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#Tendencias de productos
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Guía de selección para sistemas lineales
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4 Parámetros de aplicación principales: carrera, carga, velocidad y precisión
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Atrás quedaron los días en que los diseñadores y constructores de máquinas tenían que elegir entre construir su propio sistema lineal desde cero o conformarse con una gama limitada de sistemas premontados que, en la mayoría de los casos, eran imperfectos para su aplicación. Hoy en día, los fabricantes ofrecen sistemas basados en una amplia gama de mecanismos de accionamiento (tornillos de bola, correas, cremalleras y piñones, motores lineales y neumáticos) con opciones de guías y carcasas que se adaptan prácticamente a cualquier aplicación, entorno o restricción de espacio. El dilema para los ingenieros ahora es menos encontrar un sistema que funcione para su aplicación, y más bien elegir la mejor solución entre la amplia gama de configuraciones disponibles.
Se han creado muchos ayudantes para ayudar en este proceso de selección. Éstos suelen adoptar la forma de una tabla que muestra los parámetros clave de la aplicación frente al tipo de sistema, con símbolos para evaluar la idoneidad de cada sistema para cada parámetro. Aunque este diseño proporciona una referencia visual rápida, no tiene en cuenta algunos de los puntos más finos de las capacidades y debilidades de cada sistema. En un intento de profundizar un poco más, el siguiente esquema examina las fortalezas y limitaciones específicas de los tipos más comunes de sistemas lineales preensamblados.
【Belt conducido systems】
Los sistemas de transmisión por correa son probablemente más reconocidos por su capacidad de viajar largas distancias. También son capaces de alcanzar altas velocidades, ya que los mecanismos de transmisión por correa no utilizan elementos de recirculación. Cuando se combina con guías sin recirculación, como rodillos de leva o ruedas, las correas pueden alcanzar velocidades de hasta 10 m/s. Los sistemas de transmisión por correa también son muy adecuados para entornos difíciles, ya que no hay elementos rodantes que puedan ser dañados por los residuos, y el material de la correa de poliuretano puede resistir los tipos más comunes de contaminación química.
El principal inconveniente de los sistemas de transmisión por correa es que las correas se estiran. Incluso las correas reforzadas con acero, que son utilizadas por la mayoría de los fabricantes de sistemas, eventualmente experimentarán algún estiramiento, lo que degrada la repetibilidad y la precisión de desplazamiento. Los sistemas de transmisión por correa también tienen más resonancia que otros tipos de transmisión, debido a la elasticidad de la correa. Mientras que una sintonización adecuada de la unidad puede compensar esto, las aplicaciones con altas tasas de aceleración y deceleración y/o cargas pesadas pueden experimentar tiempos de asentamiento no deseados.
【Ball atornillado systems】
Para cargas axiales elevadas y una alta precisión de posicionamiento, los sistemas accionados por husillo de bolas suelen ser la primera opción. Y por una buena razón. Con tuercas precargadas, los husillos de bolas proporcionan un movimiento sin holguras y pueden lograr una precisión de posicionamiento y una repetibilidad muy altas. Los cables de 2 mm a más de 40 mm también permiten que los sistemas de husillo de bolas cumplan una amplia gama de requisitos de velocidad y pueden evitar el retroceso en aplicaciones verticales.
La longitud de desplazamiento es la limitación fundamental de los sistemas accionados por husillo de bolas. A medida que aumenta la longitud del tornillo, disminuye la velocidad permitida, debido a la tendencia del tornillo a caerse bajo su propio peso y a la experiencia de azotar.
【Rack y accionada por piñón systems】
Los sistemas de cremallera y piñón producen grandes fuerzas de empuje y pueden hacerlo con longitudes de desplazamiento prácticamente ilimitadas. Su diseño también permite utilizar varios carros en el mismo sistema, lo que resulta útil para aplicaciones que requieren que los carros se muevan de forma independiente, como los grandes sistemas de pórticos en las industrias de embalaje y automoción.
Aunque existen sistemas de piñón y cremallera de alta calidad y bajo juego, en general tienen una precisión de posicionamiento menor que otras opciones de accionamiento. Y dependiendo del perfil del diente y de la calidad del mecanizado, los sistemas accionados por cremallera y piñón pueden producir un alto nivel de ruido en comparación con otros sistemas lineales.
【Linear motorizado systems】
Tradicionalmente considerados demasiado caros para la mayoría de las aplicaciones, los motores lineales se utilizan ahora para tareas de posicionamiento y manipulación en industrias como el embalaje y el ensamblaje. Los costes más bajos han contribuido a esta tendencia, pero para los ingenieros, las características atractivas de los motores lineales son su capacidad de alta velocidad, alta precisión de posicionamiento y bajos requisitos de mantenimiento. Los motores lineales también ofrecen la capacidad, como los sistemas de cremallera y piñón, de integrar múltiples carros independientes en un solo sistema.
Debido a que no tienen componentes mecánicos para evitar que la carga caiga en una condición de pérdida de potencia, los motores lineales generalmente no se recomiendan para su uso en aplicaciones verticales. Su diseño abierto, junto con la presencia de potentes imanes, también los hace susceptibles a la contaminación y a los residuos, especialmente a las virutas y virutas metálicas.
【Pneumatic conducido systems】
Cuando la fuente de transmisión de energía preferida es el aire, los sistemas lineales neumáticos se adaptan a las necesidades del cliente. Para un movimiento simple, punto a punto, los sistemas de accionamiento neumático pueden ser la opción más económica y fácil de integrar. La mayoría de los sistemas lineales neumáticos están encerrados en una carcasa de aluminio, que permite la incorporación de amortiguadores y tapas protectoras.
Los sistemas neumáticos tienen la menor precisión y rigidez de los tipos aquí discutidos, pero su principal limitación es la incapacidad de detenerse en posiciones intermedias.
【Important tips】
Independientemente de su aplicación, al considerar las opciones entre los sistemas lineales preensamblados, comience con los cuatro parámetros principales de la aplicación: carrera, carga, velocidad y precisión. Una vez determinada la magnitud e importancia de estos criterios, otros parámetros, como el ruido, la rigidez y los factores ambientales, pueden ayudar a estrechar el campo y hacer que el dimensionamiento y la selección final sean menos lentos.