Los husillos de bolas y los husillos de avance se utilizan para diferentes aplicaciones y a menudo no son intercambiables. Ambos tienen ventajas y desventajas distintas. Si comparas un diseño de husillo de bolas con uno de husillo de avance, lo primero que quizá notes es que están concebidos para soportar las cargas de manera diferente. La forma en que los husillos de bolas mueven una carga es mediante rodamientos de bolas recirculantes para maximizar la eficiencia y minimizar la fricción. Un husillo de avance depende de que la fricción entre las superficies sea baja en relación con la presión aplicada. Eso significa que un husillo de avance no puede ser tan eficiente como uno de bolas. También proporcionan a los actuadores lineales un mejor rendimiento o mayores velocidades, según el modelo de diseño que elijas. Este artículo se centrará en comparar de cerca ambos tipos.
Husillos de bolas
Los husillos de bolas son actuadores lineales mecánicos que crean movimiento lineal sin fricción. Suelen elegirse porque ofrecen tasas de velocidad más rápidas con ciclos de trabajo continuos y pueden soportar cargas más altas que los husillos de avance. Aunque son la opción más costosa, son fiables y se integran fácilmente en un proyecto.
Principios básicos de los husillos de bolas
Sus ejes a menudo se fabrican por laminación, lo que aporta una precisión de funcionamiento de varias milésimas de pulgada por pie.
Los actuadores de husillo de bolas están hechos de goma o cuero y de un cilindro bastante voluminoso para permitir la recirculación de las bolas, que es lo que provoca el movimiento. Tienen sellos lineales a lo largo de la junta,
carros largos para el movimiento y varias aberturas de lubricación en puntos de fácil acceso del mecanismo.
Ventajas de los husillos de bolas
Los husillos de bolas son eficientes, ya que sacrifican mucho par debido a su construcción. Son flexibles y presentan menor fricción por la forma en que están diseñados. Esto significa que no se calientan igual que lo haría un actuador lineal de husillo de avance en una situación similar. Además, su construcción los hace menos propensos a fallas y a requerir mantenimiento.
Desventajas de los husillos de bolas
El principal inconveniente del husillo de bolas es su diseño complejo. Esto dificulta su sustitución o la resolución de problemas. Requieren una superficie de rodadura endurecida y de precisión, así como mecanismos de recirculación de bolas. Los husillos de bolas tampoco son capaces de autorregulación. Los actuadores lineales de husillo en los que se incorporan requieren, por tanto, frenos independientes. Estos mecanismos de frenado son necesarios específicamente para evitar la retroconducción, lo cual sería perjudicial para los husillos. Las aplicaciones y equipos verticales también pueden ser complicados para los actuadores de husillo de bolas.
Además, este tipo de husillos es increíblemente ruidoso, y esto limita sus aplicaciones y usos. También son muy voluminosos, lo que los restringe a aplicaciones con mucho espacio disponible. Un actuador lineal accionado por husillo que use husillos de bolas necesitará una lubricación más frecuente que otros tipos de husillo y, como se mencionó antes, son más costosos que los husillos de avance.
Husillos de avance
Los actuadores de husillo de avance se usan principalmente cuando una industria necesita una solución rentable. Son silenciosos, flexibles, resistentes a la corrosión y cuentan con ciertas capacidades de autobloqueo. La desventaja es que no son tan rápidos y no pueden soportar las mismas cargas que el husillo de bolas. Los husillos de avance enlazan distintas partes de un mecanismo y se utilizan para crear movimiento lineal a partir de movimiento rotatorio. Las roscas de los tornillos se dividen en dos partes, macho y hembra. La separación y unión de estas dos partes genera mucha fricción en el equipo.
Principios básicos de los husillos de avance
Un actuador de husillo de avance tiene una forma compacta con una tuerca giratoria dentro de un cilindro. En un accionamiento lineal por husillo, el motor queda confinado dentro del cilindro; quien se mueve es la tuerca. Estos actuadores eléctricos de husillo son autoblocantes y tienen un número mínimo de piezas móviles. Por último, a veces incorporan medias tuercas, que pueden desacoplar la tuerca si es necesario.
Uno de los tipos populares de husillos de avance son los husillos Acme. Estos husillos tienen un ángulo de rosca de veintinueve-
grados, algo más fácil de fabricar que una rosca cuadrada. Aunque la mayor fricción de una rosca triangular la hace menos eficiente que las cuadradas, estas roscas también son mucho más resistentes. Por lo tanto, los actuadores lineales con husillo Acme pueden ofrecer mayor capacidad de carga.
Ventajas de los husillos de avance
Estos husillos son más económicos y los actuadores con husillo Acme que están en autobloqueo no requieren instalar un sistema de frenado independiente. También son más eficientes en aplicaciones y equipos verticales.
Desventajas de los husillos de avance
Los husillos de avance deben reemplazarse con mucha más frecuencia que otros tornillos. También son ineficientes debido a su construcción. Esto se debe a la necesidad de un motor más grande y al par existente por la falta de flexibilidad del husillo. Además, su construcción hace que generen más fricción durante el trabajo y, por tanto, más calor. Tampoco son capaces de manejar altos volúmenes de trabajo, mayores velocidades ni tiempos de ciclo más largos.
Conclusión
Este artículo trató las diferencias y similitudes entre los husillos de avance y los husillos de bolas, y si uno u otro era mejor. Usamos husillos de avance en actuadores de rosca Acme, pero los husillos de bolas tienen su lugar en muchas aplicaciones y procesos. Los husillos de avance son menos costosos que los de bolas, pero la cuestión de qué tipo de husillo usar es mucho más compleja que simplemente el costo. Cada uno tiene ventajas para usos específicos, lo que significa que a veces corresponde al usuario mirar más allá del precio para determinar qué sería lo más apropiado.