ACTUADORESJhon Henry Avendaño G.

Fernando Montoya E.

Wilmer Ferney Pedraza

ACTUADOR

Un actuador es un dispositivo capaz de transformar energía hidráulica, neumática o eléctrica en la activación de un proceso con la finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. 

HISTORIA:

El actuador mas común es el actuador manual o humano. Es decir, una persona mueve o actúa un dispositivo para promover su funcionamiento.

Con el tiempo, se hizo conveniente automatizar la actuación de dispositivos, por lo que diferentes dispositivos hicieron su aparición.

EXISTEN VARIOS TIPOS DE ACTUADORES COMO SON:

Neumáticos

Eléctricos

Hidráulicos

Electrónicos

ACTUADORES HIDRÁULICOS

Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad, pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación, funcionan en base a fluidos a presión. Existen tres grandes grupos:

cilindro hidráulico motor hidráulico motor hidráulico de

oscilación

CILINDRO HIDRÁULICO

Existen varios tipos o clases de cilindros hidráulicos:

Cilindro hidráulico tipo buzo Cilindro hidráulico tipo simple efecto Cilindro hidráulico tipo doble efecto

CILINDRO HIDRÁULICO TIPO BUZO

Es el típico cilindro que encontramos en los gatos o elevadores hidráulicos. Ejercen la presión en una sola dirección, liberándose dicha presión cuando accionamos algún tipo de mecanismo, ya sea una palanca, llave o pulsador. Solo disponen de una cámara, se suelen montar en vertical porque el retorno se hace por la fuerza de la gravedad.

CILINDRO HIDRÁULICO TIPO SIMPLE EFECTO

Este tipo de cilindro puede ser de empuje o tracción. El retorno del vástago se realiza mediante la fuerza de la gravedad, el peso de una carga o por medio de un muelle.

CILINDRO HIDRÁULICO TIPO DOBLE EFECTO

Tiene dos cámaras, una a cada lado del émbolo. En el émbolo es donde va sujeto el vástago o pistón; y es el que hace que se desplace el vástago de un lado a otro según le llegue el fluido por una cámara u otra.

MOTOR HIDRÁULICO

Un motor hidráulico es un actuador mecánico que convierte presión hidráulica y flujo en un par de torsión y un desplazamiento angular, es decir, en una rotación o giro.

USOS

Los motores Hidráulicos se usan para variadas aplicaciones como:

en la transmision de tornos y grúas. motores de ruedas para vehículos militares. tornos autopropulsados. propulsión de mezcladoras y agitadoras,

laminadoras, trituradoras para coches, torres de perforación y zanjadoras.

También en los últimos años se usan en atracciones para alcanzar grandes velocidades en poco tiempo.

MOTOR HIDRAULICO DE OSCILACION

ACTUADORES NEUMÁTICOSA los mecanismos que convierten la energía del

aire comprimido en trabajo mecánico se les denomina actuadores neumáticos.

El trabajo realizado por un actuador neumático puede ser lineal o rotativo.

Hay básicamente dos tipos deActuadores neumáticos:

Lineales Rotatorios

ACTUADORES

Los actuadores lineales generan una fuerza en línea recta, tal como haría un pistón. Los actuadores rotatorios generan una fuerza rotatoria, como lo haría un motor eléctrico.

ACTUADORES LINEALES: Los actuadores lineales electromecánicos ,

son una combinación con motores eléctricos, cuyo efecto es el desplazamiento del vástago de un cilindro, con total control.

EXISTEN ALGUNOS TIPOS DE CILINDROS :

cilindros de simple efecto cilindros de doble efecto cilindros de doble vástago

CILINDROS DE SIMPLE EFECTO

Un cilindro de simple efecto desarrolla un trabajo sólo en un sentido. El émbolo se hace retornar por medio de un resorte interno o por algún otro medio externo como cargas, movimientos mecánicos, etc.

CILINDROS DE DOBLE EFECTO

Los cilindros de doble efecto son aquellos que realizan tanto su carrera de avance como la de retroceso por acción del aire comprimido.

CILINDROS DE DOBLE VÁSTAGO

Este tipo de cilindros tiene un vástago corrido hacia ambos lados. 

La fuerza es igual en los dos sentidos, este tipo de cilindros recibe también la denominación de cilindro.

VENTAJAS

El movimiento se efectúa a velocidad

uniforme. Fácil montaje en cualquier posición;

horizontal, vertical o inclinada. Solamente consume energía mientras actúa. Funcionamiento silencioso. La fuerza de empuje y tracción es constante e

igual en ambos sentidos. Insensible en gran medida a las variaciones

de temperatura. No precisa mantenimiento durante largos

períodos.

CARACTERÍSTICAS

Poderosos motores AC Velocidad casi constante durante

operaciones de cambio de carga Bobinados adaptados para la aplicación con

inversores de frecuencia. Operación con temperaturas entre -20 y +50

°C Posibilidades de control individuales

ACTUADORES ROTATORIOS:

El objetivo principal del actuador rotatorio es generar un movimiento giratorio. El movimiento debe estar limitado a un ángulo máximo de rotación. Normalmente se habla de actuadores de cuarto de vuelta, o 90º; fracción de vuelta para ángulos diferentes a 90º,por ejemplo 180º; que son los actuadores multivuelta.

ROTATIVOS

Motores Piñón - cremallera– Forma

compacta de construcción y altas velocidades de giro

– Capaces de absorber una gran fuerza de impacto al alcanzar sus posiciones finales de carrera

Clasificación

Motor de engranes

Aletas celulares

Motor de pistón

Exteriores Interiores Anular

Fuerza exterior

Fuerza interior

Radial Axial

MOTORES :

MOTORES :

Motor de pistón radial

• Giro sh y sch• Velocidades hasta de

5000 rpm• Potencia de 1.5 a 19

kw

MOTORES :Motor de pistón axial

Los pistones van dispuestos perpendicularmente al eje del motor.

SISTEMA PIÑÓN – CREMALLERA

SISTEMA PIÑÓN – CREMALLERA

Alta capacidad de energía-absorción

Gira 270 grados Incremento en capacidades de la

carga con absorbentes del susto íntegros

Torque hasta 20 Nm

ACTUADORES ELECTRÓNICOS

Los actuadores electrónicos también son muy utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.

ACTUADORES ELÉCTRICOS

Este tipo de actuador presenta gran control sencillez y precisión, por tanto son los mas utilizados en los robots industriales actuales.

Existen tres tipos: Motores de corriente continua DC Motores de corriente alterna AC Motores paso a paso

MOTORES DC

Son los mas usados en la actualidad debido a su facilidad de control. En este caso, se utiliza en el propio motor un sensor de posición (Encoder) para poder realizar su

control.Las velocidades de rotación que se consiguen con estos

motores son del orden de 1000 a 3000 rpm con un comportamiento muy lineal y bajas constantes de tiempo. Las potencias que pueden manejar de w hasta kw.

Las desventajas del motor de corriente continua son el obligado mantenimiento de las escobillas, además de que no es posible mantener el par con el rotor parado mas de unos segundos, debido a los calentamientos que se producen en el colector.

CARACTERÍSTICAS:

APLICACIONES:

MOTORES AC

Los motores de inducción son los más empleados de todos los tipos, por su poco mantenimiento y robustez.Entre los diferentes tipos de motores de AC

que han aparecido en el mercado para variar la velocidad, ninguno ha sido aceptado por la industria. Tanto que aún se buscan los motores de rotor devanado para arranques pesados y un control burdo de velocidad, lo que es suficiente en algunas aplicaciones.

Las mejoras que se han introducido hacen que se presenten como un gran competidor de los motores de DC, esto se debe principalmente a:

Construcción de rotores síncronos sin escobillas Uso de convertidores estáticos Empleo de la microelectrónica

Se divide en: Motores síncronos Motores asíncronos

MOTORES SÍNCRONOS

La velocidad de giro depende únicamente de la frecuencia de la tensión que alimenta el inducido, para poder variar esta con precisión, el control de velocidad se realiza mediante un convertidor de frecuencia.

MOTORES ASÍNCRONOS

Los motores asíncronos son un tipo de motores eléctricos de corriente alterna. El primer prototipo de motor eléctrico capaz de funcionar con corriente alterna.

APLICACIONES:

MOTORES PASO A PASO

Los motores paso a paso se puede controlar posicionamiento sin recurrir a costosos servosistemas.

 Existen dos tipos de motores paso a paso:

De imanes permanentes.  De reluctancia variable.  

RELUCTANCIA VARIABLE

El rotor posee una polarización magnética constante, gira para orientar sus polos de acuerdo al campo magnético creado por las fases del estator

El rotor esta formado por un material ferro-magnético que tiende a orientarse de modo que facilite el camino de las líneas de fuerza del campo magnético generada por las bobinas del estator.

IMANES PERMANENTES

CARACTERÍSTICAS MOTOR PASO A PASO:

APLICACIONES:

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LOS ACTUADORES ELECTRICOS:

DESVENTAJAS

Potencia limitada

VENTAJAS:

PrecisosFiablesFácil controlSencilla instalaciónsilenciosos

GRACIAS…