¿Cuáles son las diferencias entre los actuadores lineales y rotativos?

May 05, 2023

Según la naturaleza del movimiento de salida, los actuadores se pueden dividir en lineales y giratorios. Cada uno de estos está disponible en diferentes versiones y configuraciones que ayudan a obtener el resultado deseado.

Peter Jacob, director sénior de marketing | Maestros CNC

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

Examinemos esto de cerca en las siguientes secciones:

Fuente

Como su nombre lo indica, los actuadores lineales mueven un objeto a lo largo de una línea recta, generalmente de un lado a otro. Utiliza una correa y polea, cremallera y piñón, o mecanismos de husillo de bolas para convertir el movimiento del motor eléctrico de rotativo a lineal. Están diseñados para atravesar 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 ásperos y adversos.

Diseño compacto con mayor confiabilidad y operación a prueba de fallas

Mantiene la robustez

Los actuadores lineales generalmente se usan en aplicaciones donde es necesario empujar, tirar, levantar, bajar, posicionar o rotar cargas. Dichos movimientos a menudo se requieren en las siguientes industrias:

Procesamiento y envasado de alimentos

Automotor

manejo de materiales

Automatización industrial

Defensa

Aeroespacial

Dispositivos farmacéuticos y de medicina

Energia limpia

Impresión

Fuente

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 acciones de motor de rotación continua, alimentación intermitente, mezclado, sujeción por tornillo, volteo y descarga. Dado que la dirección de la fuerza aplicada se aleja 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 un 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

Par constante durante la rotación de ángulo completo

Compatibilidad con una variedad de diámetros.

Eje hueco con juego cero

El doble de la salida 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 rotatoria 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 vigilancia

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, generalmente en un movimiento de ida y vuelta. Por el contrario, los actuadores giratorios se mueven en grados angulares con referencia 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, la cremallera y el piñón convierten el movimiento giratorio en sus contrapartes lineales.

Algunas otras diferencias entre los actuadores lineales y rotativos se describen a continuación:

Un actuador lineal ofrece un movimiento de vaivén, mientras que un actuador giratorio ayuda con un movimiento de balanceo.

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

Los actuadores lineales consisten en un motor y una rosca de eje de engranaje. Los actuadores rotativos contienen cámaras cilíndricas huecas con barreras estacionarias y un eje central.

El movimiento de salida de los actuadores lineales está en línea con el eje de salida. En cuanto a los actuadores rotativos, el movimiento de salida es perpendicular al eje.

Dado que la obtención de 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 giratoria continua. Por el contrario, los actuadores lineales solo recorren una distancia limitada 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 se produce una cierta cantidad de compensación durante la traducción.

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

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 en 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 su elección del actuador.

Acerca de Peter Jacobs

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

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