¿Cuáles son las diferencias entre actuadores lineales y rotativos?

Dependiendo de la naturaleza del movimiento de salida, los actuadores se pueden dividir en lineales y rotativos. Cada uno de ellos está disponible en diferentes versiones y configuraciones que ayudan a lograr el resultado deseado.

Peter Jacob, director sénior de marketing | Maestros CNC

Un actuador es un elemento de máquina que convierte energía en movimientos físicos. Esta fuente de energía podrían ser fuerzas eléctricas, neumáticas, hidráulicas o mecánicas, por nombrar algunas. Es posible que haya oído hablar de estos en fresadoras CNC de mesa, diferentes tipos de válvulas o incluso en persianas automatizadas. Dependiendo de la naturaleza del movimiento de salida, los actuadores se pueden dividir en lineales y rotativos. Cada uno de ellos está disponible en diferentes versiones y configuraciones que ayudan a lograr el resultado deseado.

Examinemos esto de cerca en las siguientes secciones:

Fuente

Como su nombre indica, los actuadores lineales mueven un objeto en línea recta, normalmente de ida y vuelta. Utiliza mecanismos de correa y polea, piñón y cremallera o husillo de bolas para convertir el movimiento del motor eléctrico de rotativo a lineal. Están diseñados para recorrer una distancia lineal fija y luego detenerse.

El movimiento hacia arriba y hacia abajo de los pistones representa un actuador lineal en acción.

Los actuadores lineales disfrutan de las siguientes características:

Alta repetibilidad y precisión de posicionamiento

Montaje, integración y operación sin esfuerzo

Mantenimiento bajo o nulo

Puede soportar condiciones climáticas y entornos hostiles y adversos

Diseño compacto con mayor confiabilidad y operación a prueba de fallas

Mantiene la robustez

Los actuadores lineales se utilizan generalmente en aplicaciones donde es necesario empujar, tirar, levantar, bajar, posicionar o girar cargas. Estos movimientos suelen ser necesarios en las siguientes industrias:

Procesamiento y envasado de alimentos.

Automotor

Manipulación de materiales

Automatización industrial

Defensa

Aeroespacial

Dispositivos farmacéuticos y medicinales.

Energia limpia

Impresión

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Los actuadores giratorios convierten la energía en un movimiento giratorio a través de un eje que controla la velocidad, la posición y la rotación del equipo adjunto. Estos ofrecen motor de rotación continua, alimentación intermitente, mezcla, sujeción de tornillos, volteo y descarga. Dado que la dirección de la fuerza aplicada está alejada del eje de rotación, el movimiento resultante no está restringido por la distancia que recorren, lo que les otorga una mayor versatilidad de uso.

Un motor eléctrico es un ejemplo clásico de actuador giratorio. La señal eléctrica alimenta un campo magnético en el estator del motor y el rotor gira en respuesta a esta entrada.

Los actuadores rotativos ofrecen las siguientes características:

Alto par incluso con configuraciones compactas

Torque constante durante la rotación de ángulo completo

Compatibilidad con una variedad de diámetros.

Eje hueco sin juego

El doble de la potencia como toque de sujeción es el doble del par de conducción hacia adelante.

Poco o ningún mantenimiento

Se puede lograr cualquier grado de rotación, desde 90 grados hasta 360 grados completos.

Los actuadores rotativos encuentran uso en diversas aplicaciones donde la acción rotativa y el par correspondiente se utilizan para facilitar la acción. Como resultado, los actuadores rotativos encuentran uso en:

Equipo de medicina

Sistemas de radar y seguimiento.

Robótica

Simuladores de vuelo

La industria de semiconductores

Fabricación de máquinas especiales.

Defensa

Una de las distinciones más claras entre actuadores lineales y rotativos es la dirección del movimiento. Los actuadores lineales se mueven en línea recta, normalmente con un movimiento de ida y vuelta. Los actuadores giratorios, por el contrario, se mueven en grados angulares con respecto a un punto medio, es decir, a lo largo de un círculo.

Sin embargo, vale la pena señalar aquí que, en su forma más simple, los actuadores lineales son una extensión de los actuadores giratorios. Estos contienen un convertidor de movimiento adicional que traduce el movimiento de rotación en movimiento lineal. Como se indicó anteriormente, los husillos de bolas, los husillos de rodillos, las correas y poleas, y el piñón y cremallera convierten el movimiento giratorio en sus contrapartes lineales.

A continuación se describen algunas otras diferencias entre actuadores lineales y rotativos:

Un actuador lineal ofrece un movimiento de empujar y tirar, mientras que un actuador giratorio ayuda con un movimiento de rodadura.

Para los actuadores lineales, el extremo del brazo de la fresadora CNC se desliza entre dos puntos en una línea similar a una regla. En cuanto a los actuadores giratorios, las herramientas del extremo del brazo dan vueltas en círculos.

Los actuadores lineales constan de un motor y un eje de engranaje roscado. Los actuadores giratorios contienen cámaras cilíndricas huecas con barreras estacionarias y un eje central.

El movimiento de salida de los actuadores lineales está alineado con el eje de salida. En cuanto a los actuadores giratorios, el movimiento de salida es perpendicular al eje.

Dado que obtener movimiento lineal es una de las funciones de diseño más comunes, los actuadores lineales tienen una construcción y un diseño compactos.

Los actuadores giratorios siguen una trayectoria angular y la distancia recorrida puede ser infinita y repetida para una acción de giro continuo. Por el contrario, los actuadores lineales recorren un recorrido limitado y se detienen.

El uso de conversión de movimiento para actuadores lineales afecta el ancho de banda y la capacidad de respuesta de la configuración. Esto se debe a que durante la traducción se produce cierta compensación.

El montaje de actuadores lineales es más sencillo ya que no es necesario calcular el ángulo de rotación como en el caso de los actuadores giratorios.

Ahora que comprende la diferencia y el impacto de los dos, puede tomar una decisión más inteligente al elegir uno del otro. En algunos casos, puede encontrar una combinación de actuadores lineales y giratorios. Por ejemplo, la broca de una fresadora de mesa ofrece un movimiento de arriba hacia abajo mientras el taladro está en movimiento giratorio.

El desafío y la solución propuesta determinan en última instancia la elección del actuador.

Acerca de Peter Jacobs

Peter Jacobs es el director senior de marketing de CNC Masters. Participa activamente en los procesos de fabricación y aporta periódicamente sus conocimientos en varios blogs sobre mecanizado CNC, impresión 3D, herramientas rápidas, moldeo por inyección, fundición de metales y fabricación en general.

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