Guía de diseño de actuadores lineales de servicio pesado

A diferencia de los actuadores estándar, actuadores lineales de alta resistencia están construidos con materiales reforzados, sistemas de accionamiento de alta potencia y características de protección mejoradas para garantizar la confiabilidad en condiciones operativas severas. Están diseñados para Manejar cargas extremas, entornos hostiles y aplicaciones industriales exigentes.

Guía de diseño de actuadores lineales de servicio pesado


1. Especificaciones clave para actuadores de servicio pesado

Parámetro

Rango típico

Servicio extremo

Capacidad de carga

1000 a 50 000 libras

50,000 a 200,000+ libras

Longitud del trazo

6 a 120 pulgadas

Personalizado >120"

Velocidad

0,1–2 pulgadas/seg (ajustable)

Hidráulico: 4–12 pulgadas/seg.

Ciclo de trabajo

Continuo (100% ED)

Clasificado contra impacto

Protección

IP66/IP69K

A prueba de explosiones (ATEX)

2. Principales tipos de actuadores de servicio pesado

A. Cilindros hidráulicos

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Lo mejor para: Fuerza ultraalta (más de 200 000 libras), entornos hostiles

Ventajas:

Fuerza ilimitada con el tamaño de bomba adecuado

Maneja cargas de impacto extremas

Mantenimiento mínimo con sellos adecuados.

Contras:

Requiere unidad de potencia hidráulica

Posible fuga de líquido

B. Actuadores eléctricos de husillo de bolas

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Lo mejor para: 5,000–50,000 lbs, control de precisión ( actuadores de husillo de bolas de alta fuerza)

Ventajas:

Eficiencia energética

Posicionamiento preciso (±0,001")

Funcionamiento limpio (sin sistema hidráulico)

Contras:

Menor fuerza que la hidráulica

Requiere motor/caja de cambios robusta

C. Actuadores de tornillo ACME

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Lo mejor para: 10 000 a 100 000 libras donde el autobloqueo es fundamental

Ventajas:

Mantendrá la posición sin poder

Más económico que los husillos de bolas.

Contras:

Menor eficiencia (40-60%)

Desgaste más rápido bajo cargas elevadas

3. Componentes críticos del diseño

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A. Elementos estructurales


Vivienda: Acero fundido o aluminio extruido con espesor de pared de 1/2"+

varilla: Acero inoxidable endurecido (17-4PH o 316SS)

Rodamientos: Rodamientos hidrostáticos o de rodillos cónicos sobredimensionados

B. Sistemas de accionamiento


Cajas de cambios: reductor planetario (Relación de 5:1 a 100:1)

motores:

CA trifásica (10–100 HP)

CC sin escobillas (para servocontrol)

Motores hidráulicos (para cilindros)

C. Sistemas de protección


limpiaparabrisas: Sellos multilaberínticos con purga de grasa

Enfriamiento:

Chorro de aire para electricidad.

Enfriadores de aceite para hidráulica

sobrecarga:

Válvulas de alivio de presión (hidráulicas)

Limitadores de par (eléctricos)

4. Aplicaciones específicas de la industria


A. Prensas industriales


Requisitos: 50 a 200 toneladas, repetibilidad de 0,001"

Solución: Husillo de bolas servoeléctrico con retroalimentación de célula de carga

B. Equipo de minería


Requisitos: 100,000+ lbs, IP69K, a prueba de explosiones

Solución: Cilindro hidráulico con acumuladores.

C. Maquinaria costa afuera


Requisitos: resistencia a la corrosión, vida útil de 20 años.

Solución: Actuador hidráulico dúplex de acero inoxidable

5. Comparación de desempeño

Característica

Hidráulico

Husillo de bolas eléctrico

Tornillo ACME

Fuerza máxima

Ilimitado

~50,000 libras

~100,000 libras

Precisión

moderado

Excelente

bueno

Eficiencia

60-70%

80-90%

40-60%

Mantenimiento

Medio

Bajo

Medio

Huella

Grande

Compacto

moderado


6. Fabricantes líderes


Hidráulico: Bosch Rexroth, Parker Hannifin, Eaton

Eléctrico: Thomson, Rollon, PJM (Power Jack Motion)

Trabajo extremo: Helac, Hydratech, Pacoma

7. Lista de verificación de selección


► Definir requisitos de carga máxima y continua

► Determinar la longitud y velocidad de carrera necesarias

► Evaluar las condiciones ambientales (polvo, temperatura, etc.)

► Elija entre mantenimiento de posición o control dinámico

► Seleccione el sistema de retroalimentación apropiado (codificador, LVDT)

► Verifique el ciclo de trabajo y la vida útil esperada

Para aplicaciones críticas, siempre:

► Incluir un factor de seguridad del 25 al 50 % en las capacidades de carga

► Especificar sellado redundante para entornos hostiles

► Considere mecanismos de frenado/bloqueo a prueba de fallas

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