Why Does My Linear Actuator Make So Much Noise?

¿Por qué mi actuador lineal hace tanto ruido?

Temir Baimukhametov
Temir Baimukhametov
PA Engineer

Los actuadores lineales eléctricos son una herramienta esencial en nuestra vida diaria, ya que ayudan a automatizar varios procesos. Estos dispositivos esenciales a menudo pueden integrarse en muchas aplicaciones donde la sensibilidad al ruido podría ser importante, por ejemplo, en camas médicas modernas. Al observar los tipos de actuadores por los que puede optar teniendo en cuenta la contención de ruido, está claro que los actuadores eléctricos son la mejor opción. Los actuadores lineales eléctricos emiten menos ruido que los sistemas neumáticos, que es una de las principales razones por las que los actuadores eléctricos han superado a los neumáticos en muchas áreas (incluidas las instalaciones médicas).

Teniendo esto en cuenta, planteamos la pregunta: aparte de su superioridad sobre los sistemas neumáticos, ¿qué puede hacer que un actuador lineal suene diferente o funcione más fuerte de lo habitual? El ruido excesivo es un problema difícil de abordar ya que probablemente no existe una única fuente del problema. Este artículo presentará algunas de las causas más comunes de ruido excesivo en actuadores lineales.

Imperfecciones de la tolerancia del husillo de avance y la tuerca de accionamiento

Este problema se caracteriza por ruido mecánico periódico que se produce cuando el actuador se mueve. Por lo general, el ruido es más perceptible bajo cargas pesadas, lo que se atribuye a que el tornillo de avance y la tuerca no encajan bien. Si el tornillo de avance y la tuerca están demasiado flojos, esto podría causar vibraciones a medida que el motor se mueve y, por otro lado, si el tornillo de avance y la tuerca están demasiado apretados, tendrá ruido adicional y una caída en la velocidad debido a la fricción. A continuación hemos incluido dos vídeos: uno que muestra la tuerca impulsora y el tornillo de avance funcionando normalmente y el segundo que demuestra el efecto si están demasiado apretados.

El espacio entre la tuerca impulsora y el husillo es demasiado ajustado

La tuerca de accionamiento y el tornillo de avance funcionan normalmente

Si sospecha que el espacio entre la tuerca impulsora y el tornillo guía es demasiado ajustado, puede comprobarlo desmontando la unidad y girando la tuerca. Girar la tuerca debería hacer que gire alrededor del tornillo principal y avance. Si hay una resistencia excesiva o si al girar la tuerca realmente se hace girar el tornillo de avance, es probable que haya un problema de ruido debido a que la fricción es demasiado alta. Este es un problema de fabricación ya que tiene una tuerca defectuosa o un tornillo principal dañado. Este problema debería estar cubierto por la garantía de fabricación, pero es posible que puedas resolverlo reemplazando la tuerca impulsora.

Problemas con el estator del motor

El motor se sujeta entre dos cojinetes. Si los rodamientos están flojos en sus casquillos, el movimiento del motor provocará vibraciones. Estas vibraciones podrían provocar más ruido en la caja de cambios debido al espacio entre los engranajes del rotor o simplemente chirridos dentro del propio motor. Los rodamientos flojos pueden incluso provocar problemas de corriente excesiva si se atascan en una posición que hace que el motor compense el par adicional. Las siguientes imágenes muestran un rodamiento pegado al eje del rotor en lugar de asentarse firmemente en su casquillo.

Un rodamiento pegado al eje del rotor.

Los dos videos siguientes muestran cómo se gira fácilmente la tuerca impulsora en funcionamiento normal, y el segundo video muestra cuándo este mecanismo es más duro después de cambiar a un estator no conforme.

Funcionamiento normal: tuerca de accionamiento fácil de girar

La tuerca impulsora es más difícil de girar después de cambiar al estator no conforme

Para probar definitivamente si este es el caso, un método para verificar es girar manualmente el tornillo principal, según el segundo video. Girar el tornillo principal haría que el rotor se moviera e, idealmente, los cojinetes deberían permitirle moverse libremente. Sin embargo, si hay un problema de desgaste excesivo de los cojinetes o desalineación, será difícil girar el tornillo principal. Este problema se puede resolver volviendo a colocar los rodamientos dentro de sus casquillos y asegurándose de que estén completamente planos. Dicho esto, es probable que vuelva a causar un problema, por lo que es mejor reemplazar los rodamientos por completo. A veces, este problema también puede ocurrir simplemente porque el actuador se está volviendo viejo, por lo que puede ser mejor reemplazarlo por completo.

Ruido de la caja de cambios: espacio entre dientes y alineación del eje

Si los engranajes dentro de la caja de cambios no hacen contacto adecuado, pueden causar un ruido excesivo. Esta es probablemente la causa más común del ruido excesivo de los engranajes metálicos. En funcionamiento normal, se supone que los engranajes se deslizan entre sí con la lubricación adecuada. Si los engranajes están demasiado cerca, hay una fricción excesiva y pueden atascarse o rasparse entre sí. Si bien esto conduciría a un funcionamiento mucho más silencioso y suave, también desgastaría los engranajes y potencialmente se atascaría.

Engranajes dentro de la caja de cambios

Alternativamente, la distancia entre los engranajes puede ser demasiado grande. En este caso, el juego del engranaje creará mucho ruido y el funcionamiento no será fluido. El nivel de ruido es extremadamente sensible a la distancia entre marchas, lo que nos deja un margen de error relativamente pequeño.

Ejemplo/ilustración de sensibilidad de espaciado de engranajes

Los requisitos de espaciado de engranajes podrían violarse debido a las tolerancias de fabricación de los engranajes; ambos engranajes acoplados podrían estar en el extremo pequeño del espectro y no engranar correctamente. También podría ser posible que, por diversas razones, el propio rotor esté un poco inclinado, lo que afectaría la holgura del engranaje.

Es posible que pueda resolver el problema comprando un nuevo juego de engranajes de repuesto. También es posible comprobar los cojinetes del rotor; si están desalineados, la holgura del engranaje podría ser mayor. Si la fuente del ruido es el espacio entre engranajes, es probable que se trate de un problema de fabricación. En ese caso, debe verificar si el ruido está fuera de las especificaciones y, si lo está, reemplazar el actuador.

Grasa insuficiente en la caja de cambios

La lubricación de engranajes en una caja de cambios cerrada con velocidad relativamente baja, como en un actuador, normalmente se realiza con grasa en lugar de aceite. Si no hay suficiente grasa en los engranajes, la fricción mecánica será demasiado alta y los engranajes no sólo producirán más ruido, sino que también se desgastarán mucho más rápido. La falta de grasa es un problema de fabricación: generalmente debería haber suficiente dentro de la caja de engranajes para durar toda la vida útil del actuador. Una lubricación insuficiente dentro de la caja de cambios también provocará vibraciones y puede hacer que los engranajes se sobrecalienten.

Afortunadamente, este es uno de los problemas fáciles de resolver. Puede agregar grasa a los engranajes para solucionar el problema o potencialmente distribuir la grasa que ya está dentro de la caja de cambios de manera más uniforme y eficiente. Si por algún motivo no hay grasa, puedes preguntarle al fabricante qué grasa usar y solucionar el problema.

Grasa en la caja de cambios

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Comprar actuadores lineales

Conclusión

Los actuadores lineales suelen elegirse como una alternativa de menor ruido a los actuadores hidráulicos y neumáticos. Dicho esto, los actuadores eléctricos aún pueden ser bastante ruidosos por varias razones, las más comunes se enumeran anteriormente. Es importante prestar atención al ruido que sale de los actuadores durante el funcionamiento, ya que este ruido podría ser el sonido de un actuador defectuoso e indicar un problema grave de fabricación. Esta acción temprana puede ahorrarle tiempo para solucionar problemas en el futuro. Desafortunadamente, en la mayoría de los casos el ruido excesivo no se puede resolver sin reemplazar las piezas dañadas o incluso todo el actuador.

Si el sonido de su actuador lineal es irregular y hace un ruido excesivo, sería una buena idea investigar y reparar/reemplazar los componentes dañados. Alternativamente, contáctenos y nuestros ingenieros estarán encantados de ayudarlo a resolver este problema.