Los tornillos de avance se han utilizado ampliamente para generar movimiento lineal a partir de un motor giratorio. Puede convertir el movimiento circular en movimiento lineal girando el tornillo con la tuerca fijada en su lugar o girando la tuerca mientras el tornillo permanece en su lugar. Hoy veremos dos de los tipos de tornillos más populares en la industria de la automatización: los tornillos ACME y los tornillos de rodamientos. Además, ¿cómo funciona un husillo de rodamientos y en qué se compara con un husillo ACME?
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¿Qué es un tornillo ACME?
Los tornillos ACME utilizan una rosca de forma trapezoidal para enrollarse sobre el tornillo principal. A medida que el eje gira a medida que gira el motor giratorio, las roscas empujan la tuerca del eje hacia adelante o hacia atrás dependiendo de la dirección del movimiento giratorio. Esto convierte el movimiento circular del motor en movimiento lineal sobre el eje. Todos los actuadores de Progressive Automation utilizan los sistemas de accionamiento de tornillo ACME. Para este ejemplo de actuadores lineales de tornillo ACME, usaremos uno de nuestros mini actuadores lineales PA-14. Disponemos de una amplia gama de actuadores lineales eléctricos para cualquier aplicación: ¡ haga clic para explorar !
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Los tornillos ACME ofrecen muchas ventajas para sus aplicaciones. Con el material adecuado para la tuerca, los tornillos ACME pueden lograr la autolubricación. Nuestros actuadores lineales utilizan tuercas de polímero, que proporcionan una fuerza de fricción muy baja. Esto puede reducir o incluso eliminar la necesidad de lubricación.
Por otro lado, la tuerca metálica puede proporcionar una mayor fuerza de carga, pero también tendrá una mayor fuerza de fricción y requerirá lubricación. Los actuadores lineales de tornillo ACME son generalmente una buena opción cuando se trata de aplicaciones verticales.
Puede evitar el retroceso debido a la fuerza de fricción inherente entre la rosca trapezoidal y la tuerca. Con una tuerca precargada, se puede eliminar por completo el riesgo de contragolpe. Esto amplía enormemente el ámbito de aplicación de los actuadores lineales de tornillo ACME.
También es más seguro para los usuarios operar su actuador lineal cuando la unidad tiene una capacidad de carga estática para sostener cualquier peso que esté en su lugar. Otros beneficios de los tornillos ACME incluyen un bajo ruido de funcionamiento y un bajo coste de fabricación.
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Los tornillos ACME pueden tener muchas ventajas, pero su uso conlleva dos limitaciones importantes: una baja eficiencia y ciclos de vida más cortos. Debido a la alta fuerza de fricción entre la tuerca y la rosca del tornillo ACME, la mayoría de las unidades solo pueden alcanzar una eficiencia del 20 % al 40 % dependiendo del material de la tuerca y el tornillo de avance. Si bien esto evita el retroceso de las unidades, también requiere más torque del motor para lograr la misma fuerza en comparación con su contraparte de husillo de bolas. Esto significa que el uso de tornillos ACME tendrá una fuerza, velocidad y ciclo de trabajo menores que un tornillo de bolas en un actuador lineal que usa el mismo motor.
Ventajas
- Costo más bajo
- Menor ruido de funcionamiento
- Prevenir el retroceso
- Autolubricante
Desventajas
- Ciclo de vida más corto
- Menor eficiencia
¿Qué es un husillo de rodamientos?
Los husillos de rodamientos utilizan roscas circulares tanto en el tornillo como en la tuerca, lo que proporciona una pista helicoidal para que los rodamientos se deslicen a lo largo de las roscas. Los rodamientos ruedan a través de cada pista helicoidal a medida que la tuerca o el tornillo se mueven, luego empujan el tornillo o la tuerca hacia adelante, creando un movimiento lineal.
La eficiencia de los husillos de rodamientos es mayor que la de un husillo ACME, ya que sufren una pérdida por fricción mínima gracias a los rodamientos de bolas. La tuerca y la rosca del tornillo no entran en contacto directo, sino que se mueven mediante rodamientos de bolas que ruedan entre ellos. Un sistema de accionamiento de husillo de rodamientos puede alcanzar una eficiencia del 70% al 95%. Esto permitirá que los actuadores de husillo de bolas tengan una mayor fuerza, velocidad y ciclo de trabajo. Con una fuerza de fricción menor, su tuerca y tornillo sufren menos desgaste físico y, por lo tanto, un ciclo de vida más largo.
El principal inconveniente de los actuadores lineales de husillo de bolas es que pueden retroceder fácilmente debido a su baja fricción interna. Esto crea un problema de seguridad para sus usuarios, ya que no puede mantener la carga en su lugar cuando no está en funcionamiento a menos que haya un sistema de frenado instalado. Cuando un actuador lineal de husillo de bolas está en funcionamiento, los rodamientos de bolas girarán constantemente dentro de la tuerca y el tornillo, lo que provoca un nivel de ruido más alto que su contraparte de husillo ACME. El costo de fabricación de los husillos de bolas también es más alto que el de los husillos ACME.
Ventajas
- Mayor eficiencia
- Ciclo de vida más largo
- Mayor ciclo de trabajo
- Mayor velocidad
Desventajas
- Ruido de funcionamiento más fuerte
- unidad de vuelta
- Mayor costo
Palabra final: tornillo ACME versus husillo de rodamientos
Tanto los husillos ACME como los de rodamientos s se utilizan ampliamente en la industria de la automatización. En Progressive Automations, utilizamos tornillos ACME ya que proporcionan un diseño más confiable para aplicaciones generales. La ausencia de retroceso y el bajo costo hacen de este diseño una solución muy flexible para la mayoría de las aplicaciones de movimiento lineal automatizadas. Los husillos de bolas, por otro lado, proporcionan una solución más cara y de menor alcance, pero con índices de rendimiento más altos.