con eje hueco e integra el husillo directamente en él. El husillo se mecaniza de forma que un extremo encaje en el orificio hueco del motor, y dicho extremo mecanizado se fija permanentemente al orificio mediante soldadura o adhesivo, o bien con un elemento de fijación. Conectar el eje del husillo al orificio del motor mediante un elemento de fijación permite desmontar los componentes para su mantenimiento y sustituir cualquiera de ellos (en lugar de reemplazar todo el conjunto), pero este método también puede sufrir desalineación y pérdida de rigidez con el tiempo.

Independientemente del método utilizado para conectar el eje del husillo al motor, este método de integración motor-husillo se denomina generalmente diseño "externo" porque la tuerca del husillo de bolas o de avance permanece fuera del motor. Al igual que en una configuración tradicional de husillo-motor, la rotación del motor hace girar el husillo, lo que hace avanzar la tuerca (y la carga) a lo largo del eje del husillo.

Si bien las aplicaciones con recorridos cortos y cargas ligeras a veces pueden funcionar sin soporte adicional para el tornillo (esencialmente una disposición fija-libre) o sin guías lineales, la mayoría de las aplicaciones requerirán soporte para el extremo opuesto del tornillo y el uso de guías lineales para evitar cargas radiales sobre el tornillo.

Integración de motor-husillo no cautiva

En el método de integración no cautivo, la tuerca del husillo de bolas o de avance está integrada en el motor (o montada en la cara del motor) y no se desplaza a lo largo del husillo. En cambio, se impide la rotación del husillo (normalmente mediante la carga acoplada), y cuando el motor y la tuerca giran, el husillo se desplaza linealmente, de un lado a otro, a través del conjunto motor-tuerca. En esta configuración, el diseño no cautivo proporciona una mejor relación carrera/longitud total, siempre que el diseño permita que el husillo se extienda más allá de la parte posterior del motor.

Como alternativa, si el tornillo se fija para que no se mueva, el conjunto se convierte esencialmente en un diseño de tuerca accionada, donde la rotación del motor provoca que el conjunto motor-tuerca se desplace hacia adelante y hacia atrás a lo largo del tornillo fijo. Al igual que un conjunto de tuerca accionada convencional, esta configuración permite mayores velocidades de desplazamiento, ya que la oscilación del tornillo se elimina casi por completo. También permite montar varias combinaciones de motor-tuerca en el mismo eje del tornillo y accionarlas de forma independiente.

Integración de motor-husillo cautivo

Una variante de la combinación motor-tornillo descrita anteriormente es el diseño cautivo. Al igual que en el diseño no cautivo, la tuerca está integrada directamente en el motor, pero un eje estriado se une al tornillo, impidiendo que este gire y generando un movimiento lineal cuando el motor gira.

En este diseño, el tornillo se extiende y se retrae desde un extremo del conjunto y no cuenta con soporte. El diseño cautivo es esencialmente una versión más compacta del actuador de varilla de empuje, lo que lo hace ideal para aplicaciones de empuje o presión donde la carga está guiada y no hay fuerza radial sobre el tornillo.