Generalmente, una válvula no puede controlar un proceso por sí misma, por lo que necesitan un operador que las coloque para controlar una variable de proceso. Se requiere un dispositivo especial como un actuador para operar las válvulas de forma remota y automática para moverlas. Un actuador es un tipo de dispositivo que se utiliza para hacer que algo funcione o se mueva. Actuadores están disponibles en tres tipos que se definen por su fuente de energía y se utilizan en industrias como la eléctrica, hidráulica y neumática. Por lo tanto, este artículo analiza una descripción general de Actuador neumático – trabajo y sus aplicaciones.
¿Qué es el actuador neumático?
Una definición de actuador neumático es; un tipo de actuador que se utiliza para cambiar la energía que está en forma de aire comprimido en movimiento. Hay diferentes fabricantes que ofrecen diferentes formas de actuadores neumáticos donde algunos actuadores convierten la energía del aire comprimido en movimiento lineal y algunos actuadores cambian a movimiento giratorio. Estos actuadores tienen diferentes nombres en la industria, como cilindros de aire, actuadores de aire y cilindros neumáticos.
¿Cómo funciona un actuador neumático?
Un actuador neumático depende principalmente de alguna forma de gas presurizado como el aire comprimido que ingresa a una cámara para acumular presión. Una vez que este aire acumula suficiente presión en comparación con la presión atmosférica externa, da como resultado el movimiento cinético controlado de un dispositivo como un engranaje o un pistón. Entonces, este movimiento resultante se dirige en un movimiento circular o en línea recta. Estos actuadores son uno de los dispositivos mecánicos más utilizados en una amplia gama de industrias actuales cuando el gas comprimido se convierte en energía de forma extremadamente controlada, repetible y fiable.
Construcción y funcionamiento de actuadores neumáticos
El actuador neumático se construye utilizando diferentes componentes como un resorte, un compresor, un depósito, un diafragma y una válvula. El siguiente diagrama representa la construcción de un actuador neumático. Para impulsar este sistema, la energía del fluido se cambia a mecánica. En este sistema, el aire fresco se comprime a través del compresor y este aire simplemente se almacena dentro del depósito de almacenamiento.
Aquí, se usa una válvula de control de flujo para controlar la dirección del aire y su velocidad de flujo. La unidad de resorte en este actuador maneja el flujo de aire de un lugar a otro y también da una carrera de retorno hacia el pistón.
Al principio, la válvula de control permanecerá abierta y el diafragma se levantará a través de la acción del resorte cuando se necesite suministro de aire. Luego, el aire se extrae de la atmósfera, se filtra mediante un filtro y se entrega al compresor. Ahora, el compresor comprimirá el aire y aumentará el nivel de presión.
Aquí tenemos que notar que, cuando el nivel de presión del aire aumenta, la temperatura del aire también aumenta. Por lo tanto, los enfriadores de aire se utilizan para mantener la temperatura en un rango modesto. Después de eso, el aire presurizado simplemente se almacena dentro de un depósito de almacenamiento para que se pueda mantener el nivel de presión. Además, este aire presurizado dentro del sistema aplica energía al diafragma del actuador neumático. Una vez que la fuerza supera la fuerza del resorte debido al aire presurizado, mantiene el diafragma en la parte superior para hacer que el diafragma se mueva hacia abajo para cerrar la válvula de control.
Cuando aumenta la presión del suministro de aire, el diafragma se mueve continuamente hacia abajo y esto cierra la válvula de control totalmente en un punto particular. De manera similar, una vez que se reduce la presión del suministro de aire, la fuerza aplicada sobre el diafragma por el resorte supera la fuerza debido a la fuerza suministrada. Esto puede provocar que el movimiento del diafragma hacia arriba abra la válvula de control.
Aquí, también se observa aquí que la posición de la válvula de control depende principalmente de la presión del aire. Como resultado, la apertura y cierre de la válvula de control está relacionada con el movimiento del diafragma con la presión del aire.
Sabemos que después de un controlador, los actuadores están ahí para proporcionar una señal de control para que se lleve a cabo la acción preferida. Entonces, la presión del aire cambiará en función de la señal de control obtenida y esto cambia la posición de la válvula de control simultáneamente. De esta manera, este actuador funciona de acuerdo con la señal de control recibida y conduce el proceso.
Tipos de actuadores neumáticos
Hay diferentes tipos de actuadores neumáticos como pistones, paletas rotativas y resortes o diafragmas.
Actuador neumático de pistón
Este tipo de actuador neumático utiliza un pistón dentro de un cilindro. El movimiento del pistón se puede provocar simplemente aplicando menos o más potencia en una cara del pistón.
El actuador neumático de pistón de acción simple utiliza un resorte en una cara y cambia la fuerza a la otra cara, mientras que un actuador neumático de pistón de acción doble tiene presión de aire que se aplica a ambas caras del pistón. El movimiento lineal del pistón se puede usar directamente para la activación del movimiento lineal; de lo contrario, se puede cambiar a movimiento giratorio con un piñón y cremallera o un arreglo mecánico relacionado. Estos actuadores se reconocen simplemente con un diámetro de cilindro y una longitud de carrera. Un actuador neumático con un cilindro grande es capaz de ejercer más fuerza.
Actuador neumático de paletas rotativas
El actuador neumático tipo paleta giratoria simplemente funciona como un actuador neumático de pistón con dos cámaras presurizadas. La carcasa de este actuador tiene forma de cuña de pastel en lugar de cilindro. Una paleta que incluye un eje de salida simplemente divide las dos cámaras presurizadas. Cambiar el grado de diferencia a través de la paleta mueve el eje de salida en consecuencia a lo largo de sus 90 grados de movimiento.
Actuador neumático de resorte/diafragma
Este tipo de actuador neumático necesita aire comprimido para empujar un diafragma contra una placa que se opone a un resorte. Una vez que se reduce la presión, el resorte tirará hacia atrás del diafragma. Entonces, al cambiar la fuerza, se puede lograr la posición. Este tipo de actuador puede fallar al abrirse/cerrarse una vez que el resorte pierde la fuerza del aire que devuelve el actuador a la posición de ruptura.
Ventajas y desventajas
los ventajas del actuador neumático s incluyen lo siguiente.
- Los actuadores neumáticos brindan alta fuerza y velocidades de movimiento rápidas una vez que se utilizaron en aplicaciones basadas en control de movimiento lineal.
- Estos actuadores tienen una alta durabilidad.
- Tienen alta confiabilidad.
- Estos son los dispositivos preferidos donde la higiene es esencial en las aplicaciones.
- Económico.
- Estos son muy fáciles de mantener e instalar.
- Estos son extremadamente duraderos y pueden disminuir los costos necesarios para mantener su rendimiento.
- Estos actuadores tienen un amplio rango de temperatura que va de 0 a 200 °C.
- Estos son a prueba de explosiones e incendios.
- Los actuadores neumáticos tienen menos peso.
los desventajas de los actuadores neumaticos Incluya lo siguiente.
- La potencia o/p de este actuador es más pequeña que la del actuador hidráulico.
- Las partes internas de la máquina no están lubricadas debido a la utilización de aire como fluido.
- La precisión de salida es bastante menor en operaciones basadas en baja velocidad.
- Estos actuadores funcionan de manera muy eficiente cuando se utilizan para aplicaciones particulares.
- Estos no se realizan bien a menor velocidad.
- El aire comprimido necesita una buena preparación
- El aire puede estar contaminado por lubricación o aceite lo que reduce su mantenimiento.
Aplicaciones
los aplicaciones de actuadores neumaticos Incluya lo siguiente.
- Los actuadores neumáticos son aplicables en una amplia gama de aplicaciones como diferentes áreas industriales y algunas de las áreas de aplicación de estos actuadores son;
- Compresores de aire.
- Aviación.
- Aplicación ferroviaria.
- Maquinaria de envasado y producción.
- Motores de automóviles combustibles.
- Estos actuadores se usan comúnmente en pistones y cámaras de encendido de vehículos a gasolina. Por lo tanto, utilizan el encendido de aire y la gasolina para generar la energía presurizada que eventualmente mueve el pistón y cambia la energía al cigüeñal del automóvil. Pero, estos actuadores dependen principalmente de gas presurizado sin ignición para generar la fuerza mecánica preferida.
- Estos tipos de actuadores son necesarios para maquinaria de embalaje y producción, compresores de aire, tubos de correo y también dispositivos de transporte como aplicaciones aeronáuticas y ferroviarias.
¿Cómo se utiliza la neumática en robótica?
En general, la neumática utiliza gas presurizado para controlar los sistemas físicos. Estos son ampliamente utilizados en robots con aire comprimido para producir movimiento mecánico.
¿Qué es un brazo robótico neumático?
El brazo robótico neumático funciona como una mano humana e incluye dos brazos, a saber; la parte superior del brazo y el antebrazo. El brazo superior es permanente con soporte articulado a la base giratoria y se activa con un cilindro neumático, mientras que el antebrazo se fija al brazo superior mediante un soporte articulado. Por lo tanto, el brazo robótico funciona como una mano humana usando un cilindro neumático.
Así, esto es una visión general de un actuador neumático – trabajar con aplicaciones. Estos actuadores son fuentes de control de movimiento eficientes, altamente confiables y seguras que utilizan gas o aire presurizado para convertir la energía en movimiento lineal o giratorio. Estos son particularmente adecuados para la apertura y cierre frecuente de válvulas y también se utilizan en otras aplicaciones industriales donde la utilización de electricidad puede causar un riesgo de ignición o incendio. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuáles son los ejemplos de actuadores?
