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¿Qué son los Interferómetros Láser?

El interferómetro láser es una herramienta invaluable para medir distancias y formas con una precisión extrema utilizando la interferencia de la luz.

En su funcionamiento, la luz láser generada por la fuente de luz interna se divide en dos haces mediante un espejo especial llamado divisor de haz. Un haz se proyecta directamente sobre la superficie de la muestra, mientras que el otro haz se refleja en el divisor de haces.

Este proceso crea una diferencia en la longitud del recorrido óptico entre los dos haces láser. Cuando ambos haces se superponen, el patrón de interferencia resultante cambia según la fase de las ondas. Dado que el patrón de interferencia es sensible a las irregularidades presentes en la superficie de la muestra, se puede analizar la forma de dicha superficie a partir de este patrón.

Debido a su capacidad para medir con una precisión exquisita y sin necesidad de contacto físico con la muestra, los interferómetros láser se utilizan ampliamente en diversas industrias y en investigaciones científicas.

Usos de los Interferómetros Láser

Los interferómetros láser son ampliamente utilizados para analizar la topografía superficial de muestras sólidas con alta precisión. Pueden emplearse en diversas aplicaciones, incluyendo el análisis de superficies de lentes, como las de cámaras y lentes de contacto, así como para el perfilado de superficies de discos DVD y vidrio.

La capacidad de medir superficies planas, esféricas y hemisféricas, independientemente de la forma de la muestra, permite utilizarlo en una amplia gama de campos de aplicación. En cambio, no suele utilizarse para medir muestras líquidas o muestras sin pulir, ya que los resultados de la medición se ven fácilmente afectados por las vibraciones externas, las fluctuaciones y la rugosidad de la superficie de la muestra.

Principio de los Interferómetros Láser

El principio del interferómetro láser se basa en el principio de interferencia. Los interferómetros láser, la luz emitida por una única fuente láser se divide en dos trayectorias ópticas. Uno de estos caminos ópticos divididos se denomina “camino de referencia” y el otro “camino de medición”.

Cuando las dos trayectorias de luz, referencia y medición, se vuelven a fusionar, ocurre una interferencia de luz. El cambio de brillo resultante debido a la interferencia permite medir cambios minúsculos en la longitud y la forma del camino óptico.

La interferencia de luz se produce debido a la diferencia de fase entre las ondas. Cuando la diferencia de fase es cero, la interferencia es perfecta y la luminosidad es máxima. Por otro lado, cuando la diferencia de fase es de media longitud de onda (180°), la interferencia se cancela y la luminosidad se reduce al mínimo.

Un cambio en la longitud de uno de los caminos ópticos de medición provoca una diferencia de fase con el camino óptico de referencia y, mediante la detección de esta diferencia de fase, la forma y el movimiento del objeto de medición pueden medirse con un alto grado de precisión.

Características de los Interferómetros Láser

1. Diferencias entre dos Trayectorias Luminosas Separadas

Los interferómetros láser analizan la superficie de una muestra a partir del patrón de interferencia creado cuando la luz dividida en dos partes se superpone en el dispositivo, tal y como se ha descrito anteriormente. Como la luz es un tipo de onda, cuando dos ondas luminosas se superponen en picos y valles, las ondas se hacen más fuertes, mientras que cuando una onda se superpone en picos y la otra en valles, las ondas se anulan.

Este desplazamiento entre las dos ondas de luz se denomina diferencia de fase, y cuando la diferencia de fase es igual a un múltiplo de la longitud de onda de la luz, la onda superpuesta se hace más fuerte. Por el contrario, cuando la diferencia de fase es igual a un múltiplo de la mitad de la longitud de onda de la luz, las ondas se anulan.

2. Cambios de Espesor Mínimos, Inferiores a 1 µm

Dado que la longitud de onda de la fuente de luz utilizada en los interferómetros láser es de unos 630 nanómetros, incluso pequeños cambios en el camino óptico de unos pocos cientos de nanómetros pueden alterar el patrón de interferencia. Por lo tanto, los interferómetros láser pueden detectar incluso cambios diminutos en el grosor de la superficie de menos de un micrómetro.

3. Protección Contra las Vibraciones es Esencial

Una de las principales características de los interferómetros láser es la posibilidad de realizar mediciones superficiales no destructivas, ya que es poco probable que la muestra sea degenerada por el rayo láser. Hay que tener en cuenta que el interferómetro láser también es susceptible a las ligeras vibraciones de la mesa del laboratorio, por lo que el equipo debe instalarse sobre una mesa antivibratoria que lo proteja de vibraciones y golpes.

¿Qué es un Seguidor de Rodillos?

Un seguidor de rodillos es un rodamiento compacto y rígido con un rodamiento de agujas interno.

Son adecuados como rodillos guía en mecanismos de levas y movimientos lineales.

Al carecer de eje, pueden diseñarse de forma compacta.

Rodamientos con movimiento de rodadura del anillo exterior sobre una pista, por ejemplo, para rodillos excéntricos, rodillos guía, rodillos balancín, rodillos de leva y rodillos de presión.

Por ello, el anillo exterior es lo suficientemente grueso como para soportar cargas elevadas y cargas de impacto.

Aplicaciones de los Seguidores de Rodillos

Además de los seguidores de leva, los seguidores de rodillos también están compuestos por un anillo exterior con paredes gruesas, un anillo interior y una aguja, lo que los hace adecuados no solo para aplicaciones con cargas, sino también para situaciones que requieren altas velocidades.

Los pasadores que aseguran los seguidores de rodillos pueden ser especificados en longitud, lo que permite su uso sin tener que preocuparse por el grosor de la placa de acoplamiento.

En términos generales, los seguidores de rodillos pueden clasificarse en dos tipos: los separables, en los que los anillos interior y exterior se pueden separar, y los no separables, en los que una placa lateral (junta) está fijada al anillo interior.

Los seguidores de rodillos pueden utilizarse como rodillos transportadores para recibir palets o placas de acero, o a ambos lados de un transportador de tablillas.

Principio de los Seguidores de Rodillos

Los seguidores de rodillos, también conocidos como rodillos de apoyo, pueden tener anillos exteriores esféricos o cilíndricos, utilizados como superficie de rodadura en su diámetro exterior.

Los anillos exteriores esféricos se emplean para reducir las cargas en los bordes de las superficies de contacto de la vía y el rodillo-guía. Por otro lado, los anillos exteriores cilíndricos tienen una mayor capacidad de carga sobre la vía en comparación con los esféricos.

Debido a su mayor capacidad de carga, los seguidores de rodillos son idóneos para aplicaciones con cargas elevadas y de impacto.

Para mejorar el rendimiento de sellado y prevenir la separación de las placas laterales, se montan placas de acero a presión en el anillo exterior del seguidor de rodillos, formando un laberinto entre el anillo interior y las placas laterales en ambos lados del anillo interior.

Es importante que el anillo interior y las placas laterales se ajusten en dirección axial para eliminar cualquier espacio entre ellos.

El anillo exterior del seguidor de rodillos se guía en dirección axial mediante el collarín del anillo exterior y las caras frontales de los rodillos cilíndricos. En función de las condiciones de funcionamiento, el anillo exterior con la pestaña del anillo exterior también proporciona mayor resistencia a las cargas axiales y de momento, lo que resulta en una rotación más suave.

El mayor volumen de grasa proporciona una mejor lubricación y, en consecuencia, aumenta la vida útil del seguidor de rodillos.

¿Qué es un Separadores?

Los separadores son componentes que separan los electrodos positivo (ánodo) y negativo (cátodo) de las pilas secundarias (por ejemplo, pilas de níquel-hidruro metálico, pilas de iones de litio, pilas de combustible, etc.), evitando el contacto eléctrico entre los electrodos positivo y negativo y garantizando la conductividad iónica.

Las especificaciones difieren en función de la batería utilizada, como las baterías de hidruro de níquel-metal, las baterías de iones de litio y las pilas de combustible, pero el denominador común es que se trata de un componente que facilita la reacción electroquímica básica entre los electrodos positivo y negativo.

Por ejemplo, en una batería de iones de litio, la carga y descarga se realiza mediante electrones de iones de litio (Li+) que entran y salen entre los electrodos positivo (ánodo) y negativo (cátodo).

Esto se consigue haciendo agujeros en el separador lo suficientemente pequeños para que pasen los iones de litio.

Usos de los Separadores

En esta sección se describen ejemplos de separadores utilizados en las baterías de iones de litio. Con la expansión de las tabletas y los vehículos eléctricos, las baterías de iones de litio deben tener mayor capacidad y densidad energética.

En este contexto, los separadores se utilizan para aislar los electrodos positivo (ánodo) y negativo (cátodo), evitar la generación anormal de calor debido a cortocircuitos y cargar y descargar basándose en una conducción iónica adecuada entre los electrodos positivo (ánodo) y negativo (cátodo).

• A continuación se muestran ejemplos de Separadores utilizados en baterías de iones de litio.
• Separadores para baterías de iones de litio laminadas de automoción
  Separadores para baterías de iones de litio rectangulares de automoción
• Separadores para baterías laminadas de iones de litio para smartphones

Principio de los Separadores

A continuación se explica el principio de los separadores utilizados en las baterías de iones de litio, utilizando como ejemplo el separador utilizado en las baterías de iones de litio.

Las baterías de iones de litio se cargan y descargan mediante la conducción de iones de litio entre los electrodos positivo y negativo, y se inyecta electrolito para conducir estos iones. En este punto, si los electrones se conducen a través del electrolito, la electricidad no puede transmitirse al circuito externo. Se colocan separadores entre los electrodos positivo y negativo para permitir que sólo pasen los iones de litio y evitar cortocircuitos internos causados por el contacto entre los electrodos positivo y negativo.

Por lo tanto, la conductividad iónica y el aislamiento eléctrico son esenciales para los Separadores, y también se requieren materiales resistentes desde el punto de vista eléctrico, químico y mecánico para un funcionamiento estable de la batería. Por este motivo, los materiales y las formas de los separadores se modifican de diversas formas en función de la aplicación para aumentar la eficacia de la reacción electroquímica de los iones de litio desde el electrodo positivo (ánodo) al negativo (cátodo).

A continuación se describen ejemplos de innovaciones tecnológicas en Separadores.

Revestimientos de fluoropolímero

Objetivo: mejorar la adherencia en la fabricación de células laminadas.
Resumen: El uso de revestimientos de fluoropolímero permite una gran adherencia entre electrodos (positivos y negativos) y Separadores, y está atrayendo la atención como tecnología que puede evitar la deformación de las células, mejorar el índice C y desarrollar estructuras que conduzcan a una mayor capacidad.

¿Qué es un Horno Rotatorio?

Un horno rotatorio es un tipo de horno en el cual los materiales se introducen mientras el horno gira, y luego son cocidos a alta temperatura mediante calor.

La palabra “horno” proviene del término latino “kiln”, que significa “cocina”. En inglés, se utiliza para referirse a un horno de cocción. Por lo tanto, un horno rotatorio se denomina también horno de cocción rotatorio. La principal ventaja de este tipo de horno es que permite alimentar y procesar las materias primas de manera simultánea y continua.

Usos de los Hornos Rotatorios

Los hornos rotatorios son grandes unidades de procesamiento para aplicaciones industriales y de tratamiento de residuos. Los usos específicos incluyen:

• Producción de cemento, cal viva, áridos ligeros, etc.
• Calcinación de carbón activado
• Pretratamiento de minerales y minas urbanas
• Proceso en la fabricación de baterías y condensadores de iones de litio
• Incineración de residuos generales e industriales
• Hornos de combustión para la generación de energía a partir de biomasa

También se utilizan para la incineración de residuos. La mayoría de los hornos para el tratamiento de residuos domésticos y de otro tipo son hornos de fogones, pero a veces se utilizan hornos rotatorios. También se utilizan para el tratamiento de residuos industriales, y tratan lodos, aceites usados, plásticos usados, etc.

Los hornos rotatorios se utilizan a veces para la generación de energía a partir de biomasa utilizando como combustible madera y residuos textiles.

Principio de los Hornos Rotatorios

Un horno rotatorios consta de un tambor rotatorio, unidades de soporte y accionamiento y un quemador.

1. Tambor Rotativo

El tambor rotativo es la parte del horno que gira mientras transporta el material a procesar. La superficie interior está recubierta de ladrillos u otros materiales refractarios, y el interior del horno puede alcanzar temperaturas superiores a 1.000°C durante el proceso. La superficie exterior se rocía con agua para controlar la temperatura del horno, etc. Cuando se observa el exterior durante el funcionamiento, se ve ascender vapor de agua.

2. Unidades de Soporte y Accionamiento

La unidad de soporte y accionamiento soporta y hace girar el horno rotatorios. El tambor giratorio de un horno rotatorios se compone de acero y ladrillos y puede pesar varios cientos de toneladas o más. Por lo tanto, las estructuras y equipos de soporte son importantes. A menudo se utilizan neumáticos como dispositivos de apoyo. Los neumáticos soportan el tambor giratorio mientras éste es accionado para girar, por ejemplo, por un motor con un engranaje reductor.

3. Quemador

El quemador es un dispositivo de inyección de combustible utilizado para calentar el interior del tambor giratorio. Como combustible se utiliza gas ciudad, GNL o petróleo pesado. En el caso de los hornos de cemento, la materia prima es la cal, que es compatible con el petróleo pesado y otros combustibles con alto contenido en azufre. Un ventilador situado en el exterior mantiene la relación aire-combustible en el valor correcto.

Más Información sobre Hornos Rotatorios

1. Hornos Rotatorios para el Tratamiento de Residuos

Los hornos rotatorios también se utilizan ampliamente como incineradores para residuos industriales y residuos generales. Su capacidad para manejar residuos con diversas propiedades, así como su flexibilidad para ajustar el tiempo de combustión y realizar mezclas y agitaciones durante el proceso de combustión, los hace ideales para esta aplicación.

En comparación con los hornos rotatorios utilizados en la producción de cemento, los hornos rotatorios para incineración de residuos suelen ser de menor escala. La razón detrás de esto es que, a diferencia de la producción de cemento, donde la composición de los ingredientes de entrada puede controlarse de manera más constante, la composición de los residuos no es uniforme. Por lo tanto, se requiere un pretratamiento de los residuos antes de la incineración para ajustar su composición, incluyendo las calorías de combustión y el porcentaje de sustancias retardantes. Esto facilita el control de la temperatura del horno y la calidad del polvo resultante después de la alimentación.

Las incineradoras de residuos suelen funcionar entre 2 y 6 semanas y se realiza un mantenimiento de parada. La razón por la que las incineradoras de residuos son menos medianas que las de cemento es que en cada mantenimiento se clasifican los residuos por composición y se ajusta la composición de las cenizas para obtener beneficios en la venta. Las empresas de gestión de residuos no se limitan a incinerar los residuos, sino que también tienen en cuenta la valorización de los subproductos en sus operaciones.

2. Refinado de Metales en Hornos Rotatorios

Los hornos rotatorios pueden utilizarse para extraer metales puros a partir de sulfuros y óxidos metálicos. Se utilizan para la reducción de compuestos metálicos y para el pretratamiento de materias primas que se refinarán en un horno de fusión. Se utilizan no sólo en la fabricación de hierro, sino también en industrias relacionadas con los metales, como el refinado de cobre y la recuperación de mercurio.

3. Ventajas de los Hornos Rotatorios

Las ventajas de los hornos rotatorios incluyen una mejor calidad, tiempos de proceso más cortos y un control fiable de la temperatura. El secado y la cocción se realizan por circulación con retención y descarga controladas en un movimiento rotatorio, lo que conduce a una mejora de la calidad al eliminar las irregularidades.

Además, la serie de procesos, desde el secado hasta la cocción, puede realizarse sucesivamente, lo que permite acortar el tiempo necesario. El control fiable de la temperatura también estabiliza el proceso continuo.

¿Qué es una Bomba Rotativa?

Las bombas rotativas son dispositivos que pueden alcanzar fácilmente condiciones de vacío, llegando aproximadamente a un vacío medio de 10^-1 Pa. Oficialmente, se les conoce como bombas de vacío rotativas selladas con aceite y poseen las siguientes características principales:

• Relativamente económicas (aproximadamente entre 700 a 2000 dólares, considerando una tasa de cambio de 1 dólar = 140 yenes).
• Compactas y fáciles de instalar.
• Construcción sencilla, lo que las hace fáciles de usar y mantener.
• Alto rendimiento de escape y velocidad de escape.
• Rendimiento general estable.

Debido a su asequibilidad y facilidad de manejo, estas bombas se utilizan ampliamente en diversas aplicaciones, incluyendo equipos de investigación científica y sistemas industriales.

Recientemente, el desarrollo de bombas rotativas de alta velocidad conectadas a motores, así como su miniaturización, ha ampliado aún más sus posibilidades de uso. No obstante, las bombas rotativas convencionales de baja velocidad, aplicadas mediante correa, también se utilizan en situaciones en las que se requiere aspirar vapores químicos, como en experimentos químicos.

Usos de las Bombas Rotativas

Las bombas rotativas son ampliamente utilizadas en situaciones que requieren vacío, pero no hasta un vacío elevado, debido a su sencillez de manejo, facilidad de instalación y uso. Específicamente, son muy comunes en laboratorios científicos que necesitan crear vacío en sus equipos.

También suelen utilizarse para la despresurización de la etapa inicial (desbaste) cuando se alcanza un vacío ultraalto, o como bombas de contrapresión para mantener la contrapresión de todo el sistema. En este uso, la gran velocidad de bombeo resulta útil. La compacidad y el rendimiento constante de las bombas rotativas son la base de su facilidad de uso y se adaptan a una gran variedad de aplicaciones.

Principio de las Bombas Rotativas

El principio de las bombas rotativas difiere según el tipo.

1. Bombas de Vacío Rotativas de Aceite de Paletas Rotativas

El cilindro está dividido en tres espacios por dos paletas unidas a un rotor construido en el interior del cilindro. El gas de las pequeñas cámaras divididas por las paletas se descarga al girar el rotor, reduciendo así la presión.

2. Bombas de Vacío Rotativas de Aceite de Levas

Una parte del rotor excéntrico instalado en el centro del estator cilíndrico gira en contacto con el estator. El gas en el espacio entre el estator y el rotor se descarga, lo que resulta en una reducción de la presión.

3. Bombas de Vacío Rotativas de Aceite de Pistón Oscilante

La rotación del rotor excéntrico hace que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo. El pistón comprime y descarga la presión esperada en el interior del cilindro, dando lugar a una reducción de la presión.

Todos estos tipos de bombas rotativas utilizan aceite para lubricar y refrigerar los cojinetes y para hacer hermético el interior de la bomba. Por eso se denominan bombas de vacío rotativas herméticas al aceite.

¿Cómo Elegir una Bomba Rotativas?

Al seleccionar una bomba rotativas, deben comprobarse los tres puntos siguientes:

1. Grado de Vacío que se Desea Alcanzar

El factor más importante a la hora de seleccionar una bomba rotativa es si el vacío que se desea alcanzar se ajusta a las prestaciones del modelo. Entre las bombas rotativas, los modelos de dos etapas pueden alcanzar un alto grado de vacío.

2. Alimentación Eléctrica

Los modelos alimentados por batería son convenientes para facilitar su uso en exteriores. Por ejemplo, al aspirar refrigerante durante la instalación de aire acondicionado.

Para uso estacionario, se utiliza el tipo de fuente de alimentación. La mayoría de las unidades utilizan CA monofásica de 100 V, pero algunos modelos industriales utilizan CA trifásica.

3. Función de Prevención de Reflujo de Aceite

Cuando se detiene el funcionamiento durante el trabajo, como cuando se produce un corte de corriente durante la aspiración, el aceite es aspirado desde la bomba rotativas hacia el lado de vacío y fluye. Lo mismo puede ocurrir si la descarga de descompresión es insuficiente durante la operación de parada, por lo que la disponibilidad de un mecanismo de prevención de reflujo para evitarlo es también un punto de selección importante.

Más Información sobre Bombas Rotativas

1. Generación de Neblina de Aceite y sus Efectos

Como las bombas rotativas utilizan aceite, la neblina de aceite saldrá inevitablemente por el lado de escape. Una cantidad muy pequeña de aceite también sale despedida hacia el lado de vacío en forma de neblina. Si la neblina de aceite en el vacío no es deseable, considere una bomba sin aceite en lugar de una bomba rotativa de aceite.

Al evacuar gases combustibles y afluentes (oxígeno), la neblina de aceite puede explotar en el lado de escape en un fenómeno similar a una explosión de polvo. Al evacuar tales gases, es aconsejable utilizar como aceite inerte (por ejemplo, aceite de hidrocarburos halogenados).

2. Efectos del Funcionamiento del Gas Lastre

Durante la despresurización, se acumulan en el aceite pequeñas cantidades de condensado (por ejemplo, agua y disolventes orgánicos) contenido en los gases aspirados. Si no se tratan, el aceite no rendirá como debería, por lo que se recurre a una operación denominada lastre de gas para eliminarlas.

Cuando la bomba rotativas está lo suficientemente caliente, puede abrirse una válvula llamada válvula de lastre de gas para volatilizar y liberar el condensado.

3. Necesidad de Cambiar el Aceite

El aceite se deteriora gradualmente y debe cambiarse con regularidad. Por lo general, se cambia cada seis meses o un año.

¿Qué son las Válvulas Rotativas?

Son válvulas que controlan la cantidad de fluido o polvo que se extrae mediante rotación.

Las válvulas rotativas se utilizan a menudo para controlar la cantidad de polvo extraído. El transporte neumático se utiliza principalmente para transportar el polvo, pero es necesario suministrar una cantidad fija para evitar atascos. Sin embargo, a diferencia de los líquidos y los gases, la cantidad de polvo cortada no puede controlarse mediante la apertura de la válvula, por lo que la cantidad cortada se controla mediante válvulas rotativas.

Son muy utilizadas en la industria del polvo, pero su desventaja es que son pesadas y grandes debido a la necesidad de rotación continua.

Usos de las Válvulas Rotativas

Se utilizan en equipos industriales. Su finalidad principal es controlar la cantidad de polvo que se corta. Algunas aplicaciones específicas son:

• Ajuste del combustible en centrales eléctricas de carbón.
• Para el corte de cenizas de humo en calderas
• Para el corte de ingredientes alimentarios en plantas alimentarias
• Para el recorte de productos químicos en polvo en plantas farmacéuticas
• Para la alimentación de materias primas en plantas cementeras

Se utilizan para la alimentación dosificada de materiales en polvo. Se instalan en la parte inferior de las tolvas de las unidades de transporte neumático y antes de la alimentación a los agitadores. Especialmente en los molinos, la velocidad de alimentación debe controlarse mediante una válvula rotativa, ya que el molino se atascará si entra una gran cantidad de polvo en el alimentador.

Principios de las Válvulas Rotativas

Tienen una estructura diferente a la de las válvulas ordinarias. En su interior hay un rotor con paletas, llamado rotor, que está dividido entre las paletas. A medida que el rotor gira, descarga continuamente el polvo que se ha acumulado en las zonas particionadas. La cantidad de corte puede controlarse mediante el tamaño de la válvula, el número de palas del rotor y el número de rotaciones.

Cuando el rotor y la carcasa entran en contacto dentro de la máquina, se raspan entre sí y se mezclan con el material. Esto se denomina contaminación. Se trata de un problema importante en la industria alimentaria, por lo que se toman medidas, como el uso de cuchillas de gran despeje. También es posible contrarrestar este problema instalando imanes debajo de las válvulas rotativas.

Las válvulas rotativas requieren una fuente de accionamiento. La mayoría de ellas utilizan motores. Por ello, el volumen de desconexión puede ajustarse mediante dispositivos de frecuencia variable, como inversores.

Más Información sobre Válvulas Rotativas

1. Válvulas Rotativas Bloqueadas

Debido a que las válvulas rotativas manipulan objetos de naturaleza pulverulenta, pueden producirse atascos. Por ello, en muchos casos es imprescindible tomar medidas contra los atascos. Los atascos se producen con frecuencia cuando el polvo es pegajoso. También pueden producirse atascos si el polvo absorbe humedad durante el proceso de manipulación o si se introducen de una sola vez grumos pegados al lado primario.

Las contramedidas eficaces incluyen el uso de materias primas de baja viscosidad y el secado en el proceso de pretratamiento. También se pueden tomar medidas para evitar que el polvo se adhiera al lado primario de las válvulas rotativas instalando un motor vibratorio, conocido como vibrador. Si la materia prima absorbe humedad, también se pueden tomar medidas, como instalar tuberías de tress para mantener el polvo caliente.

En algunos casos, el material puede adherirse gradualmente al tabique entre las palas de la válvulas rotativas. Algunos modelos de válvulas rotativas están equipados con cuchillas rascadoras, llamadas rascadores. Se pueden emplear para raspar el polvo y evitar que permanezca en el tabique.

2. Mantenimiento de las Válvulas Rotativas

Los siguientes son los puntos de mantenimiento comunes para las válvulas rotativas:

• Sustitución de las empaquetaduras en la superficie de la brida que sellan el polvo
• Sustitución de la empaquetadura en el cierre del eje
• Sustitución de los cojinetes del motor y del rotor
• Sustitución de la cadena de transmisión
• Mantenimiento del motor de accionamiento

En los modelos con rascador incorporado, mantenimiento del eje del rascador y sustitución de los engranajes.

En caso de revisión, también se realizan los siguientes diagnósticos de deterioro

• Medición del ajuste del eje
• Medición de la excentricidad del eje
• Medición del estado de desgaste de la empaquetadura del prensaestopas

Dado que el hueco entre el rotor y la carcasa tiene unas dimensiones diseñadas por el fabricante, es importante comprobar las dimensiones desde la carcasa hasta el extremo del eje antes del desmontaje. Si es incorrecta, el contacto entre la carcasa y el rotor y el rascador puede provocar contaminación.

¿Qué son los Solenoides Rotativos?

Un solenoide es un dispositivo que consiste en una bobina de alambre eléctrico densamente enrollado. En la actualidad, suele referirse a un mecanismo en el cual un núcleo metálico móvil se coloca dentro de la bobina y, al aplicar una corriente eléctrica, el núcleo se desplaza.

Los solenoides rotativos están diseñados específicamente para hacer girar el núcleo metálico. A diferencia de los motores convencionales, estos solenoides proporcionan un movimiento rotatorio alternativo dentro de un rango angular determinado, en lugar de un movimiento rotatorio continuo.

Estos dispositivos se caracterizan por tener una baja holgura y otros desajustes, lo que resulta en bajos errores en su tiempo de funcionamiento. Debido a estas características, se utilizan en diversas aplicaciones, como persianas de alta velocidad para el bloqueo de la luz, sistemas de clasificación en líneas de producción y otras aplicaciones industriales.

Aplicaciones de Solenoides Rotativos

Los solenoides rotativos son elementos eléctricos que emplean la fuerza electromagnética para lograr un movimiento rotatorio alternativo. 

Tienen una pequeña holgura y otras desviaciones posicionales, y pueden lograr un movimiento rotatorio alternativo preciso entre dos posiciones.

El error de tiempo al inicio y al final del movimiento también es pequeño, lo que permite un control preciso del tiempo de accionamiento.

Estas características se utilizan ampliamente en mecanismos de accionamiento como obturadores de alta velocidad para el bloqueo de la luz en instrumentos de medición científicos, sistemas de clasificación de productos en líneas de producción, estampación repetitiva en lugares específicos, etc.

Principio de los Solenoides Rotativos

Un solenoide originalmente se refiere a una bobina de alambre eléctrico densamente enrollado, pero en la actualidad se utiliza generalmente para describir un mecanismo en el cual un núcleo metálico móvil se coloca dentro de la bobina y, al aplicar una corriente eléctrica, el núcleo se mueve.

Los solenoides rotativos están diseñados para hacer girar ese núcleo metálico y, a diferencia de los motores convencionales, proporcionan un movimiento rotatorio alternativo dentro de un rango angular específico, en lugar de un movimiento rotatorio continuo.

Un solenoide giratorio funciona colocando un conjunto de polos magnéticos (N y S) en la posición correcta y utilizando las fuerzas electromagnéticas generadas entre estos polos y la bobina por la que circula la corriente.

Por lo tanto, no se necesita ningún mecanismo de accionamiento especial y se puede conseguir un funcionamiento preciso con una estructura relativamente sencilla.

El ángulo de giro puede ajustarse libremente mediante la disposición relativa del solenoide y los polos, y el par mediante la fuerza relativa de ambos.

Como apenas hay contacto mecánico en la sección de accionamiento, aparte de los cojinetes, no sólo los desajustes y los errores en el tiempo de funcionamiento son pequeños, sino que además no presentan fallos, no requieren mantenimiento y tienen una larga vida útil.

¿Qué es una Mano Robótica?

Una mano robótica es un componente que se encuentra en el extremo de un robot industrial y tiene la función de agarrar y sujetar objetos para su transporte o manipulación. La forma de la mano robótica puede variar dependiendo del objeto que se debe sujetar, y esta mano es diseñada de manera que pueda ser intercambiada o reemplazada según las necesidades del robot.

Es fundamental que la forma de las manos robóticas se adapte adecuadamente al objeto a transportar, pero también es crucial que se garantice la seguridad en su diseño. Dado que los robots son dispositivos no tripulados, no detendrán su movimiento si una persona entra en contacto con ellos. Por esta razón, es importante evitar cualquier característica afilada o riesgosa en la mano robótica que pueda causar lesiones a las personas.

Usos de las Manos Robóticas

Las manos robóticas tienen una gran variedad de formas para adaptarse al objeto a transportar.

Cuando se transporta cartón ondulado, la mano robótica tiene la forma de una combinación de dos tablas, que se sujetan juntas por ambos lados para levantar el cartón ondulado. Para evitar que se caiga, la parte inferior de las tablas se dobla ligeramente hacia dentro.

Para los objetos a transportar, como latas de un litro y cubos, se utilizan ventosas. La ventosa se coloca en la superficie superior del contenedor y se crea un vacío para levantarlo mediante succión. El vacío puede crearse no sólo mediante bombas, sino también mediante eyectores.

Principio de las Manos Robóticas

El principio de funcionamiento de la ventosa es esencial para su efectividad en diversas aplicaciones. Existen varios tipos de ventosas, como las redondas, planas, de fuelle y elípticas, que se utilizan según las necesidades específicas. La clave para un buen rendimiento es asegurar un contacto firme entre la ventosa y la superficie de succión.

La ventosa cuenta con una abertura de succión en la parte superior, donde se aplica la succión para reducir la presión entre la ventosa y la superficie de contacto. Para generar el vacío necesario, se puede utilizar una bomba de vacío o un eyector que funcione con aire comprimido. Cuando se crea el vacío, las superficies de contacto dejan de estar separadas y se completa la aspiración. La liberación de la descompresión permite soltar las superficies de contacto.

Además del agarre, las manos robóticas se han integrado recientemente en otras aplicaciones. Se trata del reconocimiento de imágenes. Conectando un dispositivo de reconocimiento de imágenes, como una cámara, a la punta de la mano robótica, ésta puede tomar una fotografía desde la punta de la mano y reconocer automáticamente el punto de manipulación. Esto tiene una amplia gama de aplicaciones, por ejemplo, para agarrar selectivamente pernos colocados al azar.

Algunas manos robóticas pueden incluso agarrar objetos que pueden romperse (quebrarse) si se agarran. Se trata de las pinzas blandas. La pinza blanda tiene una forma de silicona flexible que no se rompe al agarrarla.

Factores a tener en cuenta al diseñar y comprar una Manos Robóticas

Todavía no existen manos robóticas capaces de realizar cualquier tarea con la misma destreza y flexibilidad que un ser humano. Por lo tanto, para la tarea que desea realizar (por ejemplo, coger una lata vacía con un brazo robótico y colocarla en el lugar deseado. ), es necesario diseñar o adquirir una mano robóticas adecuada para la tarea que se desea realizar (por ejemplo, recoger una lata vacía con un brazo robótico y colocarla en el lugar deseado).

Al considerar el diseño o la compra de una mano robóticas, primero hay que tener en cuenta qué mecanismo se utilizará para realizar la tarea (sujetar el objeto) al objeto. Los medios de sujeción típicos incluyen:

• Agarrar y sujetar el objeto como una mano humana
• Sujetar el objeto por adsorción
• Sujetar el objeto mediante fuerza magnética

El método seleccionado depende de las características del objeto sobre el que se va a trabajar. Los siguientes son ejemplos de propiedades del objeto que deben tenerse en cuenta al considerar los medios de retención

• ¿Es duro el objeto?
• ¿Es el entorno adecuado para la adsorción o la generación de fuerza magnética?
• ¿Cuál es la velocidad de transporte por el robot?
• ¿Qué forma tiene el objeto?

Una vez determinado el medio de retención a partir de estos elementos, se estudia en detalle la mano que se va a emplear.

• Tamaño y centro de gravedad
• Material de la superficie
• Superficie a sujetar

Se determinan las especificaciones concretas de la mano para el objeto con el que se va a trabajar a partir de las perspectivas anteriores, y se considera la forma de mano que satisface estas especificaciones.

¿Cómo fabricar su propia Manos Robóticas?

Un aficionado puede fabricar con relativa facilidad manos robóticas de estructura sencilla.

Por ejemplo, consideremos el caso de una mano como la que se acopla al extremo del brazo de un juego de grúa. Se preparan dos placas en forma de L u otros componentes. Se conecta un servomotor a una de ellas, de modo que se accione junto con el servomotor cuando éste gire. Al accionar el servomotor, una de las placas se mueve hacia la otra y agarra el objeto.

Otros tipos de mano, como las que fabrican los ingenieros de producción de las fábricas, emplean cilindros neumáticos o de control numérico como mordazas para agarrar.

¿Qué son los Elevadores Magnéticos?

Los elevadores magnéticos son poderosos electroimanes que se emplean para levantar y transportar productos metálicos, materiales y chatarra.

Existen diversos tipos de elevadores magnéticos, como los de tipo magnético permanente, electromagnético, con batería, entre otros. Se pueden seleccionar diferentes tipos según la aplicación requerida, lo que los convierte en equipos de transporte indispensables en plantas de reciclaje, incluyendo plantas y acerías que manipulan hierro. Algunos tipos de elevadores magnéticos pueden acoplarse a excavadoras o utilizarse bajo el agua.

A menudo, estos dispositivos son abreviados como “lifma” o “lifmag”.

Usos de Elevadores Magnéticos

En las acerías, se utilizan principalmente para elevar y transportar chapas de acero y productos prensados, y en las plantas de reciclaje para elevar y transportar chatarra metálica y virutas descargadas de máquinas herramienta.

Dependiendo del tipo de imán, la capacidad de elevación (cuántos kg pueden levantarse) varía y el tamaño y los materiales que pueden levantarse varían considerablemente.

El polvo y los residuos sobre el imán y el material también modifican la fuerza de adsorción, por lo que es necesario seleccionar el imán adecuado para la aplicación a fin de utilizarlo con seguridad.

Principio de los Elevadores Magnéticos

Existen varios tipos de elevadores magnéticos, principalmente cuatro tipos: el tipo magnético permanente, que no requiere fuente de alimentación; el tipo electromagnético, en el que se puede cambiar la fuerza magnética; el tipo electromagnético permanente, que utiliza la fuerza electromagnética sólo al enganchar y desenganchar; y el tipo de batería, que permite el funcionamiento sin cable.

El tipo magnético permanente es de tamaño pequeño pero posee una gran fuerza magnética, y lo más destacado es que no requiere una fuente de alimentación externa. Esto lo hace especialmente seguro, ya que no se caerá en caso de un corte de corriente durante la elevación. Sin embargo, una limitación es que no pueden ser manejados a distancia, ya que la fuerza magnética se activa y desactiva manualmente.

Con el tipo electromagnético, la fuerza magnética puede modificarse para que sólo pueda transportarse un número determinado de placas de acero. Además, la fuerza magnética se puede conmutar a distancia, por lo que se puede manejar a distancia. Las desventajas son el elevado consumo de energía y el riesgo de caída en caso de corte de corriente.

El tipo electromagnético permanente, que combina las dos características, sólo recibe energía para la desorción, por lo que queda fijado por el imán permanente después de haber sido aspirado. De este modo, aunque se produzca un corte de corriente después de la elevación, no hay riesgo de caída y se puede reducir el consumo de energía.

El tipo de batería es inalámbrico, lo que significa que es muy móvil y no hay riesgo de desconexión.

¿Qué es un Brazo Robótico?

Un brazo robótico es un tipo de robot industrial que tiene una estructura que se asemeja al movimiento de una mano humana.

El robot está compuesto principalmente por una sección manipuladora que consta de seis ejes de rotación y eslabones, una sección de mano que se utiliza para agarrar y manipular objetos, y una sección de controlador que supervisa y controla las acciones del robot.

Cuando se implementa un brazo robótico, es importante tener en cuenta la seguridad de los trabajadores. Por lo general, se requiere la instalación de una valla de seguridad para proteger a los operadores de posibles riesgos y accidentes. Sin embargo, existen robots conocidos como “robots cooperativos” que pueden trabajar de manera segura junto con los humanos sin la necesidad de una valla de seguridad. Para lograr esto, se debe realizar una evaluación de riesgos y garantizar que el robot funcione con un nivel de riesgo adecuado para mantener un ambiente de trabajo seguro para todos los involucrados.

Usos de los Brazos Robóticos

Los brazos robóticos se clasifican en dos categorías: enlace serie y enlace paralelo, según el método de conexión de sus eslabones. Los robots de conexión en serie tienen conexiones lineales, mientras que los de conexión en paralelo tienen conexiones paralelas.

Los robots de enlace serie se caracterizan por su amplio rango de movimientos y su capacidad para acercarse y trabajar desde diferentes ángulos, similar a una mano humana. Los robots serial link se utilizan en las siguientes aplicaciones, aprovechando su alto grado de libertad de movimiento.

1. Soldadura

Se trata del proceso de unión de carrocerías de automóviles y otros componentes mediante la fusión del metal de los mismos. La soldadura puede ser realizada por robots para garantizar una soldadura precisa con pocas variaciones, lo que se espera que mejore la calidad.

2. Ensamblaje

Este trabajo consiste en ensamblar piezas que se han agarrado a otras, apretar tornillos, etc. Los robots articulados verticalmente también pueden encargarse de tareas realizadas por manos humanas y reproducir con precisión el trabajo de artesanos expertos.

3. Pintar

Se trata de una tarea en la que se utiliza una pistola pulverizadora fijada al extremo de un robot articulado verticalmente para aplicar color a la carrocería de un coche u otro objeto.

Los robots de eslabones paralelos son robots con eslabones paralelos que salen de la base, con la pata del robot unida al extremo del eslabón. Los robots de eslabones paralelos se caracterizan por su rapidez de movimiento y se utilizan para las siguientes aplicaciones.

1. Embalaje de Cajas

Envasado de alimentos (por ejemplo, dulces envueltos individualmente) desde una cinta transportadora a bandejas de plástico.

2. Inspección

Trabajo en el que se utiliza una cámara suspendida del techo para juzgar si las piezas están bien o mal en términos de calidad y determinar si deben pasar al siguiente proceso o no.

Principio de los Brazos Robóticos

Un robot industrial consta de tres elementos: un manipulador que realiza la operación, un controlador de robot que mueve y controla el manipulador y una consola de enseñanza que enseña al manipulador la operación.

Los manipuladores de eslabones en serie constan de eslabones y ejes giratorios. Hay seis ejes giratorios, cada uno de ellos accionado normalmente por un servomotor de CA. Cada uno de estos seis ejes realiza los siguientes movimientos

1. Giro: todo el cuerpo gira
2. Brazo inferior: mueve el cuerpo hacia delante y hacia atrás moviendo el brazo inferior
3. Brazo: mueve el brazo hacia arriba y hacia abajo
4. Giro de muñeca: gira los brazos
5. Giro de muñeca: dobla la muñeca
6. Rotación de la muñeca: gira la muñeca

Más Información sobre los Brazos Robóticos

1. Programación de los Brazos Robóticos

Cuando el robot realiza un movimiento, el controlador del robot recibe las coordenadas de posición (X, Y, Z) de la pata del manipulador y las coordenadas de rotación (Rx, Ry, Rz) de la pata. Los motores de cada eje se mueven para coincidir con la posición de la pata y el ángulo de rotación, permitiendo al robot realizar el movimiento deseado.

Enseñar la posición al robot con una consola de programación
Los teaching pendants son dispositivos de entrada que pueden almacenar (enseñar) posiciones al robot. El robot puede moverse directamente mediante un teclado o una pantalla táctil, y su postura puede ser enseñada y reproducida por el robot.

Las consolas de aprendizaje convencionales para robots industriales requieren familiarizarse con su funcionamiento. En los últimos años, se han desarrollado algunos robots con una técnica conocida como enseñanza directa, que permite enseñar fácilmente incluso a los principiantes.

Programación de las coordenadas en un ordenador personal
Este método consiste en programar el robot en un ordenador personal y especificar sus coordenadas.

Hasta ahora, la programación de tipo codificación, como el lenguaje C, ha sido la corriente dominante, pero la codificación requiere conocimientos de programación en sí, y depurar el programa lleva mucho tiempo.

En los últimos años, cada vez más fabricantes de robots ofrecen herramientas de programación de tipo simulador. Se trata de herramientas de programación que proyectan un modelo de robot en un PC y permiten al usuario manipular el robot en el PC para enseñar las coordenadas. La característica de esta herramienta es que los movimientos del robot se pueden entender visualmente y se pueden enseñar los movimientos del robot sin necesidad de dominar la codificación.

Reconocimiento de coordenadas mediante reconocimiento de imágenes
Se utiliza una cámara para tomar imágenes desde arriba, determinar hacia dónde debe moverse el robot a continuación y calcular automáticamente las coordenadas. Este método se utiliza en la preparación de pedidos a granel. La preparación de pedidos a granel es un proceso en el que las piezas se apilan aleatoriamente en cajas, se cogen y se colocan en una cinta transportadora o se empaquetan en cajas para el siguiente proceso.

El reconocimiento de imágenes es útil para tareas en las que el robot tiene que moverse a coordenadas diferentes cada vez, pero es importante tener en cuenta que es caro construir un sistema.

2. Papel de los Brazos Robóticos Industriales

Los brazos robóticos industriales son cada vez más populares en diversas industrias, como fábricas, plantas de producción y centros de distribución. La ventaja de introducir un brazo robótico es que puede trabajar en lugar de personas, incluso de noche y en días festivos, sin tomarse un descanso. Para estos usuarios, se espera que el brazo robótico contribuya a ahorrar mano de obra y a solucionar la escasez de personal y a mejorar la productividad.

Se dice que muchos de los errores que se producen en la producción son errores humanos, y el trabajo humano puede provocar variaciones en la calidad y reducir la eficiencia. La introducción de brazos robóticos industriales puede ayudar a controlar los errores humanos y mantener una calidad constante del trabajo y los productos. Además, como se conservan los datos del historial de producción, es posible analizarlos para mejorar la calidad y obtener información rápida en respuesta a las reclamaciones.

Además, los robots pueden asumir tareas como la manipulación de materiales peligrosos, el trabajo en lugares elevados, el transporte de objetos pesados y tareas que requieran precisión, en las que exista riesgo de lesiones o posibilidad de accidentes, garantizando así la seguridad de los trabajadores y mejorando el entorno laboral.