Los sospechosos habituales en la falla del actuador eléctrico

Desde maquinaria de fabricación y equipo agrícola hasta automóviles y robots eléctricos, el actuador eléctrico impulsa el mundo moderno, literal y figurativamente. No es probable que esta dependencia cambie pronto. Significa que será cada vez más necesaria una comprensión más profunda del funcionamiento de los actuadores eléctricos.

Para desarrollar esta comprensión más profunda, es crucial conocer los problemas comunes de los actuadores eléctricos. Para aquellos con intereses en empresas industriales, en particular, saber por qué un actuador eléctrico no funciona en condiciones óptimas ayudará a reducir el tiempo de inactividad y mejorar la productividad general.

Este artículo discutirá los problemas más comunes que pueden afectar el rendimiento de un actuador eléctrico.

Piezas del actuador eléctrico

Un buen primer paso para comprender qué es lo que está mal con un actuador eléctrico que no funciona correctamente es conocer sus piezas, especialmente aquellas que suelen presentar problemas.

Hay dos categorías principales para las partes básicas de los actuadores eléctricos:el sistema eléctrico, que incluye el accionamiento y el motor, y el sistema mecánico, que incluye los acoplamientos y el actuador.

Motor

El motor que acciona un actuador eléctrico crea el movimiento giratorio a través de la rotación del husillo o del rotor. El motor, a través del eje de transmisión, está conectado a un tornillo helicoidal que posteriormente gira en una tuerca de husillo de bolas. La tuerca del husillo de bolas se mueve hacia adelante o hacia atrás a medida que gira el husillo. El actuador lineal se mueve siguiendo un pistón hueco unido a la tuerca del husillo de bolas.

La potencia del motor y el par que genera dictan la fuerza del movimiento. Los motores más potentes suelen tener aplicaciones diferentes a las de los que generan menos par.

Conducir

El accionamiento eléctrico controla el motor. Crea variaciones en la velocidad de rotación y el par que, a su vez, cambia la velocidad y la fuerza generada por el actuador lineal. Estas variaciones son esenciales para adaptar el actuador a diferentes aplicaciones.

Un mecanismo de retroalimentación, generalmente en forma de codificador o resolver, proporciona información de posición al variador para manipular el actuador en una posición ordenada. Luego, la unidad se puede programar para moverse, detenerse o volver a su posición inicial o de reposo.

Acoplamientos

Se utilizan acoplamientos para conectar el motor rotativo al husillo de bolas del actuador eléctrico.

Están hechos de varios materiales, como aluminio, acero inoxidable y otros metales. Los acoplamientos adecuados son necesarios para operaciones de precisión. Pueden afectar la suavidad de la aceleración, el control y la variación de la velocidad, el límite de la carga y el aislamiento de golpes y vibraciones. También son necesarios para sincronizar mejor los actuadores.

Actuador

El actuador, a menudo denominado actuador lineal, convierte el movimiento giratorio del motor en movimiento lineal para diferentes aplicaciones, según la fuerza, la velocidad, la capacidad de carga, la resistencia a la fricción y otros factores.

Los actuadores transmiten la velocidad y el par proporcionados por el motor a una variedad de mecanismos de accionamiento, incluidos los sistemas de transmisión de potencia de tornillo, correa y cremallera y piñón. Los componentes básicos de un actuador lineal consisten en el cuerpo del actuador, un método de transmisión de potencia (tornillo, correa o piñón y cremallera), cojinetes para soportar el tornillo, un sistema de cojinetes para soportar la carga y un carro al que se pueden conectar los componentes relacionados. montado. Por lo general, los fabricantes pueden variar el método de transmisión de potencia, así como la estructura de soporte para proporcionar diferentes características de velocidad y carga según los requisitos de la aplicación.

Problemas comunes con los actuadores eléctricos

Problema: Carga en voladizo

Causa común: El actuador está subdimensionado para la carga.

Lo más probable es que un actuador de tamaño insuficiente cause un problema de carga en voladizo. El dimensionamiento correcto de los actuadores para la aplicación es un factor crucial que a menudo se pasa por alto en favor de la rentabilidad. Sin embargo, un actuador de tamaño inferior no podrá funcionar. La mayoría de los fabricantes de actuadores brindan al usuario herramientas de dimensionamiento basadas en software para ayudarlo a seleccionar el actuador adecuado para cumplir con los criterios de la aplicación.

Para encontrar el tamaño correcto del actuador, debe poder hacer lo siguiente:

• Admite constantemente las cargas dinámicas y estáticas que se le aplican
• Desarrolle suficiente velocidad y par en todo el rango de movimiento para admitir la aplicación
• Cumplir con los factores de servicio y seguridad que puede establecer el fabricante o el usuario final

Problema: Sin movimiento de la correa

Causa común: Demasiado par de motor aplicado ha desgastado la correa o la correa está mal tensada

Si la correa no se mueve, la causa más común es que el motor está produciendo demasiado par, lo que le quita los dientes a la correa. Puede solucionarse confirmando que las especificaciones de par del motor no excedan las especificaciones de entrada de par máximo del actuador y ajustando según sea necesario.

El problema también puede indicar que la correa no tiene el tamaño de correa correcto o la tensión de correa adecuada. Las correas tienen clasificaciones de resistencia a la tracción y de trabajo que deben tenerse en cuenta cuando se emplean en aplicaciones industriales. En los actuadores sin vástago, la mala fabricación puede provocar la falta de movimiento de la correa.

Problema: Partículas presentes en el actuador

Causas comunes: El cinturón está expuesto o no hay presión de aire positiva para eliminar las partículas.

Cuando entran partículas en el sistema del actuador, lo más probable es que la causa sea la correa expuesta. Los cinturones expuestos atraen partículas del medio ambiente. Una vez que estas partículas ingresan al actuador, las operaciones pueden verse comprometidas.

Otra causa común es que la presión de aire positiva en el sistema es insuficiente o nula necesaria para eliminar las partículas.

Problema: Motor quemado

Causas comunes: El motor tiene un ciclo de trabajo incorrecto o tiene un voltaje incorrecto. También puede haber contaminación en el sistema.

Las quemaduras pueden ser causadas por motores con ciclos de trabajo inadecuados, o el porcentaje que representa cuánto tiempo puede operar el motor en comparación con cuánto tiempo necesita para descansar. El fabricante proporciona limitaciones del ciclo de trabajo. Deben tenerse en cuenta al elegir motores para diferentes aplicaciones.

El voltaje incorrecto también puede causar que el motor se queme. Pueden ocurrir quemaduras cuando un motor recibe voltajes superiores a la cantidad recomendada.

La contaminación de partículas puede causar más resistencia y demandar más torsión del motor. En última instancia, puede causar agotamiento si entran suficientes partículas en el sistema.

Problema: Los componentes fallan

Causas comunes: Vejez, dimensionamiento incorrecto y uso intensivo sostenido de componentes

Cuando los componentes del actuador eléctrico fallan, puede haber diferentes causas. El primero es la edad del componente. Con el tiempo, los componentes se desgastan y necesitarán reemplazo. La segunda causa es el uso intensivo sostenido. Cuando los componentes se usan más allá de sus clasificaciones recomendadas, son propensos a fallar.

El tamaño incorrecto también es una causa común de falla de los componentes. Los actuadores operan con medidas precisas. Incluso las disparidades mínimas pueden eventualmente causar fallas en los componentes.

Conclusión

Los actuadores eléctricos tienen muchos usos en diferentes industrias. Es importante estar familiarizado con sus problemas cotidianos para mantener el tiempo de inactividad al mínimo. Comprender las partes básicas y cómo pueden fallar es uno de los pasos más esenciales para prevenir problemas. Un actuador eléctrico puede encontrar problemas de tamaño, desgaste, contaminación, incompatibilidad y más.

Dicho esto, si bien es bueno desarrollar una comprensión del actuador eléctrico, es mejor dejar el diagnóstico, la reparación o el reemplazo en manos de profesionales como JHFoster. Equipamos empresas desde 1938. Somos expertos en automatización industrial y sistemas de aire comprimido.

Si tiene preguntas sobre problemas con actuadores eléctricos y otros problemas, comuníquese con nuestro equipo.