Actuadores
El actuador suele ser parte de dispositivos que ayudan a lograr el movimiento transformando energía (generalmente eléctrica, aire o hidráulica) en energía mecánica. En otras palabras, es la parte en casi cualquier dispositivo que permita el movimiento.
Los actuadores nos rodean y se usan en prácticamente todos los dispositivos que crean movimiento en forma lineal o incluso de rotación, los encontrará en automóviles, barcos de placas, electrodomésticos, robots industriales y muchas otras cosas. Se espera que el Tesla-Bot propuesto por ejemplo use 46 actuadores electromecánicos.
¿Qué es un actuador lineal electromecánico?
A actuador lineal es un dispositivo que transforma el movimiento de rotación en movimiento lineal: el movimiento de cal recto básicamente. Estos movimientos lineales del actuador pueden ser alimentados por energía eléctrica, hidráulica o neumática. Actuadores eléctricos, por ejemplo, operan con la entrada de voltajes de CC o CA. Otros tipos incluyen actuadores hidráulicos que usan líquido incompresible para formar fuerzas extremadamente altas, y los actuadores neumáticos que usan el aire, pueden proporcionar actuadores de actuación rápida con una fuerza más baja.
Comúnmente utilizados en sistemas de control de movimiento industrial, los actuadores son completamente responsables de garantizar que los dispositivos como los brazos robóticos puedan moverse cuando se suministra una entrada de señal al robot. Todos los vehículos usan actuadores de muchas maneras diferentes desde la apertura de la tapa del tronco automáticamente hasta el sistema de control del motor para los inyectores de combustible.
¿Cómo funcionan los actuadores lineales?
Actuadores lineales hidráulicos
Los actuadores lineales hidráulicos como se usan en la aplicación industrial proporcionan fuerzas extremadamente altas. Esta es la razón por la cual se usan únicamente en tractores, excavadores, etc. Los actuadores hudraulicos proporcionan un movimiento de línea recta mediante el uso de bombas hidráulicas de alta presión que suministran fluido hudraulico de alta presión a un cilindro con un pistón que se desliza hacia adentro y hacia afuera. La presión disponible para este tipo de actuadores puede ser enorme ya que cuanto mayor es el diámetro del cilindro, mayor será la presión que se puede obtener. Usando válvulas solenoides, la presión se puede aplicar al otro lado de la cabeza del pistón para que el actuador se deslice en la dirección opuesta
Actuadores lineales neumáticos
Los actuadores neumáticos funcionan de la misma manera que funcionan los actuadores hudraulicos, ya que también requieren una bomba para construir la presión del aire y las mangueras para conectarse a cada actuador. Eva trabajan de la misma manera que empujan contra un pistón dentro del cuerpo del actuador para empujar el pistón en una dirección, y a través de una válvula de conmutación cambian el suministro de aire al otro lado de la cabeza del pistón para hacer que el eje del actuador vaya en la otra dirección.
El principal problema con los actuadores de actuadores neumáticos es que el "aire" de medio de trabajo es muy compresible y esponjoso, lo que significa que la fuerza de la cosa que los actuadores está empujando o moviendo el aire se comprime y esto toma tiempo para que ocurra el movimiento real. En otras palabras, hay un retraso y esto hace que el control posicional sea muy difícil de conseguir.
Actuadores piezoeléctricos
Piezo es un conjunto de material de tipo cerámico sólido que responde a la carga eléctrica al ampliar o contraer y crear movimientos muy pequeños. Para empezar, los movimientos típicos de un actuador piezoeléctrico están en el rango del 10% de la longitud del actuador piezos. Entonces, un actuador piezográfico de 100 mm de largo solo creará 1 mm de movimiento en general.
Sin embargo, Therr son beneficios para este movimiento. Los actuadores piezográficos son altamente controlables en términos de distancia que se mueven. Entonces, si necesita mover el Piezo 0.3433 mm de momento, puede hacerlo controlando el voltaje que se suministra a la pila de piezo. Eso también proporciona mucha fuerza pero es delicada. También son de muy alta velocidad, lo que los convierte en la opción perfecta para usarse en inyectores de combustible para automóviles, donde se utilizan para abrir y cerrar cables cientos de veces por segundo. También se pueden hacer extremadamente pequeños, lo que los hace adecuados para micro aplicaciones.
Actuadores lineales eléctricos
Como su nombre lo indica, los actuadores lineales eléctricos usan energía eléctrica para permitir los movimientos en una línea directa. Operan moviendo un pistón de un lado a otro de acuerdo con señales eléctricas y se usan principalmente para movimientos como tirar, empujar, bloquear, levantar, expulsar, sujetar o descender.
Los actuadores lineales eléctricos están disponibles en trazos distintos, que se logran aumentando o reduciendo la longitud del eje. Con varios engranajes, también se pueden alcanzar diferentes tarifas. En términos generales, cuanto mayor es la velocidad del tornillo, menos es la unidad. Un interruptor sobre el eje del actuador primario en la parte superior y el acabado inferior detiene el giro a medida que alcanza el extremo de su carrera o movimiento. Dado que la rotación alcanza su final, el interruptor corta la alimentación de su motor.
La capacidad de los actuadores lineales
Las métricas de rendimiento son salidas medibles que le permiten evaluar la calidad de un elemento específico. Los actuadores se consideran bajo muchas métricas de rendimiento. Los más comunes son el torque, la velocidad y la resistencia. Últimamente, la eficiencia energética puede considerarse significativa. Otros aspectos que podrían considerarse incluyen cantidad, masa, requisitos de trabajo, etc.
Fuerza de actuador lineal eléctrico
Hay 2 tipos de fuerzas a considerar en los actuadores eléctricos. Fuerza dinámica: esta es la cantidad de fuerza que el actuador puede empujar y tirar realmente, y luego está la fuerza estática, esta es la cantidad de fuerza que el actuador puede tener en un solo lugar.
Velocidad
La velocidad de un actuador depende de algunas cosas. En primer lugar, son directamente proporcionales al voltaje, por lo que un actuador de 24 V irá el doble de rápido que un actuador de 12V, pero también la relación de engranaje dentro del actuador dicta la velocidad y el tono del tornillo de plomo. Pero una cosa para recordar es que la velocidad y la compensación de la fuerza entre sí en actuadores lineales eléctricos. Entonces, a medida que aumenta la velocidad, la fuerza debe disminuir y Visa Versa
Rendimiento energético del actuador
Los actuadores lineales convierten el movimiento de rotación en motores eléctricos en movimientos rectos o lineales de empuje/tirón. Los actuadores lineales son los mejores para todo tipo de aplicaciones donde se necesitará levantar la fuerza pequeña a la gran fuerza.
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