- Dimensiones y especificaciones
- Pruebas de banco
- Pruebas de laboratorio
- Pruebas de campo
- Conclusión
- Lista de verificación para las pruebas
Descripción general
Encontrar el actuador adecuado para su aplicación puede ser un desafío, especialmente cuando se trata de un reemplazo directo. Entonces, ¿cómo asegurarse de que el actuador seleccionado sea el correcto para su aplicación? Repasaremos cada paso que debe seguir y le guiaremos a través del proceso de prueba de un actuador de muestra. También hemos incluido una práctica lista de verificación al final, para garantizar que cumpla con todos los requisitos de prueba del actuador lineal.
Dimensiones y especificaciones físicas: Inspección visual
Figura 1
El aspecto visual puede ser un factor importante al seleccionar un actuador. Esto es especialmente relevante en aplicaciones donde estará visible durante el funcionamiento normal y debe resultar atractivo para el cliente. La calidad de fabricación de un actuador se puede determinar, en cierta medida, observando la unidad e inspeccionando la calidad de la mano de obra. Esta será la primera impresión que cause el producto.
Tras la primera impresión, lo siguiente que hay que comprobar son las dimensiones de la distancia entre orificios (H2H) retraída. Esta es la distancia desde el centro del orificio de montaje inferior hasta el centro del orificio de montaje superior. Es fundamental asegurarse de que esta dimensión coincida con la distancia entre el centro del orificio de montaje inferior y el centro del orificio de montaje superior de su aplicación. Si la distancia H2H del actuador es menor que la de su aplicación, podemos solucionarlo fácilmente fabricando una unidad a medida con la distancia H2H requerida. Pero si la distancia H2H del actuador es mayor que la de la aplicación, entonces es necesario ajustar la aplicación o podemos ayudarle a buscar una unidad diferente.
Una vez verificada la dimensión H2H y comprobado que todo encaja, el siguiente paso es asegurarse de que el recorrido del actuador proporcione el movimiento adecuado. Para ello, si ninguno de nuestros tamaños de recorrido en stock le sirve, podemos fabricar a medida la longitud de recorrido necesaria para su aplicación.
Una vez verificadas las dimensiones físicas del actuador, pasaremos al siguiente paso:
Pruebas de banco
Ahora que ha confirmado la funcionalidad física de su actuador, el siguiente paso es realizar una serie de pruebas de banco para asegurar que se ajuste a la aplicación deseada. Estas pruebas de banco deben realizarse antes de profundizar en las pruebas de laboratorio y pueden ser relativamente rápidas. Constan de tres pruebas principales:
- Velocidad
- Consumo de corriente
- niveles de sonido/ruido
No es necesario realizar ninguna de estas tres pruebas, ya que depende de la aplicación. Por ejemplo, si su aplicación implica el uso de un actuador lineal en un entorno industrial, es posible que no sea necesario medir su nivel de ruido, dado que estos entornos suelen ser bastante ruidosos. Sin embargo, si utiliza el actuador lineal para abrir una puerta, la velocidad y el nivel de ruido son parámetros fundamentales. Utilice su criterio para evaluar qué pruebas de laboratorio considera importantes para su aplicación.
Velocidad
La prueba de velocidad lineal consiste en medir el tiempo que tarda el actuador lineal en extenderse y retraerse por completo. Esto proporciona un valor en pulgadas por segundo que se puede comparar con el valor indicado en la hoja de datos del actuador lineal. Cabe destacar que este valor de velocidad es solo una estimación aproximada, ya que se realizarán pruebas de velocidad más precisas durante los ensayos de laboratorio.
Como se mencionó anteriormente, según la aplicación, algunas pruebas son más importantes que otras. En este caso, la velocidad es importante en aplicaciones como abrir una puerta o escotilla, o manipular artículos en una línea de montaje.
Para realizar una medición rápida de la velocidad, siga los pasos que se indican a continuación:
- Alimente el actuador lineal según sus especificaciones eléctricas. Dado que se trata solo de una prueba de banco, no es necesario conectar interruptores ni una caja de control. Simplemente aplique un voltaje positivo y negativo desde una fuente de alimentación o batería para que la varilla se extienda o retraiga por completo.
- Una vez que la varilla haya alcanzado su posición final, coja un cronómetro y póngalo a cero.
- Conecta los cables a la fuente de alimentación o a la batería y prepárate para poner en marcha el temporizador en el momento en que la varilla empiece a extenderse o retraerse.
- Detén el cronómetro cuando alcance su posición extendida/retraída, anota el tiempo y repite el proceso en la dirección opuesta.
- Divide el recorrido del actuador lineal entre el tiempo que tarda en extenderse/retraerse. Por ejemplo, si el recorrido de tu actuador es de 40 pulg y tarda 10 segundos en extenderse/retraerse, la velocidad es de 4 pulg/segundo.
Compare esta medición de velocidad con la hoja de datos del actuador lineal para determinar si coincide. Esta medición es solo una prueba inicial y ayudará a determinar si se trata del actuador lineal adecuado para la aplicación. La velocidad disminuirá bajo carga y si el voltaje aplicado es inferior al nominal. Tenga en cuenta que, según el tipo y el fabricante del actuador, puede existir una tolerancia de velocidad. Si su medición de velocidad difiere significativamente de las especificaciones nominales, lo mejor es contactar al fabricante para obtener ayuda.
Consumo de corriente
Es importante comprobar el consumo de corriente del actuador lineal sin carga, ya que esto demuestra que funciona según las especificaciones de su hoja de datos. Además, determinar la corriente garantiza que el sistema pueda soportarla y ayuda a encontrar los componentes adecuados para el actuador lineal (por ejemplo, una fuente de alimentación y una caja de control con la capacidad suficiente).
Simplemente conecte un multímetro en serie con uno de los cables de un actuador lineal motorizado y observe la lectura de amperaje mientras extiende o retrae la varilla. Con base en esta lectura, podrá determinar una fuente de alimentación que pueda soportar esa corriente. Tenga en cuenta que el consumo de corriente aumentará cuando el actuador lineal esté bajo carga.
Niveles de sonido/ruido
Como ya se mencionó, el nivel de ruido de un actuador puede no ser crítico si se va a utilizar en una aplicación industrial. Sin embargo, para aplicaciones de consumo, como una puerta/escotilla o una palanca dentro de una cafetera, es necesario determinar el nivel de ruido.
Utilice un sonómetro cerca del actuador lineal mientras lo acciona para extender o retraer la varilla. Asegúrese de realizar esta prueba en un entorno silencioso para evitar que el ruido ambiental altere los resultados. Anote el valor más alto en decibelios. ¿Y ahora qué? ¿Cómo se relaciona este valor con la decisión de si es ruidoso o ideal para su aplicación? Utilice la tabla a continuación, que muestra sonidos comunes y su valor en decibelios, para determinar el nivel de ruido del actuador lineal y si se encuentra dentro del rango adecuado para su aplicación.
Pruebas de laboratorio
Una vez finalizadas las pruebas de banco del actuador lineal, es momento de probarlo bajo carga. La carga debe coincidir con la esperada en la aplicación deseada. Los métodos de prueba de banco son aplicables a las pruebas de laboratorio, con algunas adiciones. Las pruebas de laboratorio también incluyen:
- Prueba de velocidad de carga real
- Prueba de consumo de corriente del sistema
- Prueba de compatibilidad ambiental
- Prueba de ciclo de trabajo
- Prueba de ciclo de vida acelerada
- Compatibilidad de retroalimentación
Al realizar estas pruebas de laboratorio, obtendrá una mayor precisión en la compatibilidad del actuador elegido con su aplicación.
Prueba de velocidad de carga real
Los resultados de la prueba de banco de velocidad indicarán la velocidad máxima posible para su actuador lineal. Cuando el actuador está bajo carga, su velocidad disminuye a un ritmo proporcional a la carga ( consulte el gráfico anterior como referencia). Medir la velocidad del actuador lineal bajo carga le ayudará a determinar si aún se encuentra dentro del rango de funcionamiento adecuado para su aplicación.
Para medir la velocidad del actuador lineal, asegúrese de cargarlo con un peso similar al que tendrá en su aplicación. A continuación, repita el proceso paso a paso utilizado en la prueba de velocidad con un cronómetro. Este método es para aplicaciones donde la velocidad no es un factor crucial.
Para aplicaciones que requieren mediciones de velocidad precisas para el actuador lineal bajo carga, utilice un sistema automatizado de medición de tiempo. Este sistema utiliza un microcontrolador, como un Arduino, con código que inicia y detiene un temporizador cuando se activa cualquiera de los dos interruptores de límite de carrera del actuador lineal. Si este es su caso, contáctenos; podemos ayudarle a configurar un dispositivo para lograrlo.
Por último, dependiendo de la aplicación, también puede que desee probar los límites de su actuador lineal aplicando una carga cercana a su carga máxima nominal para ver cómo cambia la velocidad y cómo responde el actuador lineal (por ejemplo, ¿se calienta el motor? ¿El movimiento de la carrera sigue siendo suave y controlado?).
Consumo de corriente del sistema
Dado que el actuador lineal ahora está bajo carga, su velocidad disminuirá y consumirá más corriente. Conocer el consumo de corriente del actuador lineal bajo carga ayudará a seleccionar una fuente de alimentación adecuada. Es importante tener en cuenta otros componentes eléctricos conectados al actuador lineal, como la caja de control, los sensores activos, etc. Estos componentes adicionales pueden consumir corriente de la fuente de alimentación, lo que podría provocar que el actuador lineal no reciba la corriente suficiente para alcanzar su capacidad máxima de carga.
Para medir el consumo de corriente del actuador lineal bajo carga, utilice un multímetro, como en la prueba de banco. Como alternativa, al igual que en la prueba de velocidad de laboratorio, utilice un microcontrolador con un módulo sensor de corriente conectado en serie. Si necesita ayuda para configurar un dispositivo para realizar esta prueba, no dude en contactarnos.
Una vez que conozca el consumo de corriente de todo su sistema, podrá dimensionar la fuente de alimentación en consecuencia para garantizar que el actuador lineal reciba suficiente corriente cuando esté a plena carga.
Compatibilidad ambiental
Los actuadores lineales de Progressive Automations cuentan con la clasificación de protección internacional (IP). Esta clasificación indica la resistencia del producto a la entrada de líquidos y polvo. El sistema de clasificación IP utiliza dos dígitos para definir el grado de protección de todos los productos. El primer dígito representa la protección contra sólidos y el segundo contra líquidos.
Una vez que un producto haya completado las pruebas en una instalación aprobada, obtendrá una clasificación numérica específica, que se puede descifrar utilizando la tabla de clasificación IP que se muestra a continuación:
Según la aplicación, probar el grado de protección IP de un actuador lineal puede resultar útil. Por ejemplo, si sabe que su actuador lineal estará expuesto a mucha agua, el modelo PA-10 cuenta con el grado de protección IP más alto, IP68M e IP69K. Puede funcionar bajo el agua y resistir chorros de agua a alta presión cuando no está en movimiento. La mejor manera de probar este tipo de actuador lineal es simplemente sumergirlo en agua y dejarlo funcionar.
Sin embargo, las unidades con clasificación IP66, como el actuador lineal PA-04 y el mini actuador industrial PA-09, también pueden soportar la entrada de polvo y líquidos moderados. Estos actuadores lineales son ideales para pruebas en el entorno de la aplicación prevista. Si sabe que el actuador lineal no estará expuesto al polvo ni al agua, puede optar por una clasificación IP inferior para su aplicación.
La clasificación IP no evalúa la resistencia a la intemperie durante cambios estacionales ni periodos prolongados (por ejemplo, años a la intemperie en diferentes estaciones). Por lo tanto, considere el entorno en el que utilizará el actuador lineal para asegurarse de que sea adecuado para dicho entorno. Progressive Automations ofrece diversas certificaciones además de la clasificación IP. Estas certificaciones podrían ser requisitos aplicables a su aplicación. Contáctenos si necesita certificaciones específicas para su actuador o aplicación.
En general, si existe riesgo de exposición al agua, lo más recomendable es montar el actuador con el extremo de carrera apuntando hacia abajo. De esta forma, la gravedad alejará el líquido de la carcasa del motor y ayudará a prevenir fallos prematuros.
Ciclo de trabajo
El ciclo de trabajo de un actuador lineal es la relación entre el tiempo de encendido y el tiempo de apagado, y se expresa como un porcentaje. Si su aplicación requiere que el actuador lineal funcione continuamente, el ciclo de trabajo es fundamental para evitar que el motor se queme. En este caso, el ciclo de trabajo debería ser del 100 %.
Para lograr un ciclo de trabajo del 100 %, se requiere un motor de CC sin escobillas, en lugar de un motor de CC con escobillas estándar. Para los actuadores lineales con motor de CC con escobillas, Progressive Automations ofrece un ciclo de trabajo del 20 %, lo que limita su tiempo de funcionamiento. El ciclo de trabajo de los actuadores lineales de Progressive Automations se basa en un período de 20 minutos; esto significa que, con un ciclo de trabajo del 20 %, el actuador lineal puede funcionar de forma continua durante 4 minutos y luego necesita descansar durante 16 minutos.
El mismo principio se aplica a cualquier tiempo inferior a 20 minutos. Por ejemplo, si se utiliza durante 10 minutos con un ciclo de trabajo del 20 %, el actuador lineal puede funcionar durante 2 minutos y luego necesita descansar durante 8 minutos. Cualquier tiempo superior a 20 minutos con un ciclo de trabajo del 20 % dañará el motor debido al sobrecalentamiento.
La mejor manera de probar el ciclo de trabajo de su actuador lineal es configurándolo con un microcontrolador, como se indicó anteriormente. Sin embargo, será necesario ajustar el código para que el actuador se encienda y apague a intervalos regulares (por ejemplo, funcionar durante 2 minutos, descansar durante 8 minutos y repetir el ciclo). Asegúrese de que el actuador esté cargado correctamente y revise el sistema a intervalos regulares para verificar que siga funcionando según lo previsto. Repita la prueba hasta que esté seguro de que el actuador lineal funcionará correctamente en su aplicación.
Prueba de ciclo de vida acelerada
Una vez verificadas todas las especificaciones, es importante asegurarse de que la vida útil del actuador sea suficiente. Ofrecemos actuadores con una vida útil de 20 000 ciclos y también de 300 000 ciclos. Algunas aplicaciones requieren que el actuador funcione solo una vez al día, mientras que otras requieren que funcione cientos de veces al día. En situaciones donde el actuador se utilizará con frecuencia, es fundamental garantizar que cumpla con la vida útil requerida para la aplicación. Algunas aplicaciones no permiten la fácil extracción de piezas, por lo que es importante asegurarse de que el actuador tenga una vida útil suficiente.
Esto se puede lograr utilizando una plantilla sencilla (si tiene experiencia en la creación de este tipo de configuraciones). Si desea realizar pruebas aceleradas por su cuenta, pero no sabe cómo hacerlo, no dude en contactarnos y le proporcionaremos el equipo adecuado.
Compatibilidad de comentarios
Ciertas aplicaciones y sistemas preexistentes pueden requerir actuadores con un tipo específico de retroalimentación para funcionar correctamente. Determinar la posición de un actuador es útil para aplicaciones que requieren que varios actuadores se desplacen a la misma velocidad, almacenen posiciones preestablecidas o recopilen información de posición para el análisis del usuario. Al seleccionar un actuador, es importante asegurarse de que tenga la retroalimentación adecuada para garantizar la compatibilidad con su sistema. En los actuadores lineales eléctricos, existen tres tipos principales de retroalimentación de posición:
- Retroalimentación del potenciómetro
- Retroalimentación del sensor de efecto Hall
- Retroalimentación del interruptor de límite
Retroalimentación del potenciómetro incorporado
Retroalimentación del potenciómetro
Los potenciómetros establecen contacto mecánico con los engranajes que giran dentro de los actuadores. Como resultado, el potenciómetro puede conservar su información de posición sin necesidad de volver a su posición inicial si el sistema pierde energía. Dado que los potenciómetros son simplemente divisores de voltaje con una resistencia grande, también son eficaces para lidiar con la interferencia electromagnética (EMI). La mayor ventaja de este tipo de retroalimentación es su simplicidad para aplicaciones que requieren soluciones rápidas y sencillas, sin exigir tanta precisión.
Retroalimentación del sensor de efecto Hall incorporado
Retroalimentación del sensor de efecto Hall
Los sensores de efecto Hall generan pulsos eléctricos cuando el imán se alinea con la electrónica de detección. Por ello, son ideales para aplicaciones de alta velocidad y permiten preprogramar ciertos ángulos del eje del motor. Al no requerir contacto, son útiles en entornos exigentes, altamente resistentes al desgaste y fiables incluso en entornos con fuertes impactos. Esta es la opción de retroalimentación ideal si su aplicación exige fiabilidad, precisión y una larga vida útil.
Ejemplo de retroalimentación de interruptor de límite
Retroalimentación del interruptor de límite
La función de las señales de retroalimentación de los interruptores de límite es permitir que un sistema determine si el actuador ha activado físicamente los interruptores de límite internos. Este tipo de retroalimentación es sencilla y útil para aplicaciones que solo requieren información sobre si el actuador ha alcanzado las posiciones de máxima extensión o máxima retracción.
Pruebas de campo
Las pruebas de campo también se consideran una parte crucial del procedimiento de prueba del actuador. Tras completar las pruebas de laboratorio, se recomienda instalar el actuador en la aplicación y dejarlo funcionar durante un período predeterminado. Esto garantizará que el actuador opere bajo la carga requerida por la aplicación. Cada aplicación de un actuador lineal es diferente, por lo que el alcance de las pruebas variará según las necesidades. Sin embargo, se recomienda probar el actuador hasta los límites de la aplicación (pero dentro de las especificaciones del actuador) para asegurar que sea el adecuado.
Solo después de realizar pruebas de laboratorio y de campo se puede tomar una decisión definitiva basada en los resultados de dichas pruebas. Progressive Automations recomienda a los usuarios finales de alto volumen que realicen todas estas pruebas para evitar problemas futuros derivados de un actuador con especificaciones insuficientes en la aplicación.
Conclusión
Para evitar problemas futuros con su aplicación, es fundamental realizar todas las pruebas descritas en este libro electrónico. Cada aplicación de un actuador es única, y aunque un actuador en particular parezca la solución perfecta, aún necesita ser examinado y probado exhaustivamente. Mediante inspecciones visuales, pruebas de banco y pruebas de laboratorio, estamos seguros de que identificará cualquier debilidad y/o validará completamente que este producto es la mejor solución para usted. Como se mencionó, hemos incluido a continuación una guía de pruebas para actuadores lineales que puede imprimir y consultar durante todo el proceso de pruebas. Esto le garantizará mantenerse dentro del plazo establecido y cumplir con todos los requisitos de prueba.
Si tiene alguna pregunta o desea obtener más información sobre nuestros productos, no dude en contactarnos. Somos expertos en nuestro campo y queremos asegurarnos de que encuentre la mejor solución para su aplicación.
sales@progressiveautomations.com
Lista de verificación para las pruebas
