ACTUADORES MECÁNICOS

¿QUÉ ES UN ACTUADOR MECÁNICO?

Los divisores con eje paralelo intermitente o impulsiones oscilantes son mecanismos con leva diseñados para convertir el movimiento de rotación uniforme del eje de entrada al movimiento intermitente del eje de salida.

Estos mecanismos se caracterizan por tener los ejes de entrada y de salida paralelos. El movimiento es transmitido por un par de levas cilíndricas ajustadas al eje de entrada y adjuntas al detector del rodillo en el eje de salida. Los perfiles de la leva se diseñan para tener siempre dos rodillos opuestos en contacto( uno en cada leva ) para tomar la holgura: con la mejora consiguiente en la precisión, la capacidad de repetición de colocación, en ruido, disminuyendo las vibraciones y reduciendo el desgaste de las piezas. Intermitente – impulsiones oscilantes se encuentra cerrado herméticamente – cajas de hierro fundido. Dicho mecanismo emerge en los planos del montaje, en los cuales se detalla los agujeros roscados y cualquier parte del mecanismo. El mecanismo no necesita mantenimiento diario ni programado, ya que se ha utilizado una grasa lubricante en la fabricación, la cual, alarga la vida del mecanismo.

PARÁMETROS DE LOS ACTUADORES MECÁNICOS

Las impulsiones intermitentes del eje paralelo se clasifican en base de tres parámetros principales:
• Distancia entre eje de entrada y eje de salida (i)
• Número de paradas (s)
• Ángulo de dislocación (b)

La serie de impulsos estándares de ITC, incluyen una alta gama de combinaciones de estos parámetros, convenientes para cubrir la mayoría de usos de estos dispositivos. También se construyen tipos especiales para satisfacer especificaciones del cliente. La distancia entre ejes (i) determina el tamaño de la unidad y sus características mecánicas. Debe ser elegido en base de las características estáticas y dinámicas de la carga aplicada. El número de paradas (s) determina las pausas del eje de salida en el tiempo de una sola rotación. La amplitud de rotación del eje de salida entre estación y estación es llamado movimiento angular y se calcula fácilmente por una ecuación simple: H = 360/S (grados). El ángulo de dislocación (b) es el ángulo de rotación del eje de entrada, el cual, corresponde al movimiento del eje de salida entre estación y estación. El ciclo finaliza en una fase que corresponde a una rotación del eje de entrada, el ángulo de parada, el cual, no se divulga normalmente en el catalogo, por la razón, de que es fácilmente calculado por la diferencia del ángulo de todo el ciclo y el ángulo de dislocación. Un ciclo en la mayoría de unidades, corresponde a una rotación de 360º del eje de entrada en los controladores que tienen de 1 a 4 estaciones; algunas unidades, sin embargo, finalizan el ciclo con una rotación de 180º, los cuales tienen controladores de 6 a 8 estaciones.

grafica actuador mecánico oscilante
Grafico de un actuador mecánico oscilante

PARÁMETROS DE UN PROYECTO DE IMPULSOS OSCILANTES

Cada ciclo del eje de entrada de impulsiones oscilantes produce dos oscilaciones idénticas y opuestas (con o sin paradas) del eje de salida. Los parámetros requeridos para identificar una impulsión oscilante son:
• Distancia entre ejes: distancia entre el eje de entrada y el eje de salida (i)
• Movimiento angular (h)
• Amplitud angular de la fase de subida (a)
• Amplitud angular de la fase de parada (b)
• Amplitud de la fase de vuelta (c)
• Amplitud angular de la fase de parada (d)
En cuanto a impulsiones intermitentes, la distancia entre ejes (i) representa la distancia entre el eje de entrada y el eje de salida, y mide las dimensiones del mecanismo. El movimiento angular (h) es la amplitud de la oscilación.
Las amplitudes angulares son las rotaciones hechas por el eje de entrada mientras que el de salida ejecuta la subida (a)

Ciclo actuador mecánico oscilante
Ciclo actuador mecánico oscilante

Los ejes de entrada y de salida se equipan con una chaveta, la cual se puede utilizar como punto de referencia en el ajuste. Se alinean las chavetas, mientras que la impulsión oscilante se encuentra en el centro de la fase de subida (a). En el momento que se pida el mecanismo, es importante especificar, en lo referente a la dirección de rotación del eje de entrada (derecha o izquierda), si la fase de subida debe ser a la derecha o a la izquierda.

LEYES ESTÁNDARES DEL MOVIMIENTO

La experiencia a largo plazo en el campo de levas nos conducido al desarrollo de leyes del movimiento para los mecanismos producidos, las cuales representan las mejores características cinemáticas y dinámicas. Las leyes estandarizadas del movimiento son caracterizadas por las continuas curvas de la aceleración, sin variaciones agudas en cualquier punto durante el movimiento, las cuales son simétricas, coincidiendo el eje de simetría con el punto medio del movimiento; los valores iniciales y finales de la velocidad y la aceleración son cero. Cada ley se diferencia por su propia velocidad (Cv) y aceleración (Ca) lo que representa respectivamente la velocidad máxima y aceleración por un cambio unitario seguido de un tiempo unitario. Las leyes del movimiento usadas normalmente son los siguientes:
Cicloidal (Cv = 2, Ca = 6.28)
Esta curva también se conoce como curva sinusoidal. Dicha curva tiene el valor máximo de aceleración, entre los estándares, pero también es la que hace el cambio más suave de la aceleración cero hasta la aceleración máxima.
Cicloidal modificada (Cv = 1.76, Ca = 5.53)
Esta curva se obtiene de la combinación de la curva sinusoidal y la curva sinusoidal de la aceleración. Su principal característica es que ofrece, entre las curvas estandarizadas, el paso más suave entre la aceleración máxima y los valores de la desaceleración máxima. También se conoce como sinusoidal modificada.
Trapezoidal modificada (Cv = 2, Ca = 4.89)
Esta curva se obtiene de la combinación de la aceleración de la curva sinusoidal y la curva constante de la aceleración. Su principal característica es que, entre las curvas estandarizadas, tiene la aceleración máxima más baja.
Sinusoidal modificada con cambio de velocidad constante (Cv = 1.4, Ca = 6.62)
Esta curva se obtiene de la curva cicloidal modificada. La inserción de un cambio de la velocidad constante y la aceleración cero en el punto medio de la curva de aceleración reduce la velocidad máxima y hace esta curva especialmente conveniente para hacer uso de los movimientos largos. Esta curva es el prototipo de una familia de curvas derivadas, caracterizadas por sus valores levemente diversos de los coeficientes de la aceleración y de la velocidad, los cuales se aplican en casos específicos, donde están más ventajosas que curvas normalizadas estándares.

NOTAS SOBRE LAS DIMENSIONES

El modelo de plato divisor que elija, se debe ser consciente, que mientras que para las maquinas automáticas puede parecer útil maximizar el tiempo del proceso y reducir al mínimo el tiempo de la parada, el alargar el tiempo dedicado a la parada supone una disminución de las vibraciones y las cargas elásticas de la inercia. En hecho, la fuerza de torsión debido a la inercia es directamente proporcionas al cuadrado del número de ciclos e inversamente proporcional al cuadrado del ángulo de la parada. La mejor solución reside entre el tiempo de parada y el tiempo del resto del ciclo.
El cálculo de la fuerza de torsión aplicada al eje de salida es esencial para la distancia entre los ejes del controlador paso a paso que elige (i). Aumentando (i), el controlador paso a paso puede tolerar la mayor fuerza de torsión en el eje de salida. La fuerza de torsión aplicada al eje de salida se divide en la fuerza de torsión estática (Ms) y la fuerza de torsión dinámica (Mu). La primera es una constante del mecanismo, mientras que la segunda es una función que disminuye el número de ciclos, debido a las fuerzas de la inercia aplicadas al mecanismo. Al elegir el número de paradas (s), tenga en cuenta, que es mejor elegir el número más bajo posible de estaciones, para disminuir la fuerza de torsión requerida en el controlador paso a paso para hacerla salir.

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