Descripción general

Encontrar el actuador adecuado para su aplicación puede ser un desafío, especialmente cuando se trata de un reemplazo directo. Entonces, ¿cómo puede asegurarse de que el actuador que ha seleccionado sea el adecuado para su aplicación? Revisaremos cada paso que necesita realizar y lo guiaremos a través del proceso de prueba de un actuador de muestra. ¡También hemos incluido una lista de verificación conveniente al final, para garantizar que se mantenga encaminado y cumpla con todos los requisitos de prueba de actuadores lineales!

Dimensiones físicas y especificaciones: inspección visual

Inspección visual del actuador lineal

Figura 1

La apariencia visual puede ser un factor importante al seleccionar un actuador . Esto es particularmente relevante para aplicaciones donde será visible durante el funcionamiento normal y debe resultar atractivo para el cliente. La calidad de construcción de un actuador se puede determinar en cierta medida observando la unidad e inspeccionando la calidad de la mano de obra. Esto constituirá la primera impresión de la unidad.

Después de la primera impresión, lo siguiente que hay que comprobar son las dimensiones de agujero a agujero retraído (H2H). Esta es la dimensión desde el centro del orificio de montaje inferior hasta el centro del orificio de montaje superior. Es esencial asegurarse de que esta dimensión se alinee con el centro del orificio de montaje inferior de su aplicación con el centro del orificio de montaje superior. Si el actuador H2H es más corto que el H2H de su aplicación, podemos solucionarlo fácilmente haciendo una unidad personalizada con el H2H personalizado requerido. Pero si el actuador H2H es más grande que la aplicación H2H, entonces es necesario ajustar la aplicación o podemos ayudarle a buscar una unidad diferente.

Una vez que se ha comprobado la dimensión H2H y todo encaja, el siguiente paso es asegurarse de que la carrera del actuador proporcione la cantidad correcta de movimiento. Para este paso, si ninguno de nuestros tamaños de carrera en stock funciona para usted, podemos fabricar a medida las longitudes de carrera necesarias para satisfacer las necesidades de la aplicación.

Una vez verificadas las dimensiones físicas del actuador pasaremos al siguiente paso:

Actuator Bench Testing

Pruebas de banco

Ahora que ha confirmado el estado físico de su actuador, el siguiente paso es realizar una serie de pruebas en banco para garantizar que se adapta 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:

  1. Velocidad
  2. Consumo de corriente
  3. Niveles de sonido/ruido

Estas tres pruebas no son necesarias, ya que dependen de su aplicación. Por ejemplo, su aplicación puede implicar el uso de un actuador lineal en un entorno industrial, lo que significaría que es posible que no sea necesario probar el ruido del actuador, ya que estos entornos suelen ser bastante ruidosos. Sin embargo, si utiliza el actuador lineal para abrir una puerta, la velocidad y el volumen son parámetros vitales que debe conocer. Utilice su mejor criterio para sopesar las pruebas de banco que considere que desempeñan un papel importante en su aplicación.

Velocidad

La prueba de velocidad lineal implica cronometrar el tiempo que tarda el actuador lineal en extenderse y retraerse por completo. Esto proporcionará un valor de " pulgadas por segundo " que se puede comparar con el valor de la hoja de datos del actuador lineal. Tenga en cuenta que el valor de velocidad de esta prueba puede ser una estimación aproximada, ya que se realizarán pruebas de velocidad más precisas al realizar pruebas 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/escotilla o manipular artículos a lo largo de una línea de montaje.

Para realizar una medición rápida de la velocidad, siga los pasos a continuación:

  1. Alimente el actuador lineal según sus especificaciones eléctricas. Dado que se trata sólo 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 permitir que la varilla se extienda/retraiga completamente.
  2. Una vez que la varilla haya alcanzado su posición final, tome un cronómetro y póngalo a cero.
  3. Cambie los cables de la fuente de alimentación o de la batería y prepárese para iniciar el cronómetro en el momento en que la varilla comience a extenderse/retraerse.
  4. Detenga el cronómetro una vez que alcance su posición extendida/retraída, anote el tiempo y repita en la dirección opuesta.
  5. Divida la carrera del actuador lineal por el tiempo que tardó en extenderse/retraerse. Por ejemplo, si la carrera de su actuador es de 40 pulgadas y tardó 10 segundos en extenderse/retraerse, la velocidad es de 4 pulgadas/segundo.

Compare esta medición de velocidad con la hoja de datos del actuador lineal para determinar si coincide estrechamente. Esta medición de velocidad es solo una prueba inicial y ayudará a determinar si es el actuador lineal adecuado para el trabajo. La velocidad se reducirá cuando esté bajo carga y si el voltaje aplicado es inferior al voltaje nominal. Tenga en cuenta que, según el tipo y el fabricante del actuador, puede haber una tolerancia de velocidad. Si su medición de velocidad difiere significativamente de las especificaciones nominales, es mejor comunicarse con el fabricante para solucionar el problema.

Consumo de corriente

Es importante probar el consumo de corriente del actuador lineal sin carga, ya que proporcionará evidencia de que está funcionando de acuerdo con las especificaciones de su hoja de datos . Además, determinar la corriente garantizará que su sistema pueda manejarla y ayudará a encontrar las piezas correspondientes apropiadas que van con el actuador lineal (por ejemplo, una fuente de alimentación y una caja de control con clasificación 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/retrae la varilla. Según la lectura, puede determinar una fuente de alimentación que podrá manejar ese consumo de corriente. Tenga en cuenta que el consumo de corriente aumentará cuando se cargue el actuador lineal.

Niveles de sonido/ruido

Como se mencionó, el nivel de sonido/ruido de un actuador puede no ser crítico si se va a utilizar en una aplicación industrial. Sin embargo, para aplicaciones orientadas al consumidor, como una puerta/escotilla o una palanca dentro de una máquina de café, es necesario determinar el nivel de ruido .

Utilice un medidor de decibelios sostenido cerca del actuador lineal mientras lo acciona para extender/retraer la varilla. Asegúrese de que esta prueba se realice en un ambiente tranquilo para evitar que el ruido de fondo sesgue los resultados. Tenga en cuenta el índice de decibeles más alto. ¿Ahora que? ¿Cómo se correlaciona este valor con la decisión de si es ruidoso o ideal para su aplicación? Utilice la siguiente tabla de sonidos familiares y su valor en decibelios para decidir el nivel de ruido del actuador lineal y si se encuentra dentro de un rango que se adapta a su aplicación.

Tabla de determinación del nivel de decibeles

Actuator Lab Testing

Pruebas de laboratorio

Una vez que se hayan completado las pruebas en banco del actuador lineal, es hora de probarlo bajo carga. La carga debe coincidir con lo que se espera en la aplicación deseada. Todos los métodos de prueba de banco son aplicables a las pruebas de laboratorio, con algunas adiciones. Las pruebas de laboratorio también incluyen:

  1. Prueba de velocidad de carga real
  2. Prueba de consumo de corriente del sistema
  3. Prueba de compatibilidad ambiental
  4. prueba de ciclo de trabajo
  5. Prueba de ciclo de vida acelerada
  6. Compatibilidad de comentarios

Al realizar estas pruebas de laboratorio, obtendrá una precisión aún mayor sobre la compatibilidad del actuador elegido con su aplicación.

Prueba de velocidad de carga real

Los resultados de velocidad de la prueba de banco serán la velocidad máxima posible para su actuador lineal. Cuando su actuador está bajo carga, reducirá la velocidad a una velocidad proporcional a la carga ( consulte el gráfico anterior como referencia ). Medir la velocidad del actuador lineal bajo carga ayudará a determinar si todavía se encuentra dentro de un rango específico para funcionar dentro de su aplicación.

Gráfico de relación carga vs velocidad del actuador

Para medir la velocidad del actuador lineal, asegúrese de que esté cargado con un peso que se asemeje a cómo funcionará en su aplicación. Luego repita el proceso paso a paso utilizado con la prueba de velocidad en banco usando un cronómetro. Este método es para aplicaciones donde la velocidad no es un factor crucial .

Para aplicaciones donde se necesitan mediciones de velocidad de precisión para el actuador lineal bajo carga, utilice un sistema de medición de tiempo automatizado. Este sistema implicará el uso de un microcontrolador como un Arduino con un código que iniciará/detendrá un temporizador cuando se alcance cualquiera de los dos interruptores de final de carrera del actuador lineal. Comuníquese con nosotros si este es el caso, ya que podemos ayudarlo a configurar una plantilla para lograrlo.

Por último, dependiendo de su aplicación, es posible que también 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 del trazo sigue siendo suave y controlado?).

Consumo de corriente del sistema

Dado que el actuador lineal ahora está bajo carga, la velocidad disminuirá y el actuador 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 que se conectan al actuador lineal, como una caja de control , sensores activos, etc. Estos componentes adicionales pueden consumir corriente de la fuente de alimentación y provocar que el actuador lineal no reciba suficiente corriente para alcanzar su capacidad de carga total.

Gráfico de carga del actuador vs relación actual

Para medir el consumo de corriente del actuador lineal bajo carga, utilice un multímetro, como en la prueba de banco. Alternativamente, al igual que para la prueba de velocidad de laboratorio, use un microcontrolador con un módulo de sensor de corriente conectado en serie . Comuníquese con nosotros si necesita ayuda para configurar una plantilla para lograrlo.

Una vez que conozca el consumo de corriente de todo su sistema, puede dimensionar su fuente de alimentación en consecuencia para garantizar que el actuador lineal pueda recibir suficiente corriente cuando esté bajo carga completa.

Compatibilidad medioambiental

Los actuadores lineales de Progressive Automations vienen con una clasificación de Marcado de Protección Internacional (IP) . Es una clasificación de la capacidad de un producto para resistir la intrusión de líquidos y polvo. El sistema de clasificación IP utiliza un sistema de 2 dígitos para definir su clasificación de protección para 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, alcanzará una clasificación numérica específica, que se puede descifrar utilizando la tabla de clasificación IP a continuación:

tabla de clasificación IP

Según su aplicación, puede resultar útil probar la clasificación IP de un actuador lineal. Por ejemplo, si sabe que su actuador lineal va a estar expuesto a mucha agua , el modelo PA-10 tiene la clasificación IP más alta con IP68M e IP69K. Puede funcionar bajo el agua y puede soportar 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 miniactuador industrial PA-09 , también pueden soportar la entrada moderada de polvo y líquidos . Estos actuadores lineales son los más adecuados para pruebas dentro del entorno de la aplicación prevista. Si sabe que el actuador lineal no quedará expuesto al polvo o al agua, puede optar por una clasificación IP más baja para su aplicación.

Una clasificación IP no prueba la resistencia al aire libre/a la intemperie durante cambios estacionales y períodos prolongados (por ejemplo, años al aire libre durante varias estaciones). Por lo tanto, considere el entorno en el que va a utilizar el actuador lineal para asegurarse de que sea adecuado para ese entorno. Progressive Automations ofrece varias certificaciones además de la clasificación IP. Estas certificaciones podrían ser requisitos que pueden aplicarse a su solicitud. Hable con nosotros si necesita certificaciones específicas para su actuador y/o aplicación.

Generalmente es una buena práctica montar el actuador con el extremo de carrera apuntando hacia abajo si existe algún riesgo de exposición al agua. De esta manera, la gravedad alejará el líquido de la carcasa del motor y ayudará a prevenir fallas prematuras.

Ciclo de trabajo

El ciclo de trabajo de un actuador lineal es la relación entre el tiempo de encendido y apagado y se expresa como porcentaje. Si su aplicación requiere que el actuador lineal funcione continuamente, el ciclo de trabajo es increíblemente importante para garantizar que no queme el motor. Para aplicaciones como esta, el ciclo de trabajo debería ser del 100%.

Para lograr un ciclo de trabajo del 100 %, será necesario utilizar un motor de CC sin escobillas , a diferencia de un motor de CC con escobillas estándar. Para actuadores lineales con motor de CC con escobillas, Progressive Automations ofrece un ciclo de trabajo del 20 %, lo que limita el tiempo que puede funcionar. El ciclo de trabajo de los actuadores lineales de Progressive Automations se basa en un período de 20 minutos, lo que significa que con un ciclo de trabajo del 20 %, el actuador lineal puede funcionar de forma continua durante 4 minutos y luego debe descansar durante 16 minutos.

El mismo principio se aplica a cualquier cosa que dure menos de 20 minutos. Por ejemplo, al utilizar 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 configurarlo usando un microcontrolador , como antes. Sin embargo, será necesario ajustar el código para permitir que el actuador se encienda y apague en horarios establecidos (por ejemplo, funcionar durante 2 minutos, descansar durante 8 minutos y repetir). Asegúrese de que el actuador esté cargado en consecuencia y verifique el sistema a intervalos de tiempo establecidos para asegurarse de que todavía esté funcionando según lo previsto. Repita la prueba hasta que esté satisfecho de que el actuador lineal funcionará en su aplicación.

Prueba de ciclo de vida acelerada

Una vez verificadas todas las especificaciones, también es importante asegurarse de que la vida útil del actuador sea suficiente. Ofrecemos actuadores con capacidad para 20.000 ciclos y también ofrecemos actuadores con capacidad para 300.000 ciclos. Algunas aplicaciones requieren que el actuador funcione solo una vez al día y otras requieren que se utilice un par de cientos de veces al día. En escenarios donde el actuador se utilizará con bastante frecuencia, es muy importante asegurarse de que el actuador cumpla con la vida útil requerida por la aplicación. Algunas aplicaciones no permiten una 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 configuración de plantilla simple (si está familiarizado con la creación de dichas configuraciones). Si desea realizar algunas pruebas aceleradas usted mismo pero no está seguro de cómo hacerlo, no dude en comunicarse con nosotros y le proporcionaremos el equipo adecuado para hacerlo.

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 múltiples actuadores se desplacen a la misma velocidad, almacenen posiciones preestablecidas y/o recopilen información posicional para el análisis del usuario. Al seleccionar un actuador, es importante asegurarse de que tenga la retroalimentación adecuada para que sea compatible con su sistema. En los actuadores lineales eléctricos, existen 3 tipos principales de retroalimentación posicional:

  1. Retroalimentación del potenciómetro
  2. Retroalimentación del sensor de efecto Hall
  3. Retroalimentación del interruptor de límite
Potenciómetro del actuador

Retroalimentación del potenciómetro incorporado

Comentarios del potenciómetro

Los potenciómetros hacen contacto mecánico con los engranajes que giran dentro de los actuadores. Como resultado, el potenciómetro puede retener su información de posición sin necesidad de regresar a casa si el sistema pierde energía. Debido a que los potenciómetros son solo divisores de voltaje con una resistencia grande, también son buenos para lidiar con interferencias electromagnéticas (EMI). La mayor ventaja de este tipo de retroalimentación es su simplicidad para aplicaciones que necesitan soluciones rápidas, sin requerir tanta exactitud o alta precisión.

Retroalimentación del sensor de efecto Hall del actuador

Retroalimentación del sensor de efecto Hall incorporado

Comentarios del sensor de efecto Hall

Los sensores de efecto Hall proporcionan pulsos eléctricos cuando el imán está alineado con los componentes electrónicos de detección. Por este motivo, son adecuados para aplicaciones de alta velocidad y permiten preprogramar ciertos ángulos del eje del motor. Sin necesidad de hacer ningún contacto, son útiles en entornos hostiles, altamente resistentes al desgaste y confiables en entornos con alto impacto. Esta es la opción de retroalimentación para usted si su aplicación requiere confiabilidad, precisión y larga vida útil.

Comentarios del interruptor de límite del actuador

Ejemplo de retroalimentación de interruptor de límite

Comentarios del interruptor de límite

El propósito de las señales de retroalimentación del interruptor de límite es permitir que un sistema determine si el actuador ha disparado físicamente los interruptores de límite internos. Este tipo de retroalimentación es simple y útil para aplicaciones que principalmente solo requieren información sobre si el actuador ha alcanzado las posiciones completamente extendida o completamente retraída.

Pruebas de campo

Las pruebas de campo también se consideran una parte crucial del procedimiento de prueba del actuador. Después de 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 funcione bajo carga como lo requiere la aplicación. Cada aplicación de un actuador lineal será diferente, por lo que el alcance de las pruebas variará según las necesidades. Sin embargo, se recomienda probar el actuador dentro de los límites de la aplicación (pero dentro de las especificaciones del actuador) para garantizar que realmente se ajuste correctamente.

Sólo después de las pruebas de laboratorio y de campo se puede tomar una verdadera decisión basada en los resultados de estas pruebas. Progressive Automations recomienda a los usuarios finales de gran volumen que realicen todas estas pruebas para evitar tener problemas en el futuro debido a un actuador no especificado en la aplicación.

Conclusión

Para mitigar los problemas futuros con su aplicación, es fundamental realizar todas las pruebas descritas en este libro electrónico. Cada aplicación de un actuador es única y, si bien un determinado actuador puede parecer la solución perfecta, aun así es necesario examinarlo y probarlo minuciosamente. A través de inspecciones visuales, pruebas de banco y pruebas de laboratorio, estamos seguros de que identificará cualquier debilidad y/o validará exhaustivamente que este producto es la mejor solución para usted. Como se mencionó, hemos incluido una prueba de actuador lineal a continuación para que pueda imprimirla y consultarla durante todo el proceso de prueba. Esto garantizará que se mantenga encaminado y cumpla con todos los requisitos de prueba.

Si tiene alguna consulta o desea hablar más sobre nuestros productos, ¡no dude en comunicarse con nosotros! Somos expertos en lo que hacemos y queremos asegurarnos de que encuentre la mejor solución para su aplicación.

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Lista de verificación para las pruebas

LISTA DE VERIFICACIÓN PARA PRUEBAS DE Actuadores