ACTUADOR
Unactuadores un dispositivo capaz de transformar energa
hidrulica, neumtica o elctrica en la activacin de un proceso con la
finalidad de generar un efecto sobre un proceso automatizado. Este
recibe la orden de un regulador o controlador y en funcin a ella
genera la orden para activar un elemento final de control como, por
ejemplo, una vlvula.Existen varios tipos de actuadores como son:
Electrnicos Hidrulicos Neumticos ElctricosLos actuadores
hidrulicos, neumticos y elctricos son usados para manejar aparatos
mecatrnicos. Por lo general, los actuadores hidrulicos se emplean
cuando lo que se necesita es potencia, y los neumticos son simples
posicionamientos. Sin embargo, los hidrulicos requieren mucho
equipo para suministro de energa, as como de mantenimiento
peridico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumticos
tambin son limitadas desde el punto de vista de precisin y
mantenimiento.
ACTUADORES ELECTRONICOSLos actuadores electrnicos tambin son muy
utilizados en los aparatos mecatrnicos, como por ejemplo, en los
robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el
futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la
demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento.Los
actuadores hidrulicos, que son los de mayor antigedad, pueden ser
clasificados de acuerdo con la forma de operacin, funcionan en base
a fluidos a presin. Existen tres grandes grupos: cilindro hidrulico
motor hidrulico motor hidrulico de oscilacin
Cilindro hidrulicoDe acuerdo con su funcin podemos clasificar a
los cilindros hidrulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de accin
doble. En el primer tipo se utiliza fuerza hidrulica para empujar y
una fuerza externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se
emplea la fuerza hidrulica para efectuar ambas acciones. El control
de direccin se lleva a cabo mediante un solenoide que se muestra a
continuacin En el interior poseen un resorte que cambia su
constante elstica con el paso de la corriente. Es decir, si circula
corriente por el pistn elctrico este puede ser extendido
fcilmente.
Cilindro de presin dinmicaLleva la carga en la base del
cilindro. Los costos de fabricacin por lo general son bajos ya que
no hay partes que resbalen dentro del cilindro.
Cilindro de efecto simpleLa barra est solo en uno de los
extremos del pistn, el cual se contrae mediante resortes o por la
misma gravedad. La carga puede colocarse solo en un extremo del
cilindro.
Cilindro de efecto dobleLa carga puede colocarse en cualquiera
de los lados del cilindro. Se genera un impulso horizontal debido a
la diferencia de presin entre los extremos del pistn
Cilindro telescpicoLa barra de tipo tubo multietpico es empujada
sucesivamente conforme se va aplicando al cilindro aceite a presin.
Se puede lograr una carrera relativamente en comparacin con la
longitud del cilindro
Motor hidrulicoEn los motores hidrulicos el movimiento rotatorio
es generado por la presin. Estos motores los podemos clasificar en
dos grandes grupos: El primero es uno de tipo rotatorio en el que
los engranajes son accionados directamente por aceite a presin, y
el segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es generado
por la accin oscilatoria de un pistn o percutor; este tipo tiene
mayor demanda debido a su mayor eficiencia. A continuacin se
muestra la clasificacin de este tipo de motores
Motor de engranaje Tipo rotatorio motor de veleta Motor de hlice
Motor hidrulico Motor de leva excntrica Pistn axial Tipo oscilante
Motor con eje inclinado Motor de engranaje El aceite a presin fluye
desde la entrada que acta sobre la cara dentada de cada engranaje
generando torque en la direccin de la flecha. La estructura del
motor es simple, por lo que es muy recomendable su uso en
operaciones a alta velocidad.
Motor con pistn eje inclinadoEl aceite a presin que fluye desde
la entrada empuja el pistn contra la brida y la fuerza resultante
en la direccin radial hace que el eje y el bloque del cilindro
giren en la direccin de la flecha. Este tipo de motor es muy
conveniente para usos a alta presin y a alta velocidad. Es posible
modificar su capacidad al cambiar el ngulo de inclinacin del
eje.
Motor oscilante con pistn axialTiene como funcin, el absorber un
determinado volumen de fluido a presin y devolverlo al circuito en
el momento que ste lo precise.
ACTUADORES NEUMATICOSA los mecanismos que convierten la energa
del aire comprimido en trabajo mecnico se les denomina actuadores
neumticos. Aunque en esencia son idnticos a los actuadores
hidrulicos, el rango de compresin es mayor en este caso, adems de
que hay una pequea diferencia en cuanto al uso y en lo que se
refiere a la estructura, debido a que estos tienen poca
viscosidad.En esta clasificacin aparecen los fuelles y diafragmas,
que utilizan aire comprimido y tambin los msculos artificiales de
hule, que ltimamente han recibido mucha atencin. De efecto simple
Cilindro neumtico Actuador neumtico De efecto doble Con engranaje
Motor neumtico Con veleta Con pistn Con una veleta a la vez
Multiveleta Motor rotatorio Con pistn De ranura vertical De mbolo
Fuelles, diafragma y msculo artificial Cilindro de efecto
simple
CremalleraTransforman un movimiento lineal en un movimiento
rotacional y no superan los 360
Rotativos de paletasSon elementos motrices destinados a
proporcionar un giro limitado en un eje de salida. La presin del
aire acta directamente sobre una o dos palas imprimiendo un
movimiento de giro. Estos no superan los 270 y los de paleta doble
no superan los 90.
ACTUADORES ELECTRICOSLa estructura de un actuador elctrico es
simple en comparacin con la de los actuadores hidrulicos y
neumticos, ya que slo requieren de energa elctrica como fuente de
poder. Como se utilizan cables elctricos para transmitir
electricidad y las seales, es altamente verstil y prcticamente no
hay restricciones respecto a la distancia entre la fuente de poder
y el actuador.Existe una gran cantidad de modelos y es fcil
utilizarlos con motores elctricos estandarizados segn la aplicacin.
En la mayora de los casos es necesario utilizar reductores, debido
a que los motores son de operacin continua.Utilizacin de un pistn
elctrico para el accionamiento de una vlvula pequea.La forma ms
sencilla para el accionamiento con un pistn, seria la instalacin de
una palanca solidaria a una bisagra adherida a una superficie
paralela al eje del pistn de accionamiento y a las entradas
roscadas.Existen Alambres Musculares, los cuales permiten realizar
movimientos silenciosos sin motores. Es la tecnologa ms innovadora
para robtica y automtica, como as tambin para la implementacin de
pequeos actuadores.
PARTES DE UN ACTUADOR1. Sistema de "llave de seguridad": Este
mtodo de llave de seguridad para la retencin de las tapas del
actuador, usa una cinta cilndrica flexible de acero inoxidable en
una ranura de deslizamiento labrada a mquina. Esto elimina la
concentracin de esfuerzos causados por cargas centradas en los
tornillos de las tapas y helicoils. Las llaves de seguridad
incrementan de gran forma la fuerza del ensamblado del actuador y
proveen un cierre de seguridad contra desacoplamientos
peligrosos.
2. Pin con ranura: Esta ranura en la parte superior del pin
provee una transmisin autocentrante, directa para indicadores de
posicin e interruptores de posicin, eliminando el uso de bridas de
acoplamiento. (Bajo la norma Namur).
3. Cojinetes de empalme: Estos cojinetes de empalme barrenados y
enroscados sirven para simplificar el acoplamiento de accesorios a
montar en la parte superior. (Bajo normas ISO 5211 Y VDI).
4. Pase de aire grande: Los conductos internos para el pasaje de
aire extra grandes permiten una operacin rpida y evita el bloqueo
de los mismos.
5. Muoneras: Una muonera de nuevo diseo y de mxima duracin,
permanentemente lubricada, resistente a la corrosin y de fcil
reemplazo, extiende la vida del actuador en las aplicaciones ms
severas.
6. Construccin: Se debe proveer fuerza mxima contra abolladuras,
choques y fatiga. Su pin y cremallera debe ser de gran calibre,
debe ser labrado con maquinaria de alta precisin, y elimina el
juego para poder obtener posiciones precisas.
7. Ceramigard: Superficie fuerte, resistente a la corrosin,
parecida a cermica. Protege todas las partes del actuador contra
desgaste y corrosin.
8. Revestimiento: Un revestimiento doble, para proveer extra
proteccin contra ambientes agresivos.
9. Acople: Acople o desacople de mdulos de reposicin por
resorte, o de seguridad en caso de falla de presin de aire.
10. Tornillos de ajuste de carrera: Provee ajustes para la
rotacin del pin en ambas direcciones de viaje; lo que es esencial
para toda vlvula de cuarto de vuelta.11. Muoneras radiales y de
carga del pin: Muoneras reemplazables que protegen contra cargas
verticales. Muoneras radiales soportan toda carga radial.
12. Sellos del pin - superior e inferior: Los sellos del pin
estn posicionados para minimizar todo hueco posible, para proteger
contra la corrosin.
13. Resortes indestructibles de seguridad en caso de falla:
Estos resortes son diseados y fabricados para nunca fallar y
posteriormente son protegidos contra la corrosin. Los resortes son
clasificados y asignados de forma particular para compensar la
prdida de memoria a la cual est sujeta todo resorte; para una
verdadera confianza en caso de falla en el suministro de aire.
Los actuadores ms usuales son: Cilindros neumticos ehidrulicos.
Realizan movimientos lineales.
Motores(actuadores de giro) neumticos e hidrulicos.
Realizanmovimientos de giropor medio deenerga hidrulicao
neumtica.
Vlvulas. Las hay de mando directo, motorizadas,
electroneumticas, etc. Se emplean para regular
elcaudaldegasesylquidos.
Resistenciascalefactoras. Se emplean para calentar.
Motores elctricos. Los ms usados sonde induccin,de continua,sin
escobillasypaso a paso.
Bombas,compresoresyventiladores. Movidos generalmente por
motores elctricos de induccin.
INSTITUTO TECNOLGICO SUPERIOR DE COATZACOALCOS
HIDRULICAMATERIAJESSICA SALAZAR ORUETAALUMNOM.C. ANA GUADALUPE
MARTNEZ MUOZDOCENTEACTUADORESINVESTIGACIN 6 ASEMESTRE
GRUPOINGENIERIA PETROLERACARRERA
COATZACOALCOS, VER. 11-JUNIO-2014
