Un actuador hidráulico es un tipo de dispositivo mecánico que se utiliza para convertir la energía en un movimiento lineal mediante el uso de sistemas hidráulicos. Generalmente, los equipos pesados dependen principalmente de diferentes actuadores hidráulicos para funcionar. Por ejemplo; una excavadora es capaz de levantar toneladas de escombros con los actuadores que se encuentran dentro de su brazo de elevación. Estos se utilizan ampliamente cuando se requieren operaciones de alta velocidad y gran fuerza, como en los sistemas de control de circuito cerrado. Los actuadores hidráulicos se clasifican en tres tipos lineales, rotativos y semirrotativos. Este artículo analiza un tipo de actuador hidráulico a saber; actuador giratorio – trabajar con aplicaciones.
¿Qué es un actuador rotativo?
Un actuador giratorio es un dispositivo eléctrico, accionado por fluido o manual que se utiliza para convertir energía eléctrica en movimiento giratorio u oscilatorio. Estos actuadores se utilizan principalmente en la operación de válvulas manuales o automáticas, donde la accesibilidad de los servicios públicos, como el aire comprimido o la energía eléctrica, juega un papel importante en la elección de un actuador.
Este tipo de actuador es diferente de un actuador lineal porque un actuador lineal usa movimiento lineal para transmitir potencia cuando se opone a la rotación; sin embargo, un actuador giratorio está conectado a dispositivos para formar actuadores lineales. Estos actuadores se utilizan en equipos hidráulicos móviles, a bordo de aeronaves y en sistemas de control de movimiento.
¿Cómo funciona un actuador rotativo?
Para un sistema de energía fluida, un actuador giratorio funciona como un dispositivo o/p que transporta un movimiento oscilante por encima de un rango limitado en una revolución completa del círculo. Entonces, un actuador giratorio derecho produce trabajo a través de la acción directa de la presión del fluido contra las paletas internas. Aquí, el trabajo se puede definir como la energía aplicada por encima de una distancia. Un actuador giratorio se usa principalmente para proporcionar un movimiento giratorio o angular simplemente permitiendo un movimiento dentro de un movimiento oscilante en un ángulo definido. Estos actuadores generan un tipo especial de trabajo de rotación conocido como par.
En el diagrama de circuito del actuador giratorio simple anterior, podemos observar que una vez que se aplica fuerza a un par, se producen pares. Cuando estos actuadores funcionan a menor velocidad a través de un alto par, entonces la salida del par se usa en lugar de la potencia para fines de identificación y clasificación. Al seleccionar un actuador rotativo, la velocidad es una consideración secundaria para una aplicación específica.
Para medir el torque, las unidades típicas son libras-pie (lb.ft). Por ejemplo, si se usa un actuador giratorio con un radio de dos pies para levantar el peso de 200 libras, entonces el par resultante requerido para lograr el trabajo será de 400 lb·ft.
Comprender la relación principal entre el sistema físico y el par de torsión necesario permitirá a los diseñadores decidir sobre el actuador rotativo adecuado para cada aplicación única.
Tipos de actuadores rotativos
Los actuadores rotativos están disponibles en diferentes tipos que se analizan a continuación.
Actuadores rotativos manuales
Los actuadores giratorios manuales suelen utilizar un tornillo sin fin para mejorar el par que un operador puede aplicar manualmente para cerrar una válvula. Estos tipos de actuadores son comunes en válvulas de bola y mariposas de cuarto de vuelta donde las capacidades de autobloqueo de varios tornillos sinfín ayudan a mantener la válvula cerrada. Estos actuadores utilizan con frecuencia volantes grandes para mejorar el par disponible de los trabajadores. A veces, estos dispositivos se denominan anulaciones manuales u operadores de engranajes en la industria de las válvulas.
Actuadores rotativos eléctricos
Los actuadores giratorios eléctricos se utilizan para impulsar los componentes en rotación a través de la energía electromagnética de un motor eléctrico . Normalmente proporcionan capacidades de indexación y control para permitir paradas en muchas posiciones con carreras. El elemento giratorio de este actuador es un eje circular o una mesa. Los ejes circulares suelen tener chaveteros, mientras que las tablas ofrecen un modelo de perno para montar componentes adicionales.
Las especificaciones de este actuador incluyen suministro de voltaje, par máximo, repetibilidad, capacidad de carga, temperatura de funcionamiento, ángulo de rotación y carrera lineal. Los actuadores rotativos eléctricos se utilizan en diferentes aplicaciones, como engranajes de conmutación de alta potencia, la industria de la energía eléctrica, la industria automotriz y aplicaciones de embalaje.
Actuadores rotativos accionados por fluido
Los actuadores rotativos accionados por fluido también se conocen como actuadores rotativos neumáticos o hidráulicos. En estos tipos de actuadores, la potencia del fluido se proporciona a los cilindros para cambiar los yugos escoceses y los conjuntos de piñón y cremallera o a los rotores para la actuación del eje recto con aire o aceite hidráulico. En general, estos tipos de actuadores se mueven entre paradas de 90° a 360° según los requisitos de rotación de un componente o válvula específicos.
Actuadores rotativos de piñón y cremallera
Estos son dispositivos mecánicos que se utilizan principalmente para controlar automáticamente amortiguadores o válvulas en aplicaciones industriales. En este actuador, el piñón y cremallera es un nombre general que se usa para un par de engranajes que cambian el movimiento de lineal a rotacional. Una barra de engranaje lineal se conoce como la cremallera que conecta los dientes en un engranaje redondo conocido como piñón. Cuando la fuerza lineal se aplica sobre la cremallera, provocará un movimiento de rotación del piñón.
Actuadores rotativos de yugo escocés
Este tipo de actuador incluye una barra deslizante conectada a una válvula en un extremo, mientras que un yugo está conectado en el otro extremo, que incluye una ranura para un bloque que simplemente se desliza hacia adelante y hacia atrás. El bloque deslizante simplemente está conectado a un pistón, como resultado, una vez que el pistón se mueve, el bloque acciona, luego el yugo gira y luego mueve la barra para abrir la válvula.
Este actuador se usa en petróleo y gas para activar válvulas para separar el flujo dentro de las tuberías, se usa en minería para activar válvulas para separar boquillas dentro de líneas de lavado de rocas y agua y aguas residuales para activar válvulas para separar líneas de alimentación, tanques y filtros.
Actuadores helicoidales
El actuador giratorio helicoidal utiliza un conjunto de engranajes helicoidales y un cilindro para convertir una i/p lineal en una salida giratoria oscilatoria. El cilindro de este actuador contendrá tres pasadores giratorios y tres ranuras helicoidales que están maquinadas dentro del tubo exterior. Por lo tanto, este tubo también incluye tres llaves en su parte menor para evitar que se mueva demasiado a través de las ranuras dentro del cilindro central. Una vez que el cilindro está en movimiento, la fuerza del aire empuja hacia abajo el cilindro más externo para abrir la válvula y apretar un resorte en el exterior del tubo más externo. Cuando se libera la fuerza del aire, el resorte empuja la válvula para que se cierre nuevamente.
Actuadores electrohidráulicos
Los actuadores electrohidráulicos utilizan fluido hidráulico a presión para operar una válvula, pero su principal fuente de energía es exclusivamente eléctrica. La energía eléctrica suministrada se utiliza para activar un motor eléctrico para controlar una bomba hidráulica, después de lo cual suministra el fluido presurizado para operar un actuador hidráulico para controlar la válvula. Todo el sistema es autónomo, lo que elimina el requisito de una unidad de potencia hidráulica separada para simplificar la construcción del sistema y mejorar la confiabilidad y la seguridad.
Este actuador utiliza válvulas rotativas o lineales según los requisitos de la aplicación. Estos actuadores son perfectos para operar válvulas que requieren grandes empujes o pares donde se necesitan altas velocidades de operación o sistemas a prueba de fallas.
Actuadores rotativos de paletas
Los actuadores de paletas neumáticas e hidráulicas simplemente usan un mínimo de una o dos paletas que están conectadas a un cubo en una cámara circular o en forma de cuña, siempre que la paleta pueda girar entre 90 y 280 grados. En estos actuadores, el cubo simplemente gira entre paradas utilizando aceite o fuerza de aire para generar movimiento en el vástago de salida. Un actuador de paleta doble incluye dos paletas opuestas que proporcionan más par, pero la rotación es muy limitada en comparación con un actuador de paleta única dentro de una cámara circular completa.
La paleta en este actuador gira al presurizarse y continúa girando hasta que alcanza el final de la carrera. Una vez que se aplica presión de aire en otro extremo de la paleta, puede hacer que el eje gire en la dirección inversa.
Estos actuadores se usan donde el espacio es restringido debido a su tamaño sólido; se utiliza con frecuencia para transferir, sujetar o colocar cargas ligeras en aplicaciones de velocidad media.
Ventajas y desventajas
los ventajas de un actuador rotativo r incluir lo siguiente.
- Estos son duraderos y proporcionan un par de torsión relativamente alto para el tamaño.
- Reduce los problemas de mantenimiento.
- Estos actuadores giran, por lo que pueden mover fácilmente diferentes cosas en cualquier ángulo requerido
- Este actuador es muy estable una vez operado e incluso a velocidades menores.
- Proporciona una operación de aceleración y desaceleración muy suave.
- Actuador giratorio con motor paso a paso, ajuste de velocidad y posición se puede realizar de forma sencilla.
los desventajas de los actuadores rotativos Incluya lo siguiente.
- Un actuador de paletas tiene un par y una rotación limitados en comparación con los actuadores de piñón y cremallera, normalmente hasta 280° más alto para un modelo de una sola paleta. Por lo tanto, estos son aplicables en cargas ligeras dentro de aplicaciones de velocidad media.
- Estos actuadores solo pueden acomodar cargas ligeras porque el eje utiliza cojinetes pequeños tipo buje.
- Mínima capacidad de choque.
- Las paradas externas normalmente son necesarias para aplicaciones basadas en velocidades más altas.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los actuadores rotativos incluyen lo siguiente.
- Estos se utilizan en varios sistemas de control de movimiento y también para operar abrazaderas o manipuladores de recogida y colocación.
- Los actuadores giratorios se utilizan con frecuencia en la industria aeroespacial para convertir movimientos giratorios de alta velocidad y bajo par, etc.
- Otros actuadores rotativos especializados también están diseñados para usarse bajo el agua.
Estos se utilizan en aplicaciones agrícolas para brazos giratorios, plumas u otros dispositivos en un determinado - rango.
- Los actuadores rotativos hidráulicos normalmente se usan en aplicaciones donde se requieren pares altos.
- Estos se utilizan en industrias para posicionamiento, transferencia y sujeción de piezas.
- Este es un cilindro neumático utilizado para dar un movimiento angular o giratorio simplemente permitiendo un golpe dentro de un movimiento oscilante con un ángulo definido.
- Estos se utilizan en aplicaciones industriales, marinas, manejo de materiales, robótica, procesamiento de metales, etc.
Por lo tanto, todo esto se trata una descripción general del actuador rotativo – tipos con aplicaciones. La selección de este actuador depende principalmente del par, la rotación, el tamaño del paquete, el método de alimentación, la aplicación, las características mecánicas del objeto que gira, la existencia de atmósferas inestables, etc. Estos actuadores se utilizan con mayor frecuencia en la industria del gas y industrias petroleras. Aquí hay una pregunta para usted, ¿qué es un actuador?
