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Solenoide tubular industrial de 125 mm de carrera con carga de 50 kg.
Solenoide tubular industrial a medida para maquinaria
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Guía del solenoide tubular industrial WL132250 para automatización

Un solenoide tubular industrial es un dispositivo que transforma la corriente eléctrica en movimiento lineal. Consta de un cuerpo tubular recubierto con una bobina de cobre, un circuito magnético con núcleo de hierro y un émbolo deslizante. Al pasar una corriente eléctrica por la bobina, se genera un campo magnético que impulsa el émbolo para producir el movimiento.
Los solenoides tubulares industriales son ampliamente utilizados debido a su diseño compacto, alta eficiencia de conversión de energía y funcionamiento fiable. En comparación con los solenoides tradicionales, los solenoides tubulares ofrecen una fuerza magnética mucho mayor y una mayor eficiencia energética. Estos solenoides se pueden personalizar en cuanto a fuerza de salida, voltaje, longitud de carrera, tipo de montaje, etc. Se aplican ampliamente en dispositivos de cierre, máquinas expendedoras, equipos médicos, dispositivos de seguridad y máquinas de embalaje.

Características principales del solenoide tubular industrial

De estructura compacta, estos solenoides tubulares poseen una potente fuerza magnética y un funcionamiento fiable. Son ideales para el control de alta velocidad y precisión en la industria de la automatización. Su diseño tubular permite ahorrar energía y aumentar la fuerza magnética. Gracias a su robusta construcción, son duraderos, requieren poco mantenimiento y funcionan de forma continua y estable. Disponibles para empuje o tracción, estos solenoides ofrecen opciones de personalización en cuanto a voltaje, longitud de carrera, fuerza de salida, tipo de montaje y tipo de conexión.

Descripción general del producto: Solenoide tubular industrial de alta resistencia.

Los solenoides tubulares industriales son actuadores electromagnéticos compactos que generan acción lineal de empuje o tracción. Su diseño tubular optimiza la eficiencia del flujo magnético, lo que se traduce en una alta fuerza de salida y un tiempo de respuesta rápido. Los solenoides tubulares industriales se utilizan ampliamente en equipos de automatización, sistemas de seguridad, dispositivos médicos, máquinas expendedoras y maquinaria industrial. Disponibles en diversos voltajes y fuerzas, estos solenoides tubulares industriales pueden personalizarse según las necesidades de cada aplicación.

Vídeo de solenoide tubular industrial de alta resistencia

Exhibición detallada del solenoide tubular industrial de alta resistencia

Hoja de datos técnicos del solenoide tubular industrial

Marcas Tecnología Weilong Nº modelo WL132250
Tensión nominal (V) 12 V CC, 24 V, 48 V y 60 V CC Potencia nominal (W) 5000 6000-W
Modelo de trabajo Tipo de tracción tubular Fuerza de retención (N) 300-500N
Stroke (mm) 30–125 mm Hora(s) de reinicio 0.1
Tiempo de vida 300 mil veces Certificación CE, RoHS, ISO9001,
Material Carcasa de acero al carbono con recubrimiento cincado. Longitud del cable conductor (mm) 200
Instalar estilo Tornillo y tapa ajustables Tolerancia de dimensión  +/- 0.1 mm
Flotan en el agua  Ninguna Clase de aislamiento F
Prueba de alto potenciómetro CA 1200V 50/60Hz 2s Fuerza de retención sin excitación 0
Temperatura de funcionamiento -10 ° C-100 ° C Ciclo de trabajo 1-100%
Profundidad de rosca (mm) / Plazo De Pago TT o LC a la vista
Orden de muestra Sí: Garantía 1 año
MOQ 1000 unidades Capacidad de suministro 5000 piezas por semana
Tiempo de entrega 30 Días Puerto de carga Shenzhen

¿Cómo funciona un solenoide tubular industrial?

Cuando se aplica corriente continua al cable de cobre de la bobina de un solenoide tubular industrial, se genera un campo magnético. Este campo magnético ejerce una fuerza de atracción sobre el émbolo ferromagnético que se encuentra dentro de la carcasa tubular.

A continuación, el émbolo se empuja hacia adentro para generar el movimiento lineal. Una vez que cesa el flujo de corriente, el émbolo regresa a su posición inicial gracias a un resorte o una fuerza externa. Todo el proceso es relativamente sencillo, eficiente y rápido. La fuerza de salida está determinada por el voltaje, la corriente y la carrera.

¿Cómo podemos fabricar el solenoide tubular industrial requerido con una carga de 50 kg y una carrera de 125 mm?

 

El desafío aquí no radica en hacerlo más resistente, sino en el problema de su naturaleza multidimensional (limitación multifísica). Existen las siguientes limitaciones de ingeniería principales:

1. Compromiso entre fuerza y ​​distancia de carrera (Problema principal de diseño)

La fuerza depende del espacio de aire de la siguiente manera:

F ∝ N²I²g²F \propto \frac{N^2 I^2}{g^2}F ∝ g²N²I²F, donde F = fuerza y ​​g = espacio de aire (distancia de carrera)

¿Cuál es el problema aquí?

Con una carrera de 125 mm, el espacio de aire es bastante grande.

La fuerza magnética disminuye exponencialmente en función de la distancia al émbolo.

Es realmente difícil proporcionar 50 kg de fuerza en la carrera completa sin lo siguiente:

volumen de bobina extremadamente grande o

corriente eléctrica extremadamente alta o utilizando algún tipo de amplificador magnético

El resultado del diseño de un solenoide tubular será el siguiente:

alta fuerza al inicio de la carrera (0-10 mm)

La fuerza disminuye al final de una carrera larga.

2. Tamaño de la bobina frente a la corriente eléctrica (riesgo de sobrecalentamiento)

Para obtener una fuerza elevada en una carrera larga:

El número de amperios-vueltas debería ser bastante alto.

Necesitarás:

un cable de cobre grueso o muchas bobinas o una corriente muy alta

Consecuencias:

Calentamiento por resistencia I² muy alta = corriente alta

Carcasa tubular

espacio pequeño para bobinas

el riesgo de sobrecalentamiento de las bobinas por encima de los límites de aislamiento de la clase (clase F/H)

=> El diseño térmico es uno de los problemas clave para su aplicación.

3. Montaje magnético de los materiales del núcleo

Es necesario que el flujo en el núcleo de hierro y el émbolo sea suficientemente alto:

Debido a los elevados requisitos de fuerza, el acero se satura con flujo magnético (~1.6-2.0 Tesla).

saturación magnética

La corriente adicional no aumenta sustancialmente la fuerza.

El problema:

La geometría tubular implica una sección transversal restringida del núcleo de hierro.

Una carrera larga disminuye la eficiencia del flujo

4. Pérdidas de flujo por carrera larga y en el entrehierro

Cuando la carrera alcanza los 125 mm:

parte del flujo magnético se está “filtrando” al entorno circundante.

baja densidad y distribución del campo magnético

Como resultado:

baja eficiencia de conversión a fuerza (< 10-20%)

mayor fuerza en los extremos, menor fuerza en el centro.

5. Problemas mecánicos de solenoides tubulares con carrera larga

Los solenoides de carrera larga tienen sus propios problemas mecánicos:

El émbolo está inclinado o atascado.

Requisitos:

Mecanizado de alta precisión, cojinetes/casquillos de baja fricción, recubrimiento resistente al desgaste.

Carga de 50 kg:

La carga lateral y la fricción juegan un papel importante

El fallo o el atasco del émbolo debido a la desalineación.

6. Relación de compromiso entre masa y velocidad de actuación

Para ejercer una fuerza de 50 kg en una carrera de 125 mm:

Es necesario un émbolo de mayor masa…

Una mayor masa implica mayor inercia y, por lo tanto, menor velocidad.

=> Te enfrentarás al problema de las compensaciones entre lo siguiente:

Fuerza elevada = velocidad de actuación baja

Respuesta rápida = baja fuerza de salida

7. Ciclo de trabajo y problemas de calentamiento forzado

Para uso industrial, normalmente se requiere lo siguiente:

operación de alta frecuencia

Sin embargo:

Gran recorrido y alta fuerza = gran energía por ciclo

Carcasa tubular => incapacidad para disipar rápidamente

=> El resultado a menudo requiere:

ciclo de trabajo intermitente (10 a 30%) o sistema de refrigeración forzada

8. Limitaciones de fabricación y tamaño de la carcasa

Para tener una fuerza de 50 kg con una carrera de 125 mm:

En general, necesitarás lo siguiente:

una bobina de gran diámetro

carcasa de circuito magnético largo

Sin embargo, las limitaciones son

El precio sube

El peso aumenta, el espacio de instalación se reduce y la precisión del mecanizado mejora.

9. Problema de eficiencia (Cuestión clave del diseño real)

Rendimiento del solenoide durante una carrera larga:

La eficiencia de conversión de energía eléctrica en energía mecánica se vuelve baja.

“Casi toda la energía se pierde en forma de calor, pero no de fuerza.”

Como resultado, los ingenieros se preguntan:

“¿Es el solenoide el dispositivo adecuado?”

10. Principales directrices para el diseño de un dispositivo real

Los ingenieros eligen el diseño que combina sus requisitos de 50 kg y una carrera de 125 mm para proporcionar:

Solenoide con ventaja mecánica

Mecanismo de palanca

Conjunto de cremallera y piñón

Cierre magnético con asistencia de resorte

Alternativa: actuador híbrido

Solenoide de liberación/bloqueo

Accionamiento motorizado o neumático de la palanca

Alternativa C: Solenoide multietapa

solenoide de alta potencia con carrera corta

Posición de extensión del émbolo de la etapa mecánica

Conclusión

Generar una fuerza de 50 kg con una carrera de 125 mm en un solenoide tubular puro único es problemático porque

disminución exponencial de la fuerza en función de la longitud de la carrera

Valor máximo de fuerza limitado por la saturación magnética

límites en la corriente de calentamiento continuo

baja eficiencia de conversión con carrera larga

La estabilidad mecánica es importante

 

Aplicación de solenoide tubular industrial de alta resistencia

Solenoide tubular industrial Aplicación industrial

Las aplicaciones de los solenoides tubulares industriales incluyen sistemas de automatización industrial donde se controlan válvulas, compuertas y dispositivos de bloqueo; también regulan dispositivos de clasificación y actuadores. En maquinaria de envasado, los solenoides tubulares se utilizan para controlar el posicionamiento de los productos, el sellado y los interruptores mecánicos.

En las máquinas expendedoras, estos solenoides se utilizan para controlar la dispensación y el bloqueo. Los solenoides tubulares se emplean en cerraduras electrónicas, sistemas de control de acceso y sistemas de seguridad. Su precisión y fiabilidad garantizan su idoneidad para instrumentos de diagnóstico, sistemas de dosificación médica y automatización de laboratorios.

Los solenoides tubulares se utilizan ampliamente en equipos de oficina como impresoras, fotocopiadoras y sistemas de gestión documental. También se emplean en la industria automotriz para sistemas de control de combustible y transmisión, así como en dispositivos de bloqueo automático. Además, son ideales para maquinaria agrícola, hogares inteligentes, robótica y paneles de control industrial.

Ventajas y desventajas de los solenoides tubulares industriales de alta resistencia.

Ventajas y desventajas de los solenoides tubulares industriales

Ventajas de los solenoides tubulares industriales

Los solenoides tubulares ofrecen numerosas ventajas. Gracias a su diseño compacto, los solenoides tubulares industriales proporcionan una alta fuerza de salida. Además, su construcción de circuito cerrado los hace altamente eficientes. Ofrecen una respuesta rápida y un movimiento lineal de gran precisión. Asimismo, los solenoides tubulares industriales son fiables y requieren un bajo coste de mantenimiento.

Estos solenoides pueden durar millones de ciclos si están diseñados adecuadamente. Además, los solenoides tubulares industriales se pueden personalizar en cuanto a voltaje, fuerza, longitud de carrera, montaje y nivel de protección ambiental.

Desventajas de los solenoides tubulares industriales

Los solenoides tubulares tienen ventajas y desventajas. A medida que aumenta la longitud de la carrera, disminuye la fuerza. Además, generan calor si funcionan de forma continua. Un voltaje excesivo y un ciclo de trabajo incorrecto pueden provocar sobrecalentamiento, reduciendo así su vida útil.

Además, el recorrido de los solenoides tubulares suele ser menor que el de los actuadores motorizados. Por lo tanto, para aplicaciones con recorridos muy largos, se pueden elegir otros tipos de actuadores. La fuerza magnética al final del recorrido es mayor que al principio, lo que resulta en una fuerza de salida no uniforme.

Guía de solución de problemas para solenoides tubulares industriales

Guía de solución de problemas para solenoides tubulares industriales

Si su solenoide tubular industrial no funciona, aquí le mostramos algunas maneras de solucionar el problema:

En primer lugar, se deben comprobar la tensión y la corriente de alimentación. Si la tensión es inferior a la requerida, no se generará fuerza magnética. Verifique si hay conexiones de cableado sueltas, roturas o daños en los cables. A continuación, el sobrecalentamiento puede deberse a una sobrecarga o a una tensión excesiva. Se puede realizar una prueba de resistencia de la bobina para detectar cortocircuitos o daños en los devanados.

A continuación, se deben inspeccionar el émbolo y la carcasa tubular para detectar cualquier signo de suciedad, daños, corrosión u obstrucción. Si el émbolo no se mueve con fluidez, es posible que no responda. Esto también podría deberse a resortes defectuosos.

Por último, pero no menos importante, la vibración puede deberse a una desalineación, al desgaste de los componentes o a una fuente de alimentación inestable.

Preguntas frecuentes sobre solenoides tubulares industriales

1. ¿Qué es un solenoide tubular y por qué debería usarlo en lugar del solenoide tradicional de bastidor abierto?

Como su nombre indica, un solenoide tubular se monta dentro de una carcasa metálica cilíndrica que encierra completamente el núcleo y la bobina. El diseño tubular mejora el flujo magnético y crea un blindaje magnético contra interferencias externas, además de proteger las partes internas del solenoide contra el polvo y otras impurezas. El solenoide de bastidor abierto tiene un núcleo expuesto con forma de C o D. Son menos costosos, pero generan menos fuerza y ​​carecen de blindaje magnético.

2. ¿Podría explicar los ciclos de trabajo de los solenoides tubulares industriales?

Los ciclos de trabajo industriales estándar son

Intermitente (por ejemplo, 10%, 25%, 50%); el ciclo de trabajo depende del tiempo de activación y desactivación del solenoide. Esto permite generar mayor potencia (fuerza) debido al calentamiento limitado de la bobina.

Continuo (100%). Un solenoide funciona sin limitaciones en el tiempo de energización, pero tiene una potencia restringida.

Al elegir el solenoide, debe tener en cuenta el ciclo de trabajo previsto para evitar que la bobina se queme.

3. ¿Cómo puedo calcular la fuerza requerida por la aplicación industrial?

La fuerza de salida del solenoide tubular varía según la distancia desde el punto de activación del émbolo. Por lo tanto, la fuerza generada es máxima al inicio de la carrera y mínima al final. Los fabricantes proporcionan gráficos de la relación fuerza-carrera para cada modelo. Es necesario asegurarse de que la fuerza del solenoide elegido sea suficiente para superar la carga mecánica en cada punto de la carrera.

4. ¿Qué tipos de voltajes tienen?

Los solenoides tubulares industriales pueden funcionar con corriente continua (CC) o alterna (CA). La CC de baja tensión incluye 6, 12, 24 y 48 V, mientras que la de alta tensión abarca 110 y 220 V. Con menor frecuencia, existen solenoides tubulares de CA que incorporan rectificadores en sus bobinas. No exceda el valor nominal, ya que una sobretensión reduce significativamente la vida útil del solenoide.

5. ¿Se prefieren los modelos de empuje o de tracción en los solenoides tubulares?

La mayoría de los solenoides tubulares son de tracción, lo que significa que al energizarse, el émbolo se introduce en la bobina. También se pueden obtener solenoides de empuje añadiendo un extensor o un resorte al émbolo. Existen algunos modelos que funcionan en modo de tracción/empuje, así que consulte la hoja de datos para conocer la carrera máxima de empuje del émbolo.

6. ¿Qué protección ambiental se puede lograr con los solenoides tubulares industriales?

Los solenoides tubulares básicos no cuentan con protección ambiental (clase IP00: protección contra sólidos de más de 12 mm). En caso de humedad, polvo o presencia de productos químicos leves en el entorno de trabajo, utilice las variantes protegidas (IP65, IP67) con junta tórica, relleno de epoxi o carcasa de acero inoxidable. Nota: La protección reduce el intercambio térmico; por lo tanto, reduzca la potencia si el ciclo de trabajo se mantiene sin cambios.

7. ¿Qué tipo de mecanismo de devolución seleccionar?

El solenoide tubular necesita contar con algún mecanismo de retorno en caso de desenergización. Los siguientes mecanismos de retorno son posibles para los solenoides tubulares:

Gravedad (el solenoide debe instalarse verticalmente).

Muelle externo (el más popular, indicando la longitud libre y la rigidez del muelle).

Carga inducida de retorno (empuje del sistema mecánico).

En algunos modelos, el muelle de retorno está integrado en el propio solenoide. En este último caso, no habrá mecanismo de retorno y el solenoide conservará la última posición.

 

8. ¿Cuáles son las opciones de montaje?

Opciones de montaje estándar para solenoides industriales:

Casquillo frontal roscado con tuerca hexagonal (para el montaje del solenoide en el panel o soporte).

Bridas de montaje perpendiculares o paralelas al cuerpo con un orificio roscado.

A través de agujeros o pernos traseros.

Soportes personalizados con cantidad mínima de pedido.

La fricción y la fuerza de retorno podrían depender de la dirección de montaje, especialmente para longitudes de carrera grandes.

Cómo evitar errores comunes al seleccionar un solenoide tubular industrial

Una electroválvula tubular mal seleccionada provoca ineficiencia y fallos prematuros en estos actuadores. Los ingenieros suelen pasar por alto el requisito de carrera y solo comprueban la tensión nominal al seleccionar las electroválvulas. En realidad, es necesario medir la presión en la longitud de carrera operativa.
El ciclo de trabajo es uno de los aspectos que más se suelen pasar por alto al seleccionar solenoides industriales. Un solenoide tubular diseñado para uso intermitente se sobrecalienta al utilizarse de forma continua. Además, los ingenieros no suelen tener en cuenta el factor ambiental. La humedad, las altas temperaturas, las vibraciones y el polvo afectan al rendimiento del solenoide y requieren protección.
El montaje de los solenoides tubulares industriales debe realizarse correctamente. En ocasiones, los ingenieros no tienen en cuenta los requisitos de espacio ni la alineación mecánica, lo que reduce el consumo de energía y disminuye la eficiencia. En una etapa temprana, es necesario determinar la longitud del cable, el tipo de conexión y la interfaz eléctrica.
Los requisitos del ciclo de vida son otro factor que los ingenieros suelen pasar por alto. Para lograr una alta eficiencia con una larga vida útil, tienden a elegir productos que no soportan millones de ciclos.

Cómo elegir un solenoide tubular industrial

La selección de solenoides tubulares industriales requiere tener en cuenta ciertos factores eléctricos, mecánicos y ambientales.
1. Comprobar el tipo de movimiento
En primer lugar, es necesario determinar si el sistema funciona mediante empuje, tracción o ambos. Esto define el émbolo y el diseño del circuito magnético adecuados.
2. Defina la fuerza requerida.
Esto significa calcular la fuerza necesaria para realizar el trabajo deseado, más el margen de fricción y los márgenes de seguridad.
3. Determinar la longitud de la brazada
Determine la longitud de carrera necesaria y mida la fuerza donde se requiere, ya que las características de la fuerza difieren según la longitud de la carrera.
4. Elija el voltaje y la potencia.
Los voltajes estándar incluyen CC 6V, 12V, 24V y 48V y, con menos frecuencia, CA 110V y 220V. El voltaje disponible determina el diseño y la eficiencia de la bobina.
5. Considerar el ciclo de trabajo
¿Será un funcionamiento intermitente o continuo? En aplicaciones de funcionamiento continuo, se debe prestar atención a la gestión térmica.
6. Considere las condiciones ambientales
Rango de temperatura, humedad, protección contra el polvo, vibraciones, impermeabilización, etc.
7. Considere las limitaciones de instalación.
Se dispone de espacio para el montaje y la fijación, así como para la disposición de los cables y los conectores utilizados.
8. Estimar la vida útil del solenoide.
Prediga el número total de ciclos operativos necesarios durante la vida útil del dispositivo. Las aplicaciones de alto rendimiento requieren un tratamiento especial durante el proceso de diseño y fabricación.
9. Realizar solicitudes de personalización
Entre los productos especializados se incluyen longitudes de carrera personalizadas, características de fuerza, ensamblaje de cables, soportes de montaje, características de impermeabilización, etc.
10. Colaborar con un fabricante especializado de solenoides industriales.
Una empresa de este tipo le ofrecerá servicios profesionales de consultoría, pruebas de rendimiento, creación de prototipos y optimización de la producción. De esta forma, garantizará un alto rendimiento, una mayor vida útil y bajos costes operativos. Para lograr estos objetivos, los compradores tendrán en cuenta sus requisitos y limitaciones antes de elegir.

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