¿Qué es un Actuador Lineal?
Un actuador lineal es un dispositivo que genera energía en dirección lineal. Generalmente, un motor rotativo se convierte en movimiento lineal mediante componentes mecánicos. Otros utilizan cilindros neumáticos o hidráulicos para generar potencia lineal. Se utilizan como fuente de accionamiento para una amplia gama de componentes que requieren movimiento lineal, como maquinaria industrial y ordenadores.
Recientemente, los actuadores lineales se han utilizado en maquinaria industrial e instrumentos de medición en los que se requiere alta velocidad y gran precisión posicional debido al mayor rendimiento de estos dispositivos.
Aplicaciones de los Actuadores Lineales
Los actuadores lineales se utilizan en componentes que requieren potencia lineal, como equipos industriales, automóviles y periféricos de PC. Los siguientes son ejemplos de dónde se utilizan los actuadores lineales
- Apertura y cierre de puertas de maquinaria de construcción, etc.
Los actuadores lineales se utilizan para abrir y cerrar puertas de maquinaria pesada, como equipos de construcción, y para ajustar el ángulo de objetos montados. Recientemente se han adoptado los actuadores eléctricos, que pueden integrarse fácilmente en los sistemas de control de la maquinaria de construcción. - Control del acelerador de los motores de la maquinaria de construcción
Los sistemas de control del acelerador se utilizan para controlar el acelerador de los motores de la maquinaria de construcción y de otro tipo. En comparación con la hidráulica convencional, el actuadores lineales es más pequeño y ligero.
Principio de los Actuadores Lineales
El principio de los actuadores lineales puede ser mecánico, neumático, hidráulico o electromagnético. A continuación se describe cada uno de estos métodos:
- Tipo mecánico
El movimiento de rotación de un motor paso a paso se combina con un piñón y cremallera, husillo de bolas, husillo deslizante, etc. para producir movimiento lineal y potencia lineal. - Tipo neumático
La presión en el cilindro hueco se incrementa mediante una bomba o compresor para subir o bajar el pistón, y el cilindro se mueve sobre el eje del pistón para generar potencia lineal. - Tipo hidráulico
De construcción similar al tipo neumático, la presión hidráulica se utiliza para subir y bajar el pistón en el cilindro y mover el cilindro sobre el eje del pistón para generar potencia lineal. Se utiliza a presiones más altas que el neumático. - Magnético (motores lineales)
Generan potencia lineal mediante fuerza electromagnética. La estructura consta de un imán y una bobina. Cuando una corriente eléctrica fluye a través de la bobina, ésta se convierte en un electroimán, y las fuerzas de repulsión y atracción del imán generan movimiento lineal y potencia.
Tipos de Actuadores Lineales
La forma en que se utilizan los actuadores lineales varía mucho en función del tipo (estructura).
- Tipo mecánico
Como el movimiento de rotación de un motor paso a paso se convierte mecánicamente en movimiento lineal, los métodos de control y posicionamiento son similares a los de los motores paso a paso, y se utiliza una fuente de alimentación o controlador para un motor paso a paso.
El número de impulsos introducidos en el motor determina en primer lugar el ángulo de rotación del motor. Con referencia al origen mecánico, el diámetro del piñón y el número de dientes a ambos lados en el caso de un mecanismo de piñón y cremallera, y el paso del tornillo de alimentación en el caso de un mecanismo de husillo de bolas, determinan la cantidad de movimiento por ángulo de rotación.
El motor puede pararse con gran precisión deteniéndolo en la mitad del recorrido, y puede aplicarse una corriente al motor paso a paso para que actúe como freno. - Tipo neumático
Se utiliza aire comprimido como fluido de trabajo, por lo que se requiere un compresor de aire o una tubería de aire comprimido existente, y se utilizan electroválvulas y reguladores de velocidad para el control.
Básicamente, la posición de tope se encuentra en la posición totalmente extendida o totalmente retraída, y es difícil controlar un tope en el medio. Golpeando mecánicamente el tope, se puede fijar cualquier posición como “punto final”.
Existen dos tipos: los de doble efecto, que tienen un orificio de conexión a la tubería en la parte delantera y en la trasera y cuya posición se controla desde el lado que se va a presurizar, y los de simple efecto, que tienen un orificio de conexión en un solo extremo y se accionan por resorte hasta una posición fija.Si la presión del aire comprimido es demasiado alta, el cilindro puede funcionar de forma enérgica y peligrosa.
En estos casos, se puede instalar un regulador de velocidad para controlar la velocidad de funcionamiento regulando la cantidad de aire que entra en el cilindro para alcanzar la velocidad de funcionamiento correcta.
El aire se comprime cuando se presuriza, por lo que es posible que no pueda proporcionar la fuerza esperada, por ejemplo cuando se aplica una gran carga al cilindro, mientras que si se produce una fuga de fluido, éste es aire y, por tanto, es menos probable que contamine el área circundante, y el fluido puede liberarse al aire después de su uso.
- Tipo hidráulico
El tipo neumático utiliza aceite como fluido de trabajo y se utiliza cuando es necesario operar a presiones más altas, es decir, con mayor potencia diferencial. El aceite se presuriza mediante una bomba eléctrica específica.
El principio de funcionamiento es similar al del tipo neumático, por lo que tiene características similares, pero el aceite no se comprime cuando se presuriza, por lo que se puede conseguir una mayor fuerza diferencial.
Como el fluido de trabajo es aceite, puede contaminar los alrededores en caso de fuga.
Control de Actuadores Lineales
En el caso de los actuadores lineales mecánicos que se basan en motores, se regula la posición a través de una entrada de contacto que indica la posición o controlando la rotación del motor.
En los tipos neumáticos e hidráulicos, la posición se controla mediante la manipulación de circuitos de aire comprimido o fluidos hidráulicos, que se logra mediante el uso de válvulas o electroválvulas.
Además, existen detectores de proximidad y potenciómetros disponibles como sensores integrados para detectar la posición. Estos sensores pueden ser instalados posteriormente si resultan necesarios.