Aire aparente: beneficios de los motores neumáticos para el movimiento

Por Lisa Eitel | 6 de marzo de 2018

El motor eléctrico puede ser la fuente más común de energía mecánica en los entornos industriales modernos, pero eso no lo convierte en la mejor configuración para cada aplicación. Los motores neumáticos son simples y no se sobrecalentarán si se detienen bajo carga... Además, se pueden especificar para cumplir con los requisitos de movimiento sin necesidad de controles complejos.

Por David Lockett | Director general de Huco Dynatork

En medio del revuelo que rodea a la Cuarta Revolución Industrial y la Industria 4.0, es fácil descartar el efecto de las tecnologías que han impulsado transformaciones industriales anteriores. Las fábricas de la Revolución Industrial original funcionaban primero con agua y luego con vapor. Luego fuimos impulsados ​​por la Segunda Revolución y la producción en masa, permitida por la electricidad (y especialmente el motor eléctrico) para liberar a los ingenieros industriales de la dependencia de engorrosas instalaciones de ejes lineales (y los techos de sus fábricas llenos de correas) con energía mecánica controlable entregada a cualquier lugar. fue requerido. Bueno, casi en cualquier lugar.

Aunque los motores eléctricos siguen siendo el motor principal elegido en la mayoría de las industrias, existen numerosas aplicaciones para las que el uso de motores eléctricos es difícil, costoso o incluso peligroso.

Una alternativa más sencilla y segura en muchas de estas aplicaciones es el uso de motores accionados por aire comprimido. El aire no enciende atmósferas inflamables ni contamina la mayoría de los productos. Se distribuye fácilmente a través de tuberías de bajo costo y en la mayoría de los entornos de producción ya se utiliza y está disponible. Es más, los motores neumáticos suelen ser más pequeños que los motores eléctricos comparables, lo que resulta beneficioso en maquinaria compacta.

Los motores neumáticos Dynatork de Huco son silenciosos y funcionan a velocidades de 0 a 800 rpm o más, al tiempo que entregan un par de hasta 15 Nm sin juegos de engranajes. El motor viene en versiones de aluminio, acero inoxidable y acetal. Los motores neumáticos de tipo pistón de Huco Dynatork también son hasta cuatro veces más eficientes energéticamente que los motores neumáticos de paletas.

Las instalaciones típicas de motores neumáticos incluyen máquinas sujetas a condiciones húmedas o mojadas que pueden causar corrosión en los motores eléctricos. Los motores neumáticos también funcionan cuando están sumergidos... y destacan en entornos de lavado hostiles, ya que pueden soportar agua a alta presión y disolventes de limpieza. Los motores neumáticos también resisten la instalación dentro de equipos vibratorios. Otra aplicación más es en atmósferas explosivas donde las chispas generadas por los motores (y sus interruptores asociados) presentan un riesgo inaceptable de ignición.

En estas aplicaciones, los ingenieros industriales a menudo deben adoptar tecnologías alternativas. Por ejemplo, en algunos casos pueden instalar motores eléctricos a una distancia segura y luego usar ejes y componentes de transmisión mecánica para suministrar energía a donde se necesita.

Una lista de las aplicaciones de motores neumáticos más comunes incluye mezcladores y agitadores de pintura, accionamientos de automatización de talleres de pintura, accionamientos de transportadores, sistemas de bobinado y desenrollado, tensado de carretes de mangueras y cables en pozos petrolíferos y accionamientos de filtros de retrolavado. La maquinaria de envasado de alimentos también es una aplicación común en la que los motores neumáticos compactos pueden iniciar y detener con precisión rollos de bolsas de plástico impresas utilizadas para envasar carnes, aves y quesos. Los motores neumáticos también accionan ejes en máquinas envasadoras que llenan cantidades de salsas medidas con precisión en bolsas.

Los motores neumáticos modernos son una de dos tecnologías. Los primeros (motores de paletas) funcionan como turbinas con ruedas de palas que giran en el flujo de aire inducido por un gradiente de presión entre la entrada y la salida de la carcasa del motor. La mayoría de los motores de paletas funcionan a alta velocidad y producen un par bajo, especialmente cuando giran más lentamente que su velocidad de diseño. Eso los hace más comunes en aplicaciones que necesitan rangos de rpm relativamente estrechos.

Al igual que un motor diésel o de gasolina, los motores neumáticos de pistón utilizan pistones alternativos para hacer girar un eje central. Generan un par máximo en el arranque, por lo que mejoran el rendimiento de las aplicaciones que requieren paradas y arranques frecuentes, especialmente bajo carga. Por el contrario, si un freno sujeta un motor eléctrico de CA o CC, ese motor corre el riesgo de quemarse rápidamente. Bajo tal frenado, un motor neumático simplemente se detendrá y luego volverá a funcionar sin problemas al soltar el freno.

Los motores neumáticos de pistón Huco Dynatork a menudo se instalan en líneas de pintura para automóviles. Los motores neumáticos se montan en la parte superior de los agitadores de tambores de pintura para mantener constantes las rpm de las aspas del agitador. Esto, a su vez, genera un mejor acabado superficial y menores costos de funcionamiento, además de un funcionamiento más silencioso.

Los motores neumáticos son mucho menos eficientes que sus homólogos eléctricos. Sin embargo, cuando los motores neumáticos son indispensables, los motores neumáticos de pistón ofrecen mayor eficiencia que los motores neumáticos de paletas. Esto se debe a que presentan menos fugas de aire. En última instancia, la eficiencia general del motor depende de la integridad del suministro de aire del compresor. Los motores de pistón pueden consumir hasta un 80% menos de aire que los diseños de paletas con una potencia similar.

La parada-arranque-reversa casi instantánea también permite un control muy preciso de la posición giratoria del eje, lo que es adecuado para aplicaciones de indexación u otras tareas de automatización donde se requiere precisión.

El principal requisito para el funcionamiento adecuado del motor neumático es un suministro constante de aire comprimido. Un compresor fiable suele ser la fuente óptima, pero los motores también pueden funcionar con cilindros de aire comprimido. El aire debe filtrarse a través de un filtro en línea estándar y la presión del aire suele estar entre 4 y 6 bar. Dicho esto, algunos modelos pueden funcionar con presiones de hasta 1 bar.

Los motores neumáticos pueden funcionar con o sin lubricación en el aire. Consejo: Las aplicaciones que dependen de la limpieza (como los pulverizadores de pintura) siempre necesitan aire limpio y sin lubricar.

La simplicidad de los motores neumáticos y sus sistemas de suministro de aire (en comparación con sus equivalentes eléctricos) facilita la instalación y el mantenimiento. Los motores también son livianos y compactos, por lo que es posible levantarlos y maniobrarlos durante el mantenimiento de rutina. Conectar y desconectar el suministro de aire es sencillo.

Considere cómo los motores neumáticos de algunos fabricantes ofrecen velocidades de 0 a más de 800 rpm y un par de torsión de 15 Nm sin engranajes. Algunos motores vienen en aluminio, acero inoxidable o acetal... siendo las dos últimas opciones adecuadas para entornos de lavado hostiles (gracias a su alta resistencia a los ácidos cáusticos y desinfectantes clorados), y el acetal es particularmente adecuado para su uso en el procesamiento de alimentos y bebidas.

Huco suministra motores neumáticos a un importante fabricante de sistemas automatizados de cabinas de pintura utilizados por un fabricante mundial de automóviles. El motor funciona con un sistema de accionamiento montado verticalmente, donde está conectado a través de una caja de engranajes helicoidales para impulsar un carrusel que entrega contenedores llenos de pintura a un robot pulverizador. El fabricante de sistemas utiliza motores neumáticos para obtener un alto par instantáneo en condiciones de parada, arranque y marcha atrás, incluso a velocidades de hasta 800 rpm. Los motores neumáticos también son adecuados aquí porque las chispas generadas por los motores eléctricos presentarían un riesgo significativo de ignición en el entorno potencialmente explosivo de la cabina de pintura. Foto de : iStock

Debido a que los motores neumáticos no dependen directamente de la electricidad, no generan campos electromagnéticos cuando están en funcionamiento. Los motores especiales producidos sin componentes magnéticos se utilizan en una serie de aplicaciones especializadas, incluidos escáneres de resonancia magnética, equipos científicos y aplicaciones militares que deben eliminar las emisiones electromagnéticas.

De hecho, incluso como tecnología probada durante décadas, los motores neumáticos de pistón satisfacen las necesidades de automatización de la Industria 4.0, con controlabilidad de alta precisión (utilizando retroalimentación de sensores neumáticos o electrónicos) y, por lo tanto, ofrecen conectividad con los controles y monitoreo remotos actuales.

Huco Dynatork | www.huco.com