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¿Cómo estimar las necesidades de su actuador lineal con un mínimo de datos de aplicación?

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Las cargas de alto momento pueden dictar el uso de un actuador lineal de doble carril.

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La elección de componentes de movimiento lineal durante la fase de desarrollo de un proyecto ha sido una fuente de frustración para los diseñadores e ingenieros de aplicaciones durante décadas, especialmente cuando se trata de subconjuntos complejos como los actuadores lineales. Considere por un momento la influencia que un actuador lineal tiene en el diseño general de la máquina. En primer lugar, en un actuador, la guía y el accionamiento están acoplados juntos, formando parte integral de la unidad. Así que es imperativo que tanto la selección de la guía como la del accionamiento sean correctas. Además, un actuador tiene una influencia significativa en el tamaño general de la máquina. Por ejemplo, cambiar la posición de la carga en el actuador puede provocar un momento de carga elevado y cambiar el requisito de un diseño de guía simple a un diseño de guía doble, duplicando o triplicando efectivamente el ancho total del actuador y, por lo tanto, el tamaño de la máquina.

La selección de un actuador basado en aproximaciones de los requisitos de rendimiento es posiblemente más arriesgada que la elección de una guía o un accionamiento lineal con una mínima información de aplicación. Pero aún así, es bastante común la situación en la que un diseñador o ingeniero necesita una estimación razonable del sistema que funcionará mejor para su aplicación, antes de que todos los criterios de aplicación sean precisos.

Aunque un ejercicio de dimensionamiento adecuado requiere una comprensión cabal de los requisitos de aplicación, por lo general se puede establecer una solución general -adecuada para el diseño inicial y las estimaciones de costos- basada en cuatro criterios clave.

Cargar

La carga que debe ser transportada, y su orientación relativa al sistema, es uno de los criterios más importantes en la elección de un actuador lineal. Las cargas ligeras que se montan más o menos directamente sobre los rodamientos pueden ser soportadas por prácticamente cualquier tecnología de guía: rodamientos de raíles perfilados de recirculación, casquillos y ejes lineales, o incluso cojinetes lisos. Sin embargo, cuanto más pesada sea la carga y cuanto más momento (cabeceo, balanceo y/o guiñada) cree, más robusto debe ser el mecanismo de guía para garantizar una vida útil adecuada y una desviación mínima.

Precisión

La comprensión de los requisitos de precisión y repetibilidad de la posición ayudará a reducir la decisión sobre el mecanismo de accionamiento. El posicionamiento de punto a punto de baja precisión puede lograrse con un accionamiento neumático o un sistema de correas y poleas, mientras que la precisión y la repetibilidad de posicionamiento en el rango de una sola micra requeriría un husillo de bolas o incluso un motor lineal. Aunque a menudo la carga puede ser acomodada por cualquiera de varias tecnologías de accionamiento, la repetibilidad es a menudo el factor decisivo entre estas opciones.

Velocidad

Las velocidades media y máxima durante el movimiento también ayudarán a definir la elección del mecanismo de accionamiento. Por ejemplo, una regla empírica es que la velocidad máxima para los conjuntos de husillos de bolas es de 1 m/s, aunque hay formas de obtener velocidades más rápidas. Las correas, por otra parte, pueden desplazarse fácilmente hasta 10 m/s, y la velocidad máxima para los accionamientos de motor lineal está limitada principalmente por el mecanismo de guía de apoyo. La aceleración también juega un papel importante, tanto en la selección del accionamiento como de la guía.

Viaje

Si bien el recorrido requerido es menos frecuente como criterio de decisión, es importante comprobar que el tipo de actuador lineal elegido puede cumplir con la especificación de la longitud del recorrido. Los husillos de bolas y de plomo en particular tienen un rango de recorrido limitado. De nuevo, una regla general para los accionamientos de tornillo es la longitud máxima de 3 metros. Aunque los tornillos están disponibles en longitudes mayores, a medida que la longitud aumenta, la velocidad máxima disminuye, debido a la velocidad crítica del tornillo.