Tipos de actuadores: los actuadores vienen en varias formas y tamaños y se utilizan para regular o mover sistemas o mecanismos. Un actuador requiere una fuente de energía para funcionar, como presión de fluido hidráulico, corriente eléctrica o presión neumática, y convierte la energía en movimiento.
Tabla de contenido
¿Cuáles son los diferentes tipos de actuadores?
Tanto si es un experto en máquinas como si acaba de empezar a aprender sobre las piezas del motor, probablemente haya oído hablar del actuador y su importancia.
Los actuadores se utilizan para controlar el movimiento de las máquinas en general. Por otro lado, los actuadores vienen en diferentes formas y tamaños y usan diferentes fuentes de energía para lograr diferentes movimientos. Distinguir las diferencias entre estos dispositivos de control de movimiento lo ayudará a solucionar problemas de piezas y mejorar los procesos de su máquina.
Echemos un vistazo a los muchos tipos de actuadores y sus usos, así como algunos consejos para mantenerlos en óptimas condiciones de funcionamiento.
¿Qué es un actuador?
Un actuador es una parte de la máquina que recibe retroalimentación de una señal de control y luego comienza a moverse. El accionamiento realiza diferentes movimientos en función de la finalidad de la máquina cuando recibe potencia.
¿Cuáles son algunos dispositivos con actuadores?
Los actuadores se han utilizado en máquinas y sistemas desde su introducción en la Segunda Guerra Mundial. Los actuadores incluyen los siguientes ejemplos bien conocidos:
- Se puede encontrar al menos un actuador en cualquier equipo o dispositivo que convierta la energía eléctrica en movimiento, como ventiladores, licuadoras o refrigeradores. Los actuadores también se utilizan en vehículos eléctricos.
- Los motores paso a paso son un tipo de actuador que recibe impulsos digitales y los convierte en movimiento mecánico. Los robots, las herramientas inteligentes y los equipos de corte automatizados utilizan motores paso a paso.
- Los cilindros hidráulicos son dispositivos de movimiento lineal que utilizan un tubo, un pistón y una varilla para funcionar. Bulldozers, retroexcavadoras y excavadoras son ejemplos de vehículos que utilizan energía hidráulica.
Algunos tipos diferentes de actuadores
Los actuadores se dividen en dos categorías según el movimiento que producen y la fuente de energía que utilizan.
Los actuadores pueden crear dos formas de movimiento: movimiento lineal y giratorio.
Actuadores lineales
Los actuadores lineales, como su nombre indica, son dispositivos que se mueven en línea recta. Suelen encontrarse en equipos hidráulicos y neumáticos y pueden ser mecánicos o eléctricos. Un actuador lineal se encuentra en casi todas las máquinas, equipos o dispositivos que requieren un movimiento real.
Una tuerca, una tapa y un tubo deslizante forman un actuador lineal simple. El tubo deslizante proporciona espacio para el movimiento, mientras que la tuerca y la cubierta proporcionan el enclavamiento, lo que mantiene al actuador en el camino correcto. Otros actuadores lineales más complicados tendrán más componentes, pero el mecanismo descrito anteriormente es la base del verdadero movimiento.
Actuadores rotativos
Los actuadores rotativos, a diferencia de los tipos de actuadores lineales, producen un movimiento circular. La mayoría de las máquinas, como implica el término “giratorio”, utilizan elementos giratorios para lograr un movimiento giratorio. Si la máquina necesita moverse hacia adelante, hacia atrás, hacia arriba o hacia abajo, a menudo se usan junto con un actuador lineal.
Muchos actuadores rotativos funcionan con electricidad, pero otros funcionan con sistemas hidráulicos o neumáticos. Los limpiaparabrisas, los ventiladores eléctricos y las máquinas de fabricación que mueven cosas de un lugar a otro utilizan actuadores giratorios.
Podemos distinguir aún más los diferentes tipos de actuadores clasificándolos según la fuente de energía o el sistema que utilizan para el movimiento. Según la fuente de alimentación, los actuadores más comunes son:
Actuadores hidráulicos
Los actuadores hidráulicos usan un cilindro lleno de fluido con un pistón colocado en el centro para operar. Los actuadores hidráulicos suelen crear movimientos lineales, con un resorte conectado a un extremo para el movimiento de retorno. Estos actuadores se pueden encontrar en una variedad de equipos de ejercicio, incluidos steppers y soportes para automóviles.
Actuadores neumáticos
Los actuadores neumáticos son una de las alternativas más fiables para mover máquinas. Para crear movimiento mecánico, utilizan gases comprimidos. Muchas empresas prefieren los actuadores neumáticos porque pueden realizar acciones extremadamente precisas, especialmente al arrancar y detener máquinas.
Los actuadores neumáticos se utilizan en los siguientes equipos:
- Máquinas de ejercicios
- Frenos de autobús
- Sensores de presión
- motores de paletas
- Sistemas neumáticos para envío de correo
Actuadores eléctricos
Los actuadores eléctricos, como era de esperar, dependen de la electricidad para funcionar. Los coches eléctricos, los equipos de fabricación y la robótica son ejemplos bien conocidos. Producen un movimiento preciso de la misma manera que lo hacen los actuadores neumáticos porque el flujo de electricidad es constante.
Los siguientes son ejemplos de actuadores eléctricos:
Actuadores electromecánicos: Estos actuadores transforman señales eléctricas en movimiento giratorio o lineal, o una combinación de ambos.
Actuadores electrohidráulicos: Estos actuadores también funcionan con energía eléctrica, pero funcionan con un acumulador hidráulico. La batería, que generalmente se usa en equipos industriales pesados, proporciona la energía para moverse.
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Actuadores térmicos y magnéticos
Las aleaciones con memoria de forma que se pueden calentar para provocar movimiento se usan comúnmente en actuadores térmicos y magnéticos. los efecto julio es generalmente responsable del movimiento de los actuadores térmicos o magnéticos, pero también puede ocurrir cuando se coloca una bobina en un campo magnético estático. La fuerza de Laplace-Lorentz es el movimiento constante causado por un campo magnético. Aunque la mayoría de los actuadores térmicos y magnéticos son livianos, pueden crear un rango de movimiento amplio y poderoso.
Actuadores mecánicos
Las poleas y los sistemas de engranajes son ejemplos de actuadores mecánicos. Se aplica otra fuerza mecánica, como tirar o empujar, y el actuador usa ese único movimiento para lograr los efectos deseados. Por ejemplo, mover un objeto del punto A al punto B se puede lograr girando un solo engranaje en una serie de cremalleras y piñones. Un movimiento de tracción en la polea puede hacer que el otro lado se levante o se mueva a la ubicación deseada.
Actuadores de polímero superenrollado
Los actuadores hechos de polímero superbobinado son una adición relativamente nueva a los diversos tipos de actuadores. Se utilizan en robótica y prótesis porque pueden imitar los movimientos de los músculos humanos mediante una bobina que se contrae y expande a medida que se calienta o se enfría.
Cómo elegir el actuador adecuado
Comprender los diferentes tipos de actuadores es esencial para elegir la opción óptima para su máquina. Repasaremos los elementos que te ayudarán a hacer la mejor elección porque cada variedad tiene su propio propósito y necesidades energéticas. Visitar aquí para ver la capacidad de varios tipos de actuadores.
Disponibilidad de fuente de alimentación
La compatibilidad de su fuente de alimentación es el primer elemento a examinar. Los actuadores eléctricos son probablemente la mejor opción, y la opción con más opciones, tiene un sitio industrial con una fuente eléctrica. Puede elegir tipos de actuadores neumáticos o hidráulicos si no hay una fuente de energía en el área o si desea un equipo completamente funcional sin electricidad.
Movimiento Requerido
Otro aspecto a tener en cuenta al elegir un actuador es el rango de movimiento que necesita su equipo. ¿Es lineal, rotativo o un híbrido de los dos? Para ayudarlo a concretar el equipo final, los actuadores hechos a medida pueden combinar o crear diferentes movimientos en un orden secuencial.
Precisión
Algunos actuadores tienen un mayor nivel de precisión que otros. Los actuadores neumáticos, por ejemplo, se utilizan para construir frenos de aire ya que se sabe que la presión del aire es efectiva para iniciar y detener el movimiento. Otros actuadores, como los accionados hidráulicamente, tienen una gama más amplia de variaciones de movimiento.
Cualquier industria que requiera un alto nivel de precisión para la seguridad y el éxito operativo debe considerar actuadores con movimientos específicos.
Preocupaciones por la seguridad y el medio ambiente
Otra cosa a tener en cuenta al elegir un actuador para su equipo es la seguridad. En regiones con temperaturas excesivas o riesgo de conducción, los actuadores eléctricos o térmicos deben usarse con precaución. Operar actuadores eléctricos cerca de una masa de agua, por ejemplo, sin sellado u otros procedimientos de seguridad puede ser un riesgo laboral.
Si su organización también está comprometida con la reducción de su huella de carbono, querrá realizar un seguimiento del impacto ambiental de cada actuador. Los actuadores eléctricos suelen tener poco o ningún impacto de carbono.
Directrices oficiales
En algunos lugares hay pautas específicas adicionales a seguir para los actuadores industriales. Por ejemplo, las ubicaciones con altas concentraciones de gases inflamables deben seguir las pautas de la Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA).
Mantenimiento de su actuador
El mantenimiento es necesario para cualquier equipo. Mantener sus actuadores en perfectas condiciones lo ayudará a evitar paradas graves, riesgos y pérdida de productividad. Aquí hay algunas pautas generales para mantener sus actuadores en buen estado de funcionamiento.
Inspección regular: Las inspecciones visuales de rutina del equipo pueden revelar indicadores tempranos de problemas en el actuador. Se necesita un mecánico con buen ojo para inspeccionar el desgaste.
Agregar y reemplazar: Los actuadores hidráulicos requieren un rellenado periódico de fluido del cilindro. Verifique si hay fugas e indicadores de fluido hidráulico bajo en todo momento. En las piezas del actuador, reemplace las tuercas, los pernos, las bobinas o los tornillos sueltos o dañados.
Medir datos de rendimiento: Es posible que los actuadores no muestren indicadores visuales de falla en algunas circunstancias, pero el rendimiento se puede usar para detectar dificultades. Si desea capturar fallas más profundas, es posible que se requieran gráficos y cálculos de salida automatizados.
Aplicaciones para diferentes tipos de actuadores
En ingeniería, los actuadores se utilizan a menudo para introducir movimiento. Sin embargo, se pueden adjuntar a una opción para evitar que se muevan. Los actuadores se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluidas las siguientes:
- pistón hidráulico
- Unidad de peine
- Relé
- Motor eléctrico
- Dispositivo de microespejo digital
- bimorfo térmico
- Polímero electroactivo
- Actuador piezoeléctrico
- Servomecanismo