Diseños electromecánicos en aplicaciones de control de movimiento.

Cuando una aplicación requiere fuerzas de empuje puras, el mejor tipo de actuador lineal suele ser un actuador de vástago. También conocidos como «actuadores de empuje» y (cuando incorporan un motor) «actuadores eléctricos», estos dispositivos electromecánicos destacan por proporcionar fuerzas axiales, o de empuje, para empujar, tirar o sujetar cargas. Si bien su funcionamiento es sencillo, los actuadores de empuje se presentan en una amplia gama de diseños, tamaños y configuraciones.

Los mecanismos de accionamiento típicos para los actuadores de empuje son husillos de bolas, de bolas o de rodillos, y motores lineales tubulares. Los sistemas de correa y polea o de cremallera y piñón no son comunes en estos diseños. Estas tecnologías de accionamiento no ofrecen la fuerza de empuje ni la rigidez suficientes (correas) ni un formato adecuado (cremallera y piñón) para ser viables en los diseños de actuadores de empuje.

La fuerza de empuje se transmite a la carga mediante una varilla que se extiende y se retrae, guiada por un casquillo liso, desde el cuerpo del actuador. Los actuadores de empuje típicos no incluyen guías lineales, ya que su diseño no está pensado para soportar cargas, sino solo para empujarlas, tirar de ellas o sujetarlas. Si se requiere soporte o guiado de la carga, se utilizan rieles, ejes o guías, independientes del actuador.

Si bien la mayoría de los actuadores de vástago están diseñados para que la carcasa permanezca fija y el tubo de empuje se extienda y se retraiga, algunos diseños permiten que el tubo esté fijo y la carcasa se mueva. Esto es más común en los motores lineales, pero algunos diseños accionados por tornillo también permiten esta configuración.

Dado que suelen sustituir a las versiones neumáticas o hidráulicas, es común que los actuadores de empuje electromecánicos se diseñen con dimensiones externas y opciones de montaje que cumplen con normas como ISO y NFPA, similares a las que suelen seguir los cilindros neumáticos e hidráulicos. Al ser accionados por husillos de bolas de gran diámetro o por husillos de rodillos, los actuadores de empuje electromecánicos ofrecen una densidad de potencia extremadamente alta y una solución menos compleja que los actuadores hidráulicos. Además, las versiones de bolas y husillo son excelentes sustitutos de las tecnologías neumáticas, ya que eliminan la necesidad de compresores, filtros, válvulas y otros equipos de tratamiento de aire.

Los actuadores electromecánicos de varilla, en comparación con los tradicionales de tipo deslizante, suelen incorporar un motor y un sistema de control integrados. Además de simplificar el proceso para fabricantes y usuarios finales, ofrecer una solución electromecánica completa en un solo paquete facilita la transición de la tecnología neumática o hidráulica a la electromecánica. Las opciones de integración para actuadores de empuje abarcan desde motores de CC de bajo voltaje con interruptores de límite para un posicionamiento sencillo de extremo a extremo, hasta servomotores plug-and-play con motor, accionamiento y controlador integrados.

La carcasa de un actuador de empuje suele ser un diseño completamente cerrado que encapsula los componentes mecánicos y eléctricos. Al añadir un sello a la varilla de empuje, estos actuadores a menudo alcanzan altos grados de protección IP, lo que los hace ideales para aplicaciones donde están expuestos a partículas finas, líquidos o condiciones de lavado. Además, los fabricantes suelen ofrecer diversas opciones de materiales para la carcasa, incluyendo revestimientos y recubrimientos que proporcionan resistencia a la corrosión frente a una amplia gama de productos químicos y entornos.