Linear Actuator Torque Calculation Guide

Guía de cálculo de par de actuador lineal

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¿Cuáles son las características físicas a las que presta atención en un actuador ? ¿Cuáles son los parámetros más importantes que consideras? Aunque los actuadores son los principales responsables del movimiento lineal, sus características de movimiento rotacional también marcan la diferencia. La razón es simple: los actuadores producen par. Cuando se transmite a un sistema de transmisión, provoca un movimiento lineal.

El cálculo del par de actuadores eléctricos es una tarea a la que dedican sus habilidades miles de ingenieros y entusiastas de la tecnología en todo el mundo. Preparamos esta breve revisión junto con una fórmula de cálculo del torque del actuador lineal para aumentar su conocimiento y ayudarlo a realizar esta tarea.

¿Qué es el par y por qué debemos calcularlo?

El par es una magnitud física que pertenece a la lista de características técnicas más importantes de un actuador. Este es el equivalente a la fuerza en los movimientos de rotación. Si aplica torsión a un objeto, comienza a girar alrededor del eje. Este eje se llama punto de pivote. La distancia desde el par aplicado al punto de pivote es el brazo de momento. El par puede referirse a un momento de fuerza. La diferencia es que el par en realidad produce la rotación alrededor del punto de pivote. Un momento, de hecho, es una fuerza aplicada a una distancia sin que se produzca la rotación. Pero ¿por qué es eso tan importante? El cálculo del par del actuador neumático es muy importante debido a la gran demanda de los clientes de vehículos con características extra eficientes y económicas. Todos buscamos automóviles que necesiten menos combustible y que tengan mayor seguridad y confiabilidad. Además, existen requisitos legales para las emisiones. El par es importante para el desarrollo de un motor moderno y potente. El par y la velocidad de rotación son las cantidades físicas necesarias para calcular la potencia mecánica. El cálculo del par del actuador también es un componente importante de las pruebas. Con la ayuda de transductores de par, se realiza la medición del par en línea. Esto juega un papel muy importante en la optimización del mecanismo.

Industrias y mecanismos que utilizan ampliamente actuadores

Para calcular el par del actuador, primero debemos comprender qué tan ampliamente se utilizan esas herramientas. La mayoría de los mecanismos modernos los necesitan para un rendimiento de alta calidad:

Guía de cálculo de par de actuador lineal

Industria General

Los diferentes tipos de actuadores son esenciales para sujetar, tensar, posicionar e inclinar dispositivos y mecanismos.

Manipulación de materiales

Los actuadores ayudan a girar y posicionar contenedores con diversos materiales, incluidos los peligrosos. También son necesarios para guiar las válvulas operativas.

Robótica

El cálculo del par es importante en robótica. Tanto los robots de bricolaje como la ingeniería avanzada giran gracias a actuadores.

Industria Marina

Los actuadores lineales se utilizan ampliamente para abrir y cerrar escotillas de embarcaciones a motor. Permiten la manipulación de carga y el giro de escotillas, así como muchos otros procesos importantes. Los motores, cilindros, tornillos, válvulas y otros tipos diferentes de herramientas y equipos funcionan bien gracias a los actuadores. Los actuadores que producen movimientos de empujar y tirar convierten el movimiento giratorio del motor en movimiento lineal. Los actuadores giratorios producen un movimiento giratorio que también puede convertirse en lineal. En ambos casos, es necesario calcular el par del actuador y luego continuar con los siguientes pasos.

¿Qué es el cálculo del par y cómo encontrarlo?

El cálculo del par del actuador lineal significa encontrar la fuerza de rotación que el actuador eléctrico puede aplicar a la válvula u otros componentes del mecanismo para cerrarla o hacerla moverse. Dado que el par es una cantidad vectorial, el cálculo consta de 2 componentes principales:

Definiendo la dirección

Debe utilizar la regla de la mano derecha para definir la dirección del par. Doble los dedos de la mano derecha desde la dirección del radio hacia la dirección de la fuerza. Cuando todo se hace correctamente, el pulgar apunta en la dirección correcta.

Definiendo la magnitud

En primer lugar, hablaremos del par como magnitud física. Analicemos el escenario más simple. En el caso de que la fuerza sea perpendicular al eje de rotación, la fórmula es bastante sencilla:

Definiendo la magnitud

donde τ es el par, F es la fuerza aplicada y d es la distancia desde el punto de pivote. Sin embargo, normalmente no es tan sencillo y hay que tener en cuenta el ángulo entre los vectores F y d. Entonces, la fórmula es la siguiente:

Definiendo la magnitud

En muchas fuentes, el torque se puede indicar con una “T” mayúscula en lugar de τ que usamos aquí.

Cálculos de par en detalle

Ahora sabemos cómo calcular τ o la cantidad de esfuerzo de giro producido por el actuador. Sin embargo, el cálculo del par del actuador neumático requiere mucha más atención y esfuerzo que el sencillo ejemplo anterior. En este caso, necesitamos explorar varios tipos de torque que tienen un impacto en su proyecto:

Par de diseño

Esta es la magnitud máxima del par requerido para suministrar en una aplicación particular. Está determinado por el diseño del actuador. Hay que tenerlo en cuenta a la hora de calcular el par que demanda tu proyecto.

par de carga

Se encarga de soportar el peso de la carga.

Par de fricción

Ejemplo de par de fricción

Esta es la fuerza necesaria para superar la fricción entre las partes móviles del actuador. Su magnitud depende del material del que está hecho el actuador. El par de fricción es cero para la carga suspendida.

Par de aceleración

El movimiento también puede incluir cierta inercia. Para superarlo se tiene en cuenta el par de aceleración.

Par de amortiguación

La desaceleración angular depende del par de amortiguación del actuador.

Par de demanda

Este es el par necesario para realizar el trabajo. Necesita conocer el par de carga, el par de fricción y el par de amortiguación para calcularlo con precisión.

Par de demanda

Analizando los resultados

Es momento de analizar lo que tienes. Tenga en cuenta que al decidir cuál es la herramienta que mejor se adapta a sus necesidades, es necesario comprender todos los requisitos del producto y las limitaciones de cada componente. Los resultados que obtenga son importantes para el dimensionamiento del motor. El rendimiento del equipo depende de la precisión de sus cálculos. Estos cálculos también son una forma de comprender qué aceleración puede ocurrir y qué carga puede soportar el mecanismo. Estos son los resultados más importantes a tener en cuenta:

  • Si el torque del amortiguador es mayor que los estándares de la industria, es posible que se produzcan daños;
  • Si el par de demanda es mayor que el par que el actuador puede suministrar, se moverá demasiado lento y no podrá realizar la tarea necesaria;
  • Si algo no queda claro, contáctenos y analicemos los resultados más a fondo.

En conclusión

La mayoría de los fabricantes proporcionan información detallada sobre las características técnicas de las herramientas y dispositivos que ofrecen. Sin embargo, es posible que en su proyecto sea necesario calcular el par del actuador. Esta tarea requiere profundizar en los cálculos y obtener una comprensión clara de los procesos. Siga nuestra guía para calcular los resultados correctamente o contáctenos y hagámoslo juntos.