La industria manufacturera ha experimentado una transformación significativa en los últimos años, impulsada por la búsqueda constante de mayor precisión, eficiencia y flexibilidad en los procesos de producción. En este contexto, las servoprensas han emergido como una tecnología disruptiva en la formación de metales, superando las limitaciones inherentes a las prensas mecánicas tradicionales.
La capacidad de controlar con precisión la fuerza, velocidad y posición del movimiento de la prensa ha abierto nuevas posibilidades en la fabricación de componentes metálicos, permitiendo la realización de operaciones cada vez más complejas y exigentes. Esta precisión se logra en gran medida gracias al uso de actuadores electrohidráulicos, que convierten la energía eléctrica en energía hidráulica y son fundamentales para el funcionamiento de las servoprensas, proporcionando la fuerza y el control necesarios para las operaciones. Estos actuadores combinan la potencia de la hidráulica con la precisión y eficiencia de la electrónica, logrando movimientos lineales de alta capacidad con un control excepcional y bajo mantenimiento. En este artículo, conoceremos a detalle el funcionamiento y las ventajas de los actuadores electrohidráulicos en el contexto de las servoprensas. Se analizará su estructura y principios de funcionamiento, tomando como referencia los actuadores SHA de Kyntronics.
¿Qué son las Servoprensas y los Actuadores Electrohidráulicos?
Las servoprensas son máquinas de alta precisión utilizadas para formar metales y otros materiales mediante la aplicación de una fuerza controlada. A diferencia de las prensas mecánicas tradicionales, las servoprensas ofrecen un control mucho más preciso de la fuerza, velocidad y posición, lo que permite realizar operaciones más complejas y de mayor calidad.
Por su parte, los actuadores electrohidráulicos, también conocidos como cilindros hidráulicos eléctricos, son dispositivos que convierten la energía eléctrica en energía hidráulica para generar un movimiento lineal o rotativo. Estos actuadores son conocidos por su alta fuerza, precisión y capacidad de respuesta, lo que los convierte en una opción ideal para aplicaciones exigentes como las servoprensas.
Estructura de un Actuador Electrohidráulico
Fabricantes como Kyntronics han innovado en su diseño, ofreciendo una alternativa eficiente y de bajo mantenimiento para aplicaciones industriales. En la siguiente imagen, te presentamos la estructura de los actuadores SHA:
Características del diseño
El diseño de este equipo incorpora una serie de innovaciones que garantizan un rendimiento confiable, eficiente y duradero. Estas son las principales características:
Ausencia de desgaste metal con metal: La estructura está diseñada para evitar puntos de fricción directa entre componentes metálicos, lo que incrementa significativamente la vida útil del sistema.
Sello de varilla de alta durabilidad: Este componente ha sido probado para superar los 50 millones de pulgadas de recorrido sin fallos, independientemente de la carga aplicada.
Sistema cerrado: La arquitectura elimina riesgos de contaminación, humedad y entrada de aire, asegurando un funcionamiento óptimo en cualquier entorno.
Soporte adicional: Los anillos de desgaste y cojinetes sobredimensionados ofrecen mayor estabilidad y soporte durante la extensión de la varilla, incluso bajo condiciones de carga extrema.
Control de presión optimizado: El servocontrol integrado elimina picos de presión, evitando fallos inesperados.
Protección contra sobrepresión: Equipado con válvulas de alivio que garantizan la seguridad del sistema en caso de presiones excesivas.
Monitoreo térmico: El sistema de monitoreo de temperatura detecta y elimina condiciones de sobrecalentamiento, preservando la integridad del equipo.
Uso eficiente del fluido: Gracias a su diseño compacto, el consumo de fluido es mínimo. Por ejemplo, un actuador con una capacidad de 10,000 lbf y una carrera de 8" utiliza aproximadamente 14 oz de fluido, optimizando los recursos sin comprometer el rendimiento.
Este conjunto de características convierte a este diseño en una solución ideal para aplicaciones que demandan precisión, eficiencia y durabilidad.
Funcionamiento del Actuador SHA de Kyntronics
Los actuadores electrohidráulicos de Kyntronics, funcionan con corriente alterna (AC) o corriente continua (DC). Son actuadores lineales con un diseño totalmente sellado que incorpora un cilindro integral accionado por un motor y una bomba adjuntos, operando en un circuito cerrado con un pequeño volumen de fluido que no está expuesto al medio ambiente, lo que ayuda a evitar la contaminación. El fluido no requiere reposición ni reemplazo.
El movimiento lineal producido por este componente es simple: el actuador extiende la varilla del pistón al hacer que el motor gire la bomba en una dirección. La retracción de la varilla del pistón se logra invirtiendo la dirección del motor.
Ventajas de integrar el Actuador SHA en Servoprensas
Este actuador de Kyntronics resuelve los desafíos de los actuadores tradicionales, como fugas, mantenimiento y limitaciones de fuerza. Al integrar la precisión de los actuadores electromecánicos con la potencia de los hidráulicos, proporciona una solución confiable y eficiente para una amplia gama de aplicaciones industriales. Las ventajas más destacadas son las siguientes:
Mayor precisión
Permiten un control preciso de la fuerza y posición, lo que se traduce en una mayor precisión en las piezas producidas.
Mayor flexibilidad
La capacidad de ajustar la fuerza, velocidad y posición de forma precisa permite adaptarse a una amplia variedad de aplicaciones.
Mayor eficiencia
Altamente eficientes, lo que reduce el consumo de energía y los costos operativos.
Ahorro de energía
Funcionan bajo demanda, reduciendo el consumo energético.
Alta tolerancia a cargas
Diseñados para soportar impactos, cargas laterales y choques en los topes finales sin daños.
Ausencia de fugas
El diseño sellado elimina los riesgos de fugas típicos en sistemas hidráulicos tradicionales.
Durabilidad mejorada
Sin desgaste de metal con metal, lo que minimiza el mantenimiento regular.
Sin infraestructura hidráulica
No se utilizan mangueras, accesorios o válvulas susceptibles de tener fugas.
Comparaciones entre Tecnologías de Actuadores
Los EMA (Actuadores Electromécanicos) se dañan por las cargas de impacto y el desgaste por el contacto entre metales. Deben ser de mayor tamaño para prolongar su vida útil.
Los EMA requieren lubricación frecuente para prolongar la vida útil.
SHA no requiere mantenimiento preventivo aparte de un cambio del sello del vástago (después de años de uso).
Mientras que los sistemas hidráulicos requieren un reemplazo periódico de aceite, filtros y mangueras, los actuadores SHA presentan una ventaja al no necesitar este tipo de mantenimiento.
Los actuadores SHA ofrecen la misma fuerza que un cilindro hidráulico, pero sin requerir una unidad de potencia hidráulica externa ni grandes cantidades de fluido.
La densidad de fuerza en los EMA es menor que la de un cilindro hidráulico.
Los sistemas hidráulicos frecuentemente tienen fugas, están sucios y crean condiciones ruidosas e inseguras.
Los actuadores SHA no son propensos a fugas gracias a su tecnología patentada de conectores que no necesita el uso de mangueras.
Power-on-Demand ahorra energía.
La fricción de metal con metal reduce la eficiencia.
Los sistemas hidráulicos funcionan de forma continua, son muy ineficientes y requieren cambios de fluidos regulares.
SHA es un sistema todo en uno, mientras que los sistemas hidráulicos tienen muchos componentes.
Los EMA requieren celdas de carga costosas para medir la fuerza.
Los SHA pueden venir integrados con una celda de carga que puede funcionar en acción o compresión.
La hidráulica requiere instrumentación costosa para IoT.
Actuador electrohidráulico inteligente vs. Actuador de tipo tornillo
Comparación de fiabilidad de actuadores
Desafíos a Considerar al Elegir un Actuador Electrohidráulico
Aunque los actuadores electrohidráulicos ofrecen numerosos beneficios, también presentan algunas limitaciones:
Tecnología poco conocida en ciertos sectores.
Velocidades de extensión y retracción diferentes.
Falta de opciones en acero inoxidable o diseños ATEX para entornos específicos como la industria alimenticia.
Aplicaciones industriales
A continuación, te compartimos como estos actuadores contribuyen a mejorar la eficiencia y la precisión en diferentes aplicaciones industriales.
Moldeo por inyección
Monitorización y control de procesos de moldeo por inyección
Monitoreo del moldeo por inyección de plástico de dispositivos médicos
Monitorización y control del proceso de curado (RTM)
Fabricación avanzada
Montaje y prueba
Soldadura por puntos: control del procesoPrueba de estampación de metal
Pruebas en línea y al final de la línea para procesos de producción
Sistemas de unión electromecánicos
Medición dinámica piezoeléctrica en la fabricación de semiconductores
Industrias electrónicas 3C: fabricación y desarrollo de productos
Tecnología de medición para aplicaciones de mecanizado
Automatización de fábricas
Tecnología de fijación
Sistemas modulares de montaje y prueba para automatización
Soluciones de inspección por visión y máquinas de clasificación
Sin duda, la combinación de servoprensas y actuadores electrohidráulicos representa una solución ideal para optimizar los procesos de producción. Al ofrecer un control preciso, una gran flexibilidad y una alta eficiencia, esta tecnología permite mejorar la calidad de los productos, optimizar los procesos de manufactura y reducir costos.
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