Qué saber sobre el sistema de accionamiento eléctrico de válvulas | Dombor

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08/09/2022
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Válvula accionada por Dombor
Fuente: Dombor 

Un actuador es un componente de un sistema de control que utiliza la salida del controlador para enviar una señal de control a la planta con el fin de conseguir la salida deseada. El actuador de un sistema de control es un componente clave, ya que la señal de control procedente del controlador denota la modificación necesaria para transformar la salida obtenida en la ideal.

Los actuadores son necesarios para operaciones de extracción de petróleo y gas, militares, marítimas, aeronáuticas, aeroespaciales, mineras, marinas, forestales y de construcción de carreteras. Montacargas, prensas, grúas, trituradoras de carbón, plataformas de perforación, lanzacohetes y herramientas de manipulación de sustancias son ejemplos de maquinaria de fabricación que utiliza actuadores. Un actuador fiable fabricante chino de válvulas producirá válvulas actuadas de la mejor calidad. 

Qué es el sistema de accionamiento eléctrico 

Válvula de accionamiento eléctrico 2
Fuente: Dombor 

Los actuadores eléctricos son herramientas que pueden mover una carga o realizar una actividad que requiera fuerza, como la fijación, mediante el uso de un motor eléctrico para proporcionar la fuerza necesaria. Un motor eléctrico produce un movimiento rotatorio al girar el husillo o rotor.

En un sistema de accionamiento eléctrico, su estructura incluye un tornillo helicoidal al que se conecta el husillo del motor mediante el eje motriz. En una tuerca de husillo a bolas, éste girará. La corriente de rotación es utilizada por los actuadores eléctricos para accionar los motores eléctricos. El par se crea a partir de la energía eléctrica, que acciona el actuador. Es una idea sencilla que se está adoptando cada vez más en el negocio de los actuadores.

Los husillos y engranajes se utilizan mecánicamente mediante válvula de accionamiento eléctrico para abrir y cerrar las aplicaciones. Los actuadores eléctricos se diferencian de los neumáticos en que el motor eléctrico está integrado en el conjunto del actuador en lugar de ser un componente independiente. Antes eran apropiados para trabajos ligeros, pero ahora están evolucionando.

Explicación del funcionamiento de los actuadores eléctricos 

Válvula de accionamiento eléctrico Dombor
Fuente: Dombor 

Cuando el husillo o rotor gira, el motor eléctrico produce un movimiento giratorio. En la tuerca del husillo de bolas, el husillo del motor girará. El eje motriz conecta instantáneamente el husillo del motor con el tornillo helicoidal. A través del tornillo helicoidal, la tuerca del husillo de bolas se mueve hacia delante o hacia atrás a medida que gira el husillo.

Para generar un movimiento lineal hacia dentro o hacia fuera del actuador durante el movimiento giratorio del motor en sentido horario o antihorario, se conecta un vástago hueco a la tuerca del husillo de bolas. La velocidad lineal del actuador puede modificarse gracias a un accionamiento eléctrico, que también regula la velocidad de giro del motor.

La información de posición se proporciona mediante un sistema de realimentación, y el actuador lineal puede programarse para desplazarse a una posición específica, detenerse y volver a moverse, o recuperar su estado de reposo. La potencia del motor determina la cantidad de par que se puede producir. Por lo tanto, la potencia también afectará a la fuerza que el actuador puede aplicar eficazmente al movimiento. Las aplicaciones del válvulas accionadas en varias industrias. 

Componentes de un actuador eléctrico 

Válvula de accionamiento eléctrico 1 1
Fuente: Dombor 

En esta sección se analizarán los distintos componentes de un actuador eléctrico.

  • Horquilla trasera o delantera

Se trata de una pieza metálica en forma de U con orificios en ambos extremos para insertar un perno, un pasador u otros mecanismos de fijación. A través de cierres de horquilla en la parte delantera y trasera, el actuador puede montarse en la aplicación.

  • Tubo interior

También se conoce como tubo de extensión, pistón, tubo de transmisión y tubo de traslación. Normalmente, se utiliza acero inoxidable o aluminio para fabricar el tubo interno. El husillo se aloja en el interior del tubo interno cuando éste es rescindido. Este tubo roscado se fija a la tuerca motriz, que se desplaza a lo largo del husillo giratorio expandiéndose y retrocediendo. 

  • Tubo exterior

El tubo de cubierta es otro nombre para esto. Los actuadores eléctricos lineales están protegidos del exterior por un tubo de aluminio extruido, que también retiene todas las piezas internas del actuador.

  • Elementos de husillo

El husillo, el tornillo giratorio o el tornillo elevador son otras denominaciones que recibe. Se trata de una varilla larga y recta que gira en un dispositivo o máquina. Para retroceder o expandir el tubo interno y proporcionar movimiento lineal, esta parte del actuador lineal gira. El husillo de acero garantiza su resistencia y fiabilidad. Para velocidades y cargas variables, existen múltiples técnicas de roscado del husillo.

  • Pieza de sellado del limpiaparabrisas

Es un elemento de sellado que se fija al extremo del tubo exterior. Impide que impurezas como líquidos y polvo penetren en la zona del husillo del actuador. También asegura que haya un sellado razonable entre los tubos interior y exterior, lo que influye en la clasificación IP del actuador. 

  • Parada de seguridad

Este componente se encuentra en la punta del husillo. Impide que el tubo interno se extienda demasiado. Las válvulas de accionamiento eléctrico deben fabricarse con control de calidad medidas. 

  • Tuerca motriz

Este componente se fija al tubo interior y se desplaza a lo largo del husillo. Es el elemento que permite que el tubo interior retroceda o se expanda. La tuerca de arrastre, que puede ser de metal o de plástico, se utiliza en ocasiones para impedir que el tubo interior gire.

  • Finales de carrera

Al apartar electrónicamente la electricidad del motor, esta pieza regula la posición del tubo interior cuando está totalmente estirado y retraído. Gracias a estos interruptores, el actuador no puede expandirse ni retroceder demasiado. Además de detener el flujo de corriente, los finales de carrera también pueden emitir señales.

  • Engranajes

Pueden modificar la relación entre la velocidad de un mecanismo motriz y la velocidad de la pieza accionada. Son de plástico o acero y se acoplan a otros engranajes. El engranaje acoplado a cualquier fuente de energía, como un motor, se denomina engranaje motriz. Lo mejor es adquirir válvulas certificadas que se fabriquen siguiendo normas industriales. 

  • Caja del motor

Todos los componentes internos están protegidos de daños externos por esta carcasa, que también aloja el motorreductor. Para crear la carcasa del motor se suele utilizar el plástico de mejor calidad y más duradero.

  • Motor de CC

El actuador eléctrico está totalmente accionado por el motor de corriente continua. Existen varios tipos de motores de corriente continua. Los motores más utilizados son los de escobillas.

  • Sensores de realimentación y salida

Se emplean para comunicar la posición de la carrera del actuador. Estos componentes proporcionan retroalimentación, que se transmite a la MCU de la caja de control. Cuando una aplicación comprende funciones como el posicionamiento de memoria y la sincronización, suelen ser necesarios actuadores lineales con realimentación de posición. Los fabricantes de válvulas de confianza siguen directrices sostenibles durante la producción de válvulas. 

Ventajas e inconvenientes de los actuadores eléctricos 

Válvula de accionamiento eléctrico
Fuente: Dombor 

Ventajas de los actuadores eléctricos 

Los actuadores eléctricos, como cualquier otro tipo de actuador, pueden ser la mejor opción si se utilizan para la tarea adecuada. He aquí algunas ventajas de los actuadores eléctricos.

  • Pregunte a 

Los actuadores de los modelos eléctricos se accionan de forma rápida y directa. Como resultado, actúan con rapidez y tienen tiempos de respuesta extraordinarios. Los actuadores eléctricos funcionan bien para tareas cortas y sencillas.

  • Instalación rápida 

Los actuadores eléctricos sólo requieren un cableado básico, por lo que es posible instalar el aparato de forma rápida y asequible.

  • Preciso

Los actuadores que utilizan electricidad son precisos. Los actuadores eléctricos tienen las tolerancias inherentes que actuadores hidráulicos y neumáticos, como la holgura, el juego y la flexión. Los actuadores eléctricos son una opción sólida para el control del rendimiento y la precisión.

  • Poco o ningún mantenimiento 

Se necesita poco mantenimiento rutinario porque no hay posibilidad de fugas de fluidos. Naturalmente, esto reduce los gastos y aumenta la productividad de la aplicación.

  • Sujeción y seguridad de la carga 

La mayoría de los actuadores eléctricos tienen unidades de tornillo acme, a menudo conocidas como frenos a prueba de fallos, que se autobloquean en caso de corte del suministro eléctrico.

  • Contenido 

Estos actuadores son sustancialmente más pequeños y ocupan menos espacio. Esto se debe a que no necesitan bombas ni motores adicionales. Los fabricantes de válvulas de gama alta realizan inspecciones periódicas para garantizar la calidad de las válvulas. 

Inconvenientes de los actuadores eléctricos 

Como todos los sistemas mecánicos, los actuadores eléctricos presentan varios inconvenientes. Los principales inconvenientes de los actuadores eléctricos son los siguientes:

  • Sobrecalentamiento

Los actuadores eléctricos tienden a sobrecalentarse y a perder eficacia si se utilizan durante un tiempo excesivo o por encima del ciclo de trabajo recomendado.

  • Precio 

Comprar un actuador eléctrico tiene un coste inicial importante. Sin embargo, los costes posteriores de funcionamiento y mantenimiento son muy inferiores a los de un actuador hidráulico.

  • Débil 

Los modelos de actuadores de cilindro eléctrico no proporcionan el mismo nivel de resistencia y fuerza que los actuadores hidráulicos o neumáticos. Aunque los avances tecnológicos hacen que los diseños de los actuadores sean más fuertes, los actuadores eléctricos siguen siendo comparativamente débiles.

  • Complicado 

Los diseños de los actuadores eléctricos suelen ser intrincados. Los diseños complicados aumentan los riesgos de deterioro y tiempos de inactividad. 

Aplicaciones de los actuadores eléctricos

Unidad de Producción Alimentaria
Fuente: Unsplash 

Eche un vistazo a las principales industrias en las que las aplicaciones deseadas utilizan diferentes actuadores eléctricos: 

  • Industria del automóvil y robótica 

El sector del automóvil y muchos otros utilizan actualmente la robótica para aumentar la calidad y precisión de la producción y gestionar los gastos de producción. Los complejos requisitos de la robótica se satisfacen con actuadores lineales eléctricos. Pueden controlar y repetir movimientos increíblemente detallados, velocidades de aceleración y deceleración y aplicación de fuerzas. Además, son capaces de integrar todos estos movimientos en muchos ejes a la vez.

  • Fabricación de alimentos y bebidas 

Los actuadores lineales eléctricos son limpios y silenciosos, lo cual es importante en los sectores de alimentación y bebidas. Además, se necesitan estrictos procedimientos de lavado para aplicaciones relacionadas con alimentos y bebidas, semiconductores, dispositivos médicos y algunos otros tipos de equipos. Los actuadores eléctricos conservan diseños lisos con hendiduras limitadas que podrían albergar bacterias o suciedad y son resistentes a la corrosión. Estos actuadores de válvulas pueden denominarse válvulas de aceite ya que se utilizan principalmente en los sectores del petróleo y el gas. 

  • Ventanas y ventilación 

En los edificios de producción y en diferentes procedimientos interiores a gran escala se instalan sistemas de ventilación de gran potencia. Sin embargo, en algunas circunstancias también es preferible la ventilación natural, sobre todo para regular la temperatura interior. La apertura y cierre a distancia de ventanas grandes y altas se simplifica con la ayuda de actuadores eléctricos.

  • Máquina agrícola 

Aunque los actuadores hidráulicos se utilizan con frecuencia para accionar maquinaria e implementos de gran tamaño, los actuadores eléctricos pueden instalarse en lugar de los hidráulicos en dispositivos que manipulan directamente alimentos o requieren movimientos precisos. Se trata de cosechadoras para trillar y transportar grano, esparcidores con boquillas ajustables y tractores.

  • Panel solar

Los paneles solares deben inclinarse directamente hacia el sol para obtener el mejor rendimiento. Los actuadores eléctricos permiten a los servicios públicos y las instalaciones comerciales regular de forma fiable y eficaz grandes paneles solares. Estas válvulas actuadoras también se utilizan en el sector de la generación de energía. 

  • Engranaje de corte

Los actuadores eléctricos pueden utilizarse en imprentas o plantas de fabricación de alfombras para elevar y bajar las cuchillas de corte. Además, este sector requiere limpieza, que pueden proporcionar los actuadores eléctricos. 

Conclusión 

La energía eléctrica se transforma en movimiento mediante actuadores eléctricos. Estos actuadores tienen diversas formas y capacidades. Los actuadores eléctricos son superiores a sus alternativas, ya que son más fáciles de instalar, más precisos y más asequibles. Además, pueden emplearse en numerosas aplicaciones sin riesgo alguno.

Los ejemplos de aplicaciones de los actuadores eléctricos incluyen la agricultura, la automoción, los paneles solares, la alimentación y las industrias manufactureras. Lo mejor es hablar con un fabricante de válvulas industriales de confianza para obtener válvulas de la mejor calidad para sus necesidades industriales y comerciales a un precio económico.

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