Accionamientos Semirrotativos Festo
Figura 1: Un accionamiento semirrotativo de paleta (izquierda) y un accionamiento semirrotativo de cremallera y piñón (derecha).
Los accionamientos semirrotativos proporcionan un movimiento de rotación limitado preciso y controlado en diversas aplicaciones industriales, típicamente de menos de 360 grados. Estos accionamientos se utilizan comúnmente en aplicaciones donde una rotación completa no es necesaria o posible. A menudo se emplean en diversas aplicaciones industriales, incluyendo la actuación de válvulas, manipulación de materiales y sistemas de automatización. Este artículo utiliza los accionamientos semirrotativos neumáticos de Festo como ejemplo para ofrecer una visión general de este tipo de dispositivo.
Festo ofrece dos tipos principales de accionamientos semirrotativos neumáticos:
- Accionamiento semirrotativo de paleta
- Accionamiento semirrotativo de cremallera y piñón
Accionamiento semirrotativo de paleta
Un accionamiento semirrotativo de paleta utiliza una paleta (un componente plano y similar a una hoja) que gira dentro de una cámara. La paleta está unida a un rotor, y al introducir aire a presión en la cámara, empuja contra la paleta, haciendo que el rotor gire. Los accionamientos semirrotativos de Festo de doble efecto (lo que significa que puede girar en dos direcciones) con paleta son dispositivos modernos y compactos que ofrecen un ángulo de giro fijo, el cual se puede ajustar mediante accesorios. Es más ligero que otros accionamientos semirrotativos y cuenta con una carcasa protegida contra salpicaduras de agua y polvo. El diseño no incluye un tope fijo de metal, lo que lo hace más suave y silencioso.
Estos dispositivos incorporan sensores de posición como el SRBS, que detectan magnéticamente y sin contacto cuando el accionamiento ha alcanzado el final de su rango de giro. Este sensor cuenta con dos puntos de conmutación y ofrece una instalación rápida y una operación fiable a través de un solo botón. Las posiciones finales del ángulo de giro, que van de 0 a 270 grados, se pueden ajustar fácilmente con este botón. El sensor SRBS requiere solo un cable de conexión y ofrece una larga vida útil debido a su robusto mecanismo de detección sin contacto. Proporciona una precisión de repetición de ±1 grado e incluye salidas de conmutación programables, ya sea PNP o NPN, con opciones para contactos normalmente abiertos o normalmente cerrados.
Figura 2: Los accionamientos semirrotativos de tipo paleta tienen puertos para el flujo de retorno (A) y el flujo de aire comprimido de una bomba (B). Alternar qué puerto es para qué fuente puede cambiar la dirección en la que se empuja la paleta (sentido de las agujas del reloj a la izquierda, sentido contrario a las agujas del reloj a la derecha). El tope (C) separa los dos puertos y la rotación de la paleta hace girar un eje de salida (D).
Especificaciones
Festo ofrece dos series de accionamientos semirrotativos de paleta:
- DRVS
- DSM
El accionamiento DSM ofrece tamaños más grandes y también permite fuerzas radiales más altas de la carga. La diferencia principal entre las dos series, sin embargo, es que el ángulo de giro del DSM es ajustable infinitamente y el ángulo de giro del DRVS es fijo. No obstante, el ángulo de giro del DRVS se puede ajustar utilizando un accesorio de kit de tope.
Tabla 1: Especificaciones del DRVS
| Tamaño | 6 | 8 | 12 | 16 | 25 | 32 | 40 | |
| Conexión neumática | M3 | M5 | G1/8 | |||||
| Tipo de montaje | Hembra | |||||||
| Ángulo de giro | 90/180 | 90/180/270 | ||||||
| Lubricación | Posible pero siempre será necesario después | |||||||
| Presión de funcionamiento | bar | 3.5 - 8 | 2.5 - 8 | 2 - 8 | ||||
| psi | 51 - 116 | 36 - 116 | 29 - 116 | |||||
| Materiales | ||||||||
| Eje de accionamiento | Acero inoxidable de alta aleación | Acero niquelado | ||||||
| Carcasa | Aleación de aluminio forjado anodizado | Aluminio fundido pintado | ||||||
| Paleta | PET reforzado | |||||||
| Rodamientos de bolas | Acero para rodamientos de rodillos | |||||||
| Sello de eje | - | PU | NBR | |||||
| Tornillos | Acero galvanizado | |||||||
| Juntas | TPE-U(PU) | |||||||
Tabla 2: Especificaciones del DSM
| Tamaño | 12 | 16 | 25 | 32 | 40 | 63 |
| Conexión neumática | M5 | G1/8 | G1/4 | |||
| Tipo de montaje | Rosca hembra | |||||
| Presión de funcionamiento (bar) | 2 - 10 | 1.5 a 10 | ||||
| Materiales | ||||||
| Carcasa, brida | Aluminio anodizado | |||||
| Eje | Acero niquelado | |||||
| Paleta rotativa | Plástico reforzado con fibra de vidrio | |||||
| Palanca de tope | Aluminio anodizado | |||||
| Topes fijos | Acero inoxidable | |||||
| Tornillos | Acero galvanizado | |||||
| Tornillos de tope | Acero inoxidable | |||||
| Tapa de cubierta | Plástico reforzado con fibra de vidrio | |||||
| Juntas | Poliuretano | |||||
Accionamiento semirrotativo de cremallera y piñón
Los accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón operan según el principio de cremallera y piñón, ofreciendo alta precisión en las posiciones finales y una excelente capacidad de carga. Convierten el movimiento lineal en movimiento rotativo a través de la interacción de un engranaje (el piñón) y la tira de engranaje lineal (la cremallera). El aire comprimido aplica una fuerza lineal a la cremallera, haciéndola moverse en línea recta. Esto provoca que el piñón gire alrededor de su eje. Estos accionamientos mantienen una alineación precisa a lo largo del eje del eje de brida, minimizando cualquier desviación o tambaleo. Además, son capaces de gestionar y controlar eficazmente grandes fuerzas de rotación, conocidas como momentos de inercia de masa elevados. Presentan un juego reducido (movimientos bruscos al cambiar de dirección) y ofrecen una buena respuesta dinámica. Diseñados para ser resistentes a salpicaduras según las normas IP65 basadas en EN 60529, estos accionamientos cuentan con interfaces definidas y un puerto de suministro en un extremo. Se dispone de varias opciones de montaje, lo que los hace ideales para aplicaciones de manipulación.
Figura 3: Un accionamiento semirrotativo de cremallera y piñón: pistones (A), eje de brida (B), carcasa (C) y tapones de puerto (D).
Especificaciones
Festo ofrece una serie de accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón, la serie DRRD con pistones gemelos. Sus especificaciones se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3: Especificaciones DRRD
| Tamaño | 8 | 10 | 12 |
| Conexión neumática | M3 | M5 | |
| Tipo de montaje | Rosca hembra con agujero pasante | ||
| Ángulo de giro | 180 | ||
| Lubricación | Permitida pero siempre será necesaria posteriormente | ||
| Presión de funcionamiento (bar) | 3 a 8 | ||
| Materiales | |||
| Pistón | Aleación base de cobre | ||
| Eje de brida | Acero inoxidable de alta aleación | ||
| Carcasa | Aleación de aluminio forjado anodizado suave | ||
| Tapón de puerto | Acero inoxidable de alta aleación | ||
| Juntas | NBR | ||
| Junta del pistón | TPE-U(PU) | ||
Aplicaciones
Esta sección proporciona orientación sobre cómo seleccionar entre un accionamiento semirrotativo de paleta y un accionamiento semirrotativo de cremallera y piñón para aplicaciones específicas.
Precisión y suavidad de funcionamiento
Los accionamientos semirrotativos de paleta son conocidos por su movimiento rotativo suave y preciso, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren un control fino y una vibración mínima. Estos accionamientos son particularmente adecuados para tareas delicadas en automatización, robótica y equipos médicos donde la precisión es fundamental.
Los accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón proporcionan un movimiento rotativo robusto y fiable, pero pueden tener un juego mecánico ligeramente mayor en comparación con los accionamientos de paleta. Son adecuados para aplicaciones donde la alta precisión no es tan crítica, como maquinaria pesada y sistemas de dirección automotriz.
Par y capacidad de carga
Los accionamientos semirrotativos de paleta suelen ofrecer un par moderado y son más adecuados para aplicaciones con cargas más ligeras. Son ideales para máquinas de embalaje, sistemas de etiquetado y manipulación de materiales de servicio ligero.
Los accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón son capaces de proporcionar un par mayor y manejar cargas más pesadas. Estos accionamientos son más robustos y duraderos en condiciones de alto estrés, lo que los hace adecuados para maquinaria pesada, grúas, excavadoras y otras aplicaciones que requieren un alto par.
Espacio y restricciones de instalación
Los accionamientos semirrotativos de paleta suelen ser más compactos y más fáciles de instalar en espacios reducidos. Su diseño permite la integración en áreas estrechas, lo que los hace ideales para aplicaciones con espacio limitado, como brazos robóticos y sistemas de automatización compactos.
Los accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón, sin embargo, pueden requerir más espacio debido al mecanismo de conversión de movimiento lineal a rotativo. A pesar de esto, ofrecen flexibilidad en el montaje y la configuración, lo que los hace adecuados para instalaciones más grandes donde el espacio es menos importante, como maquinaria industrial y sistemas de energía renovable.
Mantenimiento y durabilidad
Los accionamientos semirrotativos de paleta suelen tener menos piezas móviles, lo que puede resultar en menores requisitos de mantenimiento y una vida útil más larga en entornos limpios. Son ideales para entornos donde el acceso al mantenimiento es limitado, como dispositivos médicos y aplicaciones aeroespaciales.
Los accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón son conocidos por su robustez y capacidad para resistir condiciones adversas. Aunque pueden requerir más mantenimiento debido a los componentes mecánicos, generalmente son más duraderos en entornos difíciles. Estos accionamientos son ideales para aplicaciones al aire libre, industria pesada y entornos con altos niveles de polvo y residuos.
Consideraciones de coste
Los accionamientos semirrotativos de paleta pueden ser más rentables para aplicaciones que requieren un par y una precisión moderados. El diseño más simple puede llevar a costes iniciales más bajos, lo que los hace adecuados para proyectos con restricciones presupuestarias donde una precisión alta y un par moderado son suficientes.
Los accionamientos semirrotativos de cremallera y piñón, por otro lado, pueden tener costes iniciales más altos debido a su diseño robusto y sus capacidades de par superiores. Sin embargo, ofrecen una mejor relación calidad-precio para aplicaciones que requieren un alto rendimiento y durabilidad. Estos accionamientos son adecuados para proyectos donde la fiabilidad a largo plazo y un alto par justifican la inversión.
Preguntas frecuentes
¿Qué es un accionamiento semirrotativo?
Un accionamiento semirrotativo proporciona un movimiento rotativo preciso y controlado limitado, típicamente inferior a 360 grados, utilizado en diversas aplicaciones industriales.
¿Para qué se utilizan los accionamientos semirrotativos de Festo?
Los accionamientos semirrotativos de Festo se utilizan para accionamientos de válvulas, manipulación de materiales y sistemas de automatización donde no es necesaria una rotación completa.
¿Cuáles son los beneficios de utilizar los accionamientos semirrotativos de Festo?
Los beneficios incluyen control preciso, fiabilidad, diseño compacto y adecuación para diversas aplicaciones industriales que requieren un movimiento rotativo limitado.