Pesaje de Actuadores Neumáticos vs Eléctricos

El papel de la neumática en el envasado ha sido un interesante tema de debate durante muchos años. Debido a que brindan una actuación mecánica de bajo costo, los actuadores neumáticos han sido un elemento básico en la industria del empaque y, a menudo, se usan como fuente de energía primaria dentro del empaque de válvulas. Con la introducción de fuentes de energía alternativas, cada vez hay menos actuadores neumáticos en funcionamiento en el mundo. Una de estas fuentes alternativas son los actuadores eléctricos. Dado que los actuadores electromecánicos son más eficientes energéticamente que los que utilizan aire comprimido, los actuadores eléctricos se han convertido en una alternativa atractiva a los neumáticos.

Sin duda, existen razones válidas para elegir un actuador eléctrico en lugar de uno neumático, pero se deben abordar algunos datos sobre los actuadores neumáticos antes de considerarlos como candidatos para una aplicación en particular.

Conceptos y malentendidos

Los actuadores neumáticos fueron inicialmente un método preferido de actuación debido a su bajo costo. Sin embargo, con el desarrollo del mundo industrializado, la velocidad de los cilindros y el número de cilindros utilizados en las operaciones de envasado han aumentado. Ejecutar estas poderosas operaciones requiere más energía y los usuarios finales están comenzando a expresar sus preocupaciones. Debido al aumento del costo del aire comprimido, los actuadores neumáticos cayeron en desgracia y la gente comenzó a buscar alternativas. La cantidad de aire comprimido que la planta necesita para comenzar crea problemas para el presupuesto. Pero, ¿se está usando el aire comprimido de manera eficiente?Con más investigación sobre esto, la pregunta es «¿Cuánto aire comprimido necesita realmente un actuador neumático?»

Las instalaciones comenzaron a realizar estudios de aire para obtener una comprensión más precisa de cómo se usaba su aire comprimido. Resultó que el alto costo del aire comprimido no se debía a los actuadores neumáticos, sino al diseño de las tuberías y las fugas en toda la planta. Estas fugas son comunes en toda la industria y, si bien muchas personas asocian los actuadores neumáticos con el aumento del costo del uso de aire comprimido, es probable que las fugas en las tuberías tengan la mayor parte de la culpa. A medida que aumenta la concienciación sobre este fenómeno, y las fugas se identifican y abordan adecuadamente, el costo del aire comprimido puede reducirse significativamente. Si bien el costo puede seguir siendo la principal preocupación de un operador, es fundamental garantizar que las tuberías de la planta funcionen de manera eficiente.

Una de las mayores ventajas de los actuadores neumáticos sobre los actuadores eléctricos es la flexibilidad que ofrecen los neumáticos en sus capacidades de instalación. Los actuadores eléctricos suelen estar limitados a instalaciones muy específicas. Los actuadores neumáticos se pueden adaptar a muchas aplicaciones diferentes. Para actuadores eléctricos (disculpas a Henry Ford), puede elegir entre diferentes posiciones de pivote, siempre que sea un pivote trasero. En este punto, el uso de un actuador eléctrico se convierte en una modificación y la instalación se vuelve más difícil.

Las cuestiones ambientales también se convierten en un factor en la toma de decisiones. Si hay áreas donde el ambiente no es adecuado para el contacto con actuadores eléctricos, los actuadores neumáticos pueden brindar una solución. Para actuadores eléctricos, siempre hay una conexión eléctrica al actuador. A menudo, la conexión se convierte en el punto débil del actuador.

Otro concepto erróneo es que los actuadores accionados por correa brindan una solución más práctica para carreras largas que los cilindros de aire. Sin embargo, los actuadores neumáticos tienen carreras mucho más largas que los actuadores eléctricos y ofrecen una versatilidad de instalación adicional al incluir cilindros sin vástago en la mezcla.

levantarse y lavar

El lavado a máquina es otra área en la que los actuadores neumáticos ofrecen ventajas. Si bien es posible que los actuadores eléctricos no cumplan con los requisitos del proceso, según el nivel de protección requerido para un lavado de máquina en particular, hay varios fabricantes que ofrecen actuadores neumáticos que sí pueden.

A menudo, las válvulas neumáticas requieren carcasas para cumplir con los requisitos de lavado específicos. Como se mencionó anteriormente, la interfaz de un actuador eléctrico suele ser su eslabón más débil. Sin embargo, en el caso de lavado, dependiendo de la severidad, las conexiones eléctricas no pueden ser manipuladas. Esto excluye el uso de actuadores eléctricos. Si el actuador neumático está configurado correctamente, podrá resistir el lavado.

Sin embargo, la distancia entre el conjunto de la válvula y el actuador es crítica. Cuanto más lejos esté, mayor será el tiempo de respuesta para que se retraiga. En el pasado, los operadores montaban sus válvulas neumáticas en cajas de acero inoxidable en la pared a 50 pies de distancia de los cilindros. Hoy en día, un producto verdaderamente autónomo es una parte de una máquina que puede soportar un lavado a tan solo 5 pies de distancia. Esto aumenta el rendimiento a medida que aumenta la velocidad. Permite a los OEM colocar conjuntos de válvulas lo más cerca posible del punto de operación.

Los beneficios de los electrodomésticos

¿Cuáles son las desventajas de los actuadores neumáticos que no tienen los actuadores eléctricos?En primer lugar, los actuadores eléctricos son más eficientes energéticamente. Muchos diseñadores optarían por actuadores eléctricos si fueran tan buenos como los actuadores neumáticos.

Además, si el movimiento de la máquina requiere rampas de aceleración o desaceleración o perfiles de movimiento cambiantes, es posible que los actuadores neumáticos no estén a la altura. Si bien algunos proveedores ofrecen sistemas de control de fuerza y ​​movimiento electroneumático de alta gama, la mayoría de los diseñadores de máquinas están familiarizados con los actuadores electromecánicos y los especifican.

Los avances en válvulas y cilindros han permitido que la neumática siga siendo una forma práctica de transmisión de potencia en maquinaria de embalaje y otras industrias, especialmente aquellas que requieren alta velocidad, seguridad y confiabilidad.(Imagen cortesía de Parker Hannifin Corporation)

Si el operador necesita cambiar la velocidad al final de la carrera, a menudo se considera que los actuadores neumáticos limitan la neumática. La amortiguación al final de la carrera puede proporcionar cierto control de la desaceleración. La aceleración, la desaceleración y la velocidad son más fáciles de controlar y cambiar eléctricamente. Por ejemplo, si una carga frágil se mueve a lo largo de una cinta transportadora y debe detenerse o desviarse, los actuadores neumáticos pueden generar golpes que pueden dañar la pieza de trabajo. Sin embargo, los actuadores electromecánicos se pueden programar para acelerar rápidamente y hacer coincidir su velocidad con la pieza de trabajo, moviéndose suavemente o decelerando hasta detenerse de forma controlada.

La comparación de este actuador electromecánico con un actuador neumático muestra claramente que la neumática ofrece una solución más ligera y compacta para generar movimiento lineal. Sin embargo, los diseñadores suelen especificar actuadores electromecánicos cuando la aplicación requiere aceleración, desaceleración, velocidad y posición controladas.(Imagen cortesía de Parker Hannifin Corporation)

Neumática en movimiento

Aunque muchos consideran que la neumática es una industria madura, aún se están logrando avances. Por ejemplo, los nuevos diseños de componentes demuestran una mayor eficiencia que sus predecesores de hace unos años. Además, los sistemas electroneumáticos de circuito cerrado ofrecen control de presión y movimiento programable para combinar las ventajas de los accionamientos eléctricos y neumáticos.

La tendencia de los cilindros es la amortiguación neumática de alta velocidad para proporcionar desaceleración al final de la carrera y tiempos de ciclo generales más rápidos que los actuadores eléctricos. Algunos cilindros de estilo ISO ofrecen amortiguación neumática de alta velocidad comprobada, pero el mercado estadounidense ha mostrado preferencia por los cilindros NFPA para mantener una configuración uniforme en toda la máquina. Sin embargo, algunos cilindros no lubricados de NFPA ahora ofrecen el tipo de amortiguación neumática de alta velocidad requerida por la industria del empaque.

Los actuadores eléctricos y neumáticos tienen su lugar en la industria del embalaje. Todo depende de la máquina que lo utilice y del resultado deseado.

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