Elevadores de husillo: los todoterreno en la tecnología de accionamiento lineal
Los elevadores de husillo son soluciones de accionamiento más simples y económicas en comparación con los sistemas hidráulicos y neumáticos. Con ellos, una carga definida puede moverse a una posición exacta con una velocidad determinada. En un elevador de husillo, el movimiento rotativo se transforma en un movimiento lineal de elevación.
Es importante saber que todos los elevadores de husillo pueden conectarse de forma rentable a un sistema de elevación mediante ejes de conexión y reenvíos a ángulo.
En este artículo descubrirá:
- Cómo se utilizan los elevadores de husillo para mover una carga linealmente de A a B.
- Por qué nuestros elevadores de husillo se emplean repetidamente en aplicaciones de tecnología aeronáutica.
- Qué cargas pueden mover nuestros elevadores de husillo
En los aviones que pesan toneladas, cada gramo cuenta
En la construcción de aeronaves, el diseño ligero ha sido una prioridad durante décadas, ya que cada gramo de peso adicional aumenta el consumo de combustible. Por eso, muchas partes de la estructura y de las alas se fabrican con materiales compuestos de fibra de carbono (CFK). Su fortaleza radica en su alta estabilidad y durabilidad con un peso muy reducido. En los modelos de avión más recientes, como el Dreamliner y el A350, la proporción de materiales CFK supera el 50%. Las alas de los aviones se fabrican en grandes prensas de moldeo.
Prensa de moldeo
Tarea compleja resuelta de manera sumamente elegante – con un elevador de husillo
Cuando AIC Group recibió un pedido para la fabricación de una gran prensa de moldeo para una importante empresa aeroespacial rusa, se puso en contacto con nuestra representación Drive Lines en Reino Unido para recibir asesoramiento sobre el sistema de accionamiento óptimo.
Ambas empresas ya habían colaborado en proyectos similares y, por lo tanto, cuentan con un amplio conocimiento experto en esta tecnología de laminado. Las prensas de moldeo son populares en la industria aeroespacial, ya que permiten fabricar piezas ligeras pero muy resistentes para aviones. En este caso, la instalación se utilizará para la fabricación de largueros de ala.
Desde su fundación en 1990, AIC ha sido una empresa líder en este sector. Ha integrado muchas funciones avanzadas en sus instalaciones, incluyendo camas calefactadas por zonas, posicionamiento preciso de la cama, precalentamiento de herramientas, control sofisticado del vacío y tecnología de doble membrana.
Drive Lines, fundada cinco años antes que AIC, es uno de los proveedores líderes en componentes y sistemas de transmisión mecánica en Reino Unido. Gracias a su amplia experiencia, aporta un conocimiento técnico considerable a cada nuevo proyecto.
La instalación descrita es relativamente grande, con 11 x 2 m, y como cada máquina de AIC, se trata de un diseño a medida. Se pueden formar laminados con un espesor superior a 20 mm de manera precisa.
En esencia, consta de una cama de vacío que contiene la herramienta de moldeo. Sobre ella se encuentra una Hot Box, que calienta la herramienta. También hay un banco de lámparas para calentar los materiales compuestos y que se ajusten perfectamente a la herramienta. La Hot Box y el banco de lámparas están montados en un marco elevador, que puede levantarse mediante un mecanismo de accionamiento especificado por Drive Lines para permitir un acceso libre a la cama de vacío.
Mover una carga enorme de más de 20 toneladas – con un elevador de husillo
El banco de lámparas pesa 12 toneladas y la Hot Box pesa 8,5 toneladas, apenas menos. Por lo tanto, se deben levantar aproximadamente 20 toneladas a lo largo de 1,250 mm. Todo esto en solo 75 segundos, lo que equivale a una velocidad de más de 1 minuto por metro.
Matt Jones, quien trabajó en el proyecto para Drive Lines, comenta: “La carga era tanto grande como pesada, y debíamos asegurarnos de que se elevara siempre de manera perfectamente vertical, ya que cualquier desalineación podría causar daños estructurales importantes en la instalación.”
En colaboración con el equipo de diseño de AIC, se decidió utilizar un solo motor central que accione cuatro elevadores de husillo mediante un reenvío a ángulo. Para garantizar un movimiento completamente uniforme, Jones especificó ejes de transmisión que no presentaran juego inesperado y que transmitieran exactamente el mismo torque a lo largo de la misma distancia.
Cubic Screw Jack MJ4
Los elevadores de husillo de la serie MJ, probados durante años
Los elevadores de husillo seleccionados, unidades GROB MJ4, fueron suministrados por Drive Lines. Cada uno de los cuatro elevadores está equipado con una tuerca de seguridad personalizada y un adaptador de muñón, diseñados específicamente para este accionamiento. Como unidad de engranajes se eligió una PowerGear de engranaje cónico de precisión de Drive Lines, conectada a los elevadores mediante ejes cardán flexibles de alta velocidad de R+W.
Los elevadores de husillo MJ4 de GROB están disponibles en Drive Lines en una gran variedad de diseños, tamaños y opciones, para adaptarse a la aplicación específica. Normalmente se utilizan para mover una carga linealmente entre posiciones y pueden emplearse en vertical u horizontal. La fuerza máxima de elevación es de hasta 500 kN y las carreras estándar alcanzan hasta 4 m, aunque pueden ampliarse bajo pedido.
Jamie Hardiment, director de desarrollo comercial de AIC, comenta: “Este tipo de prensas de moldeo (Hot Drape Former, HDF) son indispensables en la industria aeroespacial. Con nuestra investigación y desarrollo continuos, nuestras prensas elevan la fabricación de componentes de carbono a un nuevo nivel, permitiendo a nuestros clientes producir de manera más eficiente alas y otras piezas de materiales compuestos para la aeronáutica.”
¿Qué tipo de husillo se utiliza normalmente en nuestros elevadores de husillo?
Básicamente, se pueden suministrar dos variantes:
- Husillo trapezoidal
- Husillo de bolas (husillo de bolas)
¿Cuál es la diferencia entre estas dos variantes?
El husillo trapezoidal es robusto, económico y la opción correcta para la mayoría de las aplicaciones de posicionamiento. Es importante una lubricación adecuada, ya que tanto el husillo como la tuerca están sujetos a fricción.
El husillo de bolas se utiliza cuando la aplicación requiere mayor precisión de posicionamiento y repetibilidad. El principio de recirculación de bolas de la tuerca permite mayores ciclos de trabajo, velocidades más altas y mayor eficiencia, en comparación con el husillo trapezoidal. Para el cliente, esto significa menor consumo de energía y menos generación de calor.
Fragmento de datos CAD de elevador de husillo
¿Cómo se benefician los diseñadores al trabajar con nosotros?
Los diseñadores suelen estar bajo presión de tiempo. Los plazos son ajustados y muchas cosas deben hacerse rápidamente. Por eso, para un diseñador es una gran ventaja poder acceder rápida y fácilmente a los datos CAD. De esta manera, pueden comenzar a diseñar sin retrasos y, al mismo tiempo, ahorrar hasta un 30 % de su tiempo, ya que inician la construcción de inmediato. Por cierto, puede encontrar todos los datos CAD de nuestros productos en distintos formatos aquí.
Otras aplicaciones de los elevadores de husillo
¿Dónde más se utilizan los elevadores de husillo como accionamientos lineales?
- Para el movimiento de escenarios de teatro y otras plataformas
- Para el ajuste de antenas parabólicas
- Para el posicionamiento de encofrados de acero para vigas de concreto
- En mesas elevadoras tipo tijera