En las máquinas eléctricas, un actuador es un componente esencial que se utiliza para mover y controlar un sistema o dispositivo. Un actuador utiliza una fuente de energía y también un dispositivo de control. Generalmente, el dispositivo de control es una válvula. Una vez que un dispositivo de control recibe una señal de control, un actuador reacciona inmediatamente simplemente cambiando la fuente de energía a un movimiento mecánico. Hay diferentes tipos de actuadores disponibles, como actuadores blandos, hidráulicos, neumáticos, eléctricos, térmicos/magnéticos y mecánicos. Entonces, este artículo analiza uno de los tipos de actuadores, a saber actuadores mecánicos – trabajar con aplicaciones.
¿Qué es un actuador mecánico?
El actuador mecánico es un dispositivo que utiliza una fuente de energía para lograr el movimiento físico. Estos actuadores son importantes y están disponibles casi en cada máquina automatizada. Las fuentes de alimentación utilizadas en estos actuadores son; corriente eléctrica, neumática e hidráulica que se operan manualmente o se encienden/apagan a través de un sistema automatizado. La función del actuador mecánico es cambiar el movimiento de rotatorio a lineal con la ayuda de engranajes a una velocidad diferente. Los actuadores mecánicos se clasifican como tornillos de avance, tornillos de bolas, piñón y cremallera, accionados por correa, etc. El diagrama del actuador mecánico se muestra a continuación.
Principio de funcionamiento del actuador mecánico
El principio de funcionamiento de un actuador mecánico es realizar el movimiento cambiando el movimiento giratorio por un movimiento lineal. Por lo tanto, la operación del actuador mecánico depende principalmente de combinaciones de componentes estructurales como rieles y engranajes, o cadenas y poleas.
Diseño de actuador mecánico
El actuador mecánico está diseñado utilizando varios componentes, pero los componentes más activos son el motor, el engranaje, el ensamblaje del tornillo y el tubo de extensión. Estos actuadores normalmente funcionan cambiando el movimiento de rotatorio a lineal.
Motor
El motor utilizado en este actuador es un motor de CC donde se produce toda la potencia del actuador.
Engranaje
Un engranaje está diseñado con plástico o acero que se utiliza para cambiar la relación entre la velocidad del mecanismo impulsor y la velocidad de las partes accionadas. El engranaje está conectado simplemente a una fuente de energía como el motor.
Tornillo
Este actuador trabaja en el tornillo. Entonces, al girar la tuerca de un actuador, el eje del tornillo se moverá dentro de una línea.
Tubo de extensión
El tubo de extensión también se llama tubo interior y generalmente está hecho de acero inoxidable o aluminio. Este tubo está conectado a la tuerca impulsora roscada y se extiende y retrae una vez que la tuerca gira a lo largo del husillo giratorio.
Una vez que se enciende el motor en el actuador, gira el engranaje. Entonces, este engranaje simplemente multiplica el par y disminuye la velocidad del motor. Los engranajes giran un tornillo y la tuerca del tornillo simplemente se conecta al tubo de extensión y se mueve hacia adentro o hacia afuera según la dirección en que se gire el tornillo.
Hay una ruptura de resorte envolvente en varios actuadores que sostendrán la carga una vez que el motor no esté funcionando. Este freno de resorte enrollado sostendrá la carga en cualquier dirección empujando o tirando sin energía. Los tornillos utilizados en diferentes actuadores son tornillos de plomo o tornillos de bolas.
Tipos de actuadores mecánicos
Hay tres tipos de actuadores mecánicos disponibles en el mercado neumáticos o de presión de aire, hidráulicos o de presión de fluido y actuadores eléctricos.
Actuadores neumáticos
Un actuador neumático utiliza gas presurizado o aire comprimido para formar un movimiento controlado. Estos actuadores son versátiles y se pueden modificar para usarlos en cualquier proyecto. La principal ventaja de este actuador es; es muy fácil de utilizar y es una alternativa segura a los actuadores hidráulicos y eléctricos, ya que no necesitan electricidad ni encendido para funcionar. El principal inconveniente de este actuador es que un compresor debe funcionar continuamente para mantener la presión de trabajo, se use o no el dispositivo.
Actuador hidráulico
Un actuador mecánico hidráulico utiliza la presión de un líquido para realizar un movimiento mecánico. Por lo tanto, estos actuadores se utilizan principalmente cuando se requiere una cantidad significativa de energía para que funcione un sistema o una máquina. Estos están comúnmente disponibles en maquinaria pesada donde la potencia hidráulica se controla simplemente a través de la cantidad de líquido dentro de un cilindro. Cuando el fluido aumenta, se crea presión y la presión disminuye a través de la disminución del fluido. Aunque estos actuadores son muy útiles una vez que se requiere energía de alta potencia, son volátiles por naturaleza y necesitan mecánicos extremadamente capacitados para operar y mantener. Para saber más sobre Actuador hidráulico .
Actuador eléctrico
Un actuador eléctrico se utiliza para cambiar la energía de eléctrica a mecánica desde una fuente de energía eléctrica. Un actuador eléctrico se utiliza para la operación de válvulas, fabricación de alimentos y bebidas, manejo de materiales y equipos de corte. En general, estos son muy fáciles de mantener en comparación con los actuadores hidráulicos y brindan un alto rango de precisión. Por favor, consulte este enlace para saber más sobre Actuador eléctrico .
Los principales inconvenientes de estos actuadores son; no son adecuados para todos los entornos y requieren control de las tendencias de sobrecalentamiento. Estos actuadores no tienen una posición confiable si hay una pérdida de energía y tienen una tasa promedio de fallas más alta en comparación con el actuador neumático.
Propiedades
Las propiedades de los actuadores neumáticos y eléctricos se enumeran a continuación.
| Propiedades | Actuador eléctrico |
Actuador neumático |
|
Tipo de actuador |
RCS2A4CA-20-6-50-T2-S | CDJ2B10-30A |
|
Volumen/dm^3 |
75.00 | 1.50 |
|
Masa/kg |
1.1 | 0.06 |
|
Carga horizontal/kg |
6 | 5.5 |
| Carga vertical/kg | 2 |
4.6 |
| Carrera de trabajo/mm | 50 |
30 |
| Precisión de posicionamiento/mm | +/- 0.02 |
+1.00 |
| Relación de densidad de potencia en Horizontal/W/dm^3 | 6.53 |
1.76 |
|
Relación de densidad de potencia en Verticall/W/dm^3 |
6.93 |
1.63 |
| Reparación | Su reparación es difícil, por lo que lleva mucho tiempo. | Su reparación es fácil, por lo que lleva menos tiempo. |
Ventajas y desventajas
Las ventajas de los actuadores mecánicos incluyen lo siguiente.
- Estos actuadores son muy fáciles de usar.
- El nivel de precisión es alto.
- Estos son rentables.
- Estos son versátiles y personalizables.
- Estos son muy seguros.
- Su rendimiento es duradero.
- Fiabilidad extendida
- Fácil configuración e instalación
- El control de movimiento es más preciso.
- Menos ruido.
- Menos mantenimiento.
- El consumo de energía es menor.
- Sin fugas y con una gama completa de tamaños, opciones y configuraciones.
los Las desventajas de los actuadores mecánicos incluyen las siguientes.
- Comparado con el neumático, el actuador eléctrico es menos rentable.
- Ambiente de trabajo severo
- Si se pierde la energía, entonces no hay una posición a prueba de fallas.
- En un actuador neumático, el compresor debe funcionar constantemente
- Los actuadores hidráulicos tienen naturaleza inestable.
- Los actuadores hidráulicos necesitan mecánicos extremadamente capacitados.
- Son muy sensibles a las vibraciones.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los actuadores mecánicos incluyen lo siguiente.
- Los actuadores mecánicos se utilizan para cambiar el movimiento giratorio al movimiento lineal.
- Estos son aplicables donde se requieren movimientos lineales como elevación, traslación y posicionamiento lineal.
- Este actuador simplemente funciona cambiando un tipo de movimiento a otro usando poleas, engranajes, cadenas, etc.
- Estos actuadores cambian la señal eléctrica i/p a una fuerza de excitación mecánica. Estos se utilizan en combinación con un radiador separado dentro de los altavoces de modo distribuido y aplicaciones de control activo para la cancelación de vibraciones y ruido.
- Estos dispositivos simplemente proporcionan movimientos limitados y controlados que funcionan de forma manual, eléctrica o con diferentes fluidos como hidráulico, aire, etc.
Por lo tanto, esta es una descripción general de una mecánica actuador - trabajando con aplicaciones. En este actuador, los mecanismos internos que se utilizan para convertir la potencia i/p en un movimiento difieren principalmente según la dirección de salida prevista y la fuente de potencia particular utilizada. La dirección del movimiento o/p es rotativa o lineal. En general, estos actuadores son muy potentes en comparación con los tipos electromagnéticos que se usan en aplicaciones de alto par. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es un actuador?
