Principales Causas de Fallos en Actuadores Eléctricos y Consejos de Prevención

Desde maquinaria de fabricación y equipos agrícolas hasta autos eléctricos y robots, el actuador eléctrico impulsa el mundo moderno, literal y figurativamente. Esta dependencia no cambiará pronto. Entender su funcionamiento se vuelve cada vez más necesario.

Para desarrollar esta comprensión, aprender sobre problemas comunes es crucial. Para quienes tienen intereses en emprendimientos industriales, saber por qué un actuador no funciona en óptimas condiciones reduce tiempo de inactividad y mejora productividad.

Este artículo discute los problemas más comunes que afectan el rendimiento de un actuador eléctrico.

Partes del Actuador Eléctrico

Buen primer paso para entender fallos es conocer sus partes, especialmente las que suelen fallar.

Dos categorías principales: sistema eléctrico (variador y motor) y sistema mecánico (acoplamientos y actuador).

Motor

El motor crea movimiento rotativo mediante rotación del husillo o rotor. Conectado al husillo mediante árbol de transmisión, gira un husillo helicoidal en una tuerca de bolas. Esta tuerca se mueve adelante/atrás según gira el husillo. El actuador lineal sigue un pistón hueco unido a la tuerca.

La potencia y par del motor dictan la fuerza de movimiento. Motores más potentes tienen aplicaciones diferentes a los de menor par.

Variador

Controla el motor. Crea variaciones en velocidad rotativa y par, cambiando velocidad y fuerza del actuador lineal. Esenciales para adaptar el actuador a diferentes aplicaciones.

Un mecanismo de retroalimentación (encoder o resolver) da información posicional al variador para manipular el actuador a posición ordenada. Puede programarse para mover, detener o volver a posición de reposo.

Acoplamientos

Conectan el motor rotativo al husillo de bolas del actuador. De aluminio, acero inoxidable u otros metales. Acoplamientos adecuados son necesarios para operaciones de precisión. Afectan suavidad de aceleración, control de velocidad, límite de carga, aislamiento de golpes y vibraciones. También sincronizan mejor los actuadores.

Actuador

Convierte movimiento rotativo del motor en lineal para distintas aplicaciones, según fuerza, velocidad, capacidad de carga, resistencia a fricción, etc.

Transmiten velocidad y par del motor a mecanismos de transmisión: husillo, correa, cremallera y piñón. Componentes base: cuerpo del actuador, método de transmisión (husillo, correa o cremallera y piñón), cojinetes para soportar husillo, sistema de cojinetes para carga y carro para montar componentes. Fabricantes varían método de transmisión y estructura de cojinetes para diferentes características de velocidad y carga según requisitos.

Problemas Comunes con Actuadores Eléctricos

Problema: Carga en voladizo

Causa común: El actuador es demasiado pequeño para la carga.

Un actuador sobredimensionado causa problemas de carga en voladizo. Dimensionar correctamente es crucial, a menudo descuidado por ahorro de costos. Pero un actuador pequeño no operará. Fabricantes proveen herramientas de software para seleccionar el actuador adecuado.

Para encontrar el tamaño correcto, debe:

• Soportar consistentemente cargas dinámicas y estáticas aplicadas
• Desarrollar velocidad y par suficientes en todo el rango de movimiento
• Cumplir factores de servicio y seguridad del fabricante o usuario final

Problema: Sin movimiento de correa

Causa común: Par motor excesivo ha desdentado la correa o tensión incorrecta.

Si la correa no se mueve, la causa más común es que el motor produce demasiado par, desdentándola. Se soluciona confirmando que especificaciones de par del motor no excedan las máximas del actuador y ajustando.

También puede indicar tamaño de correa incorrecto o tensión inadecuada. Las correas tienen resistencias de trabajo y tensión que considerar. En actuadores sin vástago, mala fabricación puede causar falta de movimiento.

Problema: Partículas en el actuador

Causas comunes: Correa expuesta o no hay presión de aire positiva para eliminar partículas.

Cuando entran partículas, la causa probable es la correa expuesta, que atrae partículas del ambiente. Una vez dentro, comprometen operaciones.

Otra causa: presión de aire positiva insuficiente o nula para eliminarlas.

Problema: Motor quemado

Causas comunes: Ciclo de trabajo inadecuado, voltaje incorrecto, contaminación en el sistema.

Quemaduras por ciclos de trabajo inadecuados (porcentaje de tiempo operando vs. reposo). El fabricante da limitaciones; considérelas al elegir motores.

Voltaje incorrecto también quema motores. Voltajes superiores al recomendado causan quemaduras.

Contaminación por partículas aumenta resistencia y exige más par del motor, pudiendo causar quemadura si entran suficientes partículas.

Problema: Fallo de componentes

Causas comunes: Edad, dimensionamiento incorrecto, uso intensivo sostenido.

Cuando fallan componentes: edad (se desgastan y necesitan reemplazo), uso intensivo sostenido (más allá de ratings recomendados), dimensionamiento incorrecto (operan en medidas precisas; pequeñas disparidades causan fallos eventuales).

Conclusión

Los actuadores eléctricos tienen muchos usos en distintas industrias. Conocer sus problemas cotidianos mantiene el tiempo de inactividad mínimo. Entender partes básicas y cómo fallan es paso esencial para prevenir problemas. Pueden tener problemas de dimensionamiento, desgaste, contaminación, incompatibilidad, etc.

Aunque es bueno entender el actuador, lo mejor es dejar diagnóstico, reparación o reemplazo a profesionales como JHFoster. Equipamos negocios desde 1938. Expertos en automatización industrial y sistemas de aire comprimido.

Para dudas sobre problemas de actuadores eléctricos u otros, contacte a nuestro equipo.