Actuador solenoide rotativo WL 0623 para sistemas de automatización

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Guía de aplicación del solenoide rotativo WL0623

El solenoide rotatorio funciona mediante fuerza electromagnética. Esto significa que la corriente eléctrica que circula por la bobina genera un campo magnético que, a su vez, hace girar la armadura y, por consiguiente, el eje del actuador rotatorio. El uso de la fuerza magnética en el funcionamiento del actuador rotatorio reduce la fricción en las piezas móviles del dispositivo, prolongando así su vida útil y disminuyendo la frecuencia de reemplazo en sistemas automatizados.

Es posible ajustar la intensidad y la frecuencia de la corriente eléctrica para controlar la velocidad de rotación del actuador rotatorio. Al aumentar la intensidad de la corriente eléctrica, se incrementa el campo magnético, lo que a su vez aumenta la velocidad de rotación del actuador, haciéndolo idóneo para tareas que requieren una ejecución rápida, como la clasificación. Por el contrario, al disminuir la corriente eléctrica, se reduce la velocidad de rotación del actuador, haciéndolo idóneo para tareas que requieren un control preciso de la velocidad de rotación, como el control del movimiento del brazo robótico en entornos industriales.

Características principales del solenoide rotativo

Un solenoide rotativo transforma la energía eléctrica en un movimiento angular muy preciso, generalmente en valores fijos como 25°, 45° o 90°. Responden rápidamente, son muy repetibles y se pueden posicionar de forma fiable sin necesidad de mecanismos complejos. Son pequeños y robustos, lo que los hace ideales para aplicaciones con espacio limitado. Un solenoide rotativo puede funcionar en modo bidireccional o con retorno por resorte, lo que ofrece a los diseñadores más opciones. Gracias a su diseño sencillo, requieren poco mantenimiento y tienen una larga vida útil. Además, proporcionan un par de salida constante y se puede ajustar su voltaje, ángulo de carrera y ciclo de trabajo. Esto los hace perfectos para automatización, sistemas de bloqueo y sistemas de control de precisión.

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Solenoide rotativo para aplicación en máquinas clasificadoras

Características de los actuadores rotativos
1.1 Principio de accionamiento electromagnético

El principio de funcionamiento de los actuadores rotativos se basa en la fuerza electromagnética. Al hacer pasar una corriente eléctrica a través de la bobina electromagnética, se genera un campo magnético entre el émbolo y el circuito magnético. La interacción entre la armadura y el campo electromagnético produce un par motor que hace girar el actuador.

Este principio de accionamiento electromagnético reduce la fricción entre las partes mecánicas del actuador en comparación con un sistema de engranajes o un sistema de articulación mecánica. El actuador rotativo tiene una larga vida útil gracias a la menor fricción entre sus componentes. Puede funcionar de forma continua durante un largo periodo sin necesidad de reemplazar las piezas mecánicas, que suelen estar sujetas a fricción.

La velocidad de rotación del actuador rotatorio también se puede controlar ajustando la intensidad y la frecuencia de la corriente. La intensidad de la corriente determina la velocidad de rotación del actuador. Al aumentar la corriente, el actuador gira más rápido, mientras que al disminuirla, gira más despacio.

1.2 Capacidad de control preciso del ángulo

El actuador rotativo ofrece un alto nivel de precisión gracias a su capacidad para controlar el ángulo de rotación con gran exactitud. El actuador puede girar hasta un ángulo determinado ajustando la cantidad de corriente que se aplica a la bobina electromagnética.

Los actuadores rotativos avanzados incorporan dispositivos de retroalimentación angular que permiten monitorizar el ángulo de rotación. Estos dispositivos utilizan el ángulo de rotación para transmitir una señal de control al sistema de control del actuador. El sistema de control utiliza esta retroalimentación para regular la cantidad de corriente que llega a la bobina electromagnética y así mejorar la precisión del actuador.

1.3 Respuesta dinámica rápida

Los actuadores rotativos ofrecen una respuesta rápida gracias al cambio instantáneo del campo magnético al energizarse o desenergizarse la bobina. Esto permite que la armadura arranque, se detenga o cambie de dirección en cuestión de milisegundos, respondiendo así en tiempo real.

Esta rápida respuesta resulta especialmente ventajosa en líneas de producción de alta velocidad, donde la posición o clasificación del producto se detecta y se activa de inmediato mediante actuadores rotativos para la clasificación, el control o la conmutación del producto.

El tiempo de respuesta es del orden de milisegundos, dependiendo de la inductancia de la bobina, la carga mecánica y la tecnología de accionamiento. Un diseño de bobina optimizado y el uso de tecnología de accionamiento de alta eficiencia pueden aumentar aún más la velocidad de respuesta dinámica.

1.4 Estructura compacta y fácil de integrar

El solenoide rotativo tiene una estructura compacta que comprende una bobina, un núcleo magnético, una armadura, un resorte de retorno (si es necesario) y un eje giratorio. Esta estructura compacta resulta ventajosa en sistemas con espacio limitado, donde la compacidad es un requisito fundamental.

La estructura compacta del solenoide rotativo permite una fácil integración en sistemas de automatización complejos sin afectar significativamente el tamaño y la complejidad de la estructura del sistema.

1.5 Alta fiabilidad y estabilidad operativa

El actuador rotativo es altamente fiable y tiene una larga vida útil en condiciones de funcionamiento adecuadas. Su estructura electromagnética simple reduce el número de piezas móviles en comparación con los sistemas de accionamiento mecánicos convencionales.

La fiabilidad puede mejorarse aún más incorporando elementos de diseño como una carcasa de bobina resistente a la humedad, materiales para el inducido y el núcleo que resistan la corrosión, un sellado hermético al polvo y protección térmica. Estas mejoras permiten que los actuadores rotativos funcionen de forma fiable en entornos industriales exigentes, equipos de monitorización ambiental y aplicaciones médicas, entre otros.

Solenoide rotativo WL0623 para maquinaria de envasado y clasificación.

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Actuador de solenoide rotativo de alta resistencia WL 0623

Actuador de solenoide rotativo WL 0623: respuesta rápida, alta repetibilidad.

Actuador de solenoide rotativo WL 0623 para equipos médicos y de laboratorio.

Especificación del solenoide rotativo Kuhnke

Marcas	Tecnología Weilong	Nº modelo	WL 0623
Tensión nominal (V)	12V CC, 18V o 24V	Potencia nominal (W)	20-50 W
Modelo de trabajo	Rotación	Fuerza de retención (N)	0.1—– 0.4 Nm
Ángulo giratorio	Desde 25, 45 grados	Deber de trabajo	10 o 25%
Tiempo de vida	500 mil veces	Certificación	CE, ROHS, ISO9001,
Material	Carcasa de acero al carbono	Longitud del cable conductor (mm)	200
Instalar estilo	tornillo	Tolerancia de dimensión	+/- 0.1 mm
Flotan en el agua	Ninguna	Clase de aislamiento	B
Prueba de alto potenciómetro	CA 600V 50/60Hz 2s	Fuerza de retención sin excitación	0
Temperatura de funcionamiento	-10 ° C-100 ° C	Ciclo de trabajo	1-100%
Profundidad de la rosca (mm)	/	Plazo De Pago	TT o LC a la vista
Orden de muestra	Sí:	Garantía	1 año
MOQ	1000 PCS	Capacidad de suministro	5000 piezas por semana
Tiempo de entrega	30 Días	Puerto de carga	Shenzhen

Hoja de datos (Especificaciones típicas)

Voltaje: 12 V CC o 24 V CC.

Consumo de energía: 15 – 70 vatios.

Par de apriete: 0.15 – 0.4 Nm ≈ 20-55 oz-in.

Ángulo de rotación: 25°, 45°.

Tiempo de respuesta: 15-30 ms.

Ciclo de trabajo: El funcionamiento intermitente es lo habitual, normalmente limitado al 25%.

Temperatura de funcionamiento: -10 °C a +50 °C.

Tipo de eje: en forma de D o plano, diámetro de 4 a 6 mm.

Vida útil esperada: 1-5 millones de ciclos.

Peso: 150-300 gramos.

Solenoide rotativo WL0623 para aplicaciones industriales

Un solenoide rotativo se caracteriza por su rápida respuesta y control preciso de los ángulos, lo que lo ha convertido en una herramienta esencial para numerosas industrias. Puede controlar la liberación de productos en máquinas expendedoras y sistemas de clasificación de paquetes. Otro uso importante es la activación de válvulas, en particular el control de bolas de un cuarto de vuelta. Su aplicación en el control de muestras y la liberación de cerraduras para equipos médicos resulta muy beneficiosa. La automatización de oficinas, como el control de impresoras y los desviadores de documentos, también puede utilizar el solenoide rotativo. Este dispositivo se aplica en sistemas de seguridad, especialmente en cerraduras electrónicas, y en maquinaria textil, como en el control de hilos y el corte de hilo, donde ofrece grandes ventajas. Su capacidad de rotación inmediata resulta ventajosa, sobre todo cuando se requiere un control de encendido/apagado.

Ventajas y desventajas del solenoide rotativo WL 0623.

Las ventajas de un solenoide rotativo.

1: Control preciso:

Puede controlar tanto el cambio de ángulo como la velocidad de rotación. Por ejemplo, algunas máquinas clasificadoras de precisión utilizan un actuador giratorio para clasificar artículos en ángulos y ubicaciones exactas. Se puede controlar la rotación de la armadura con precisión ajustando la intensidad y la dirección de la corriente. Por ejemplo, la máquina puede colocar componentes eléctricos en el contenedor correcto si son pequeños.

2: Respuesta rápida:

El solenoide rotativo se caracteriza por su rápida respuesta. Por ejemplo, en una clasificadora de alta velocidad, la máquina puede detectar los objetos a clasificar mediante un sensor e iniciar y finalizar el proceso en poco tiempo. Esto resulta muy útil en la aplicación, ya que la máquina satisface sus necesidades.

3: Muy fiable:

La estructura es relativamente simple y fiable si se le da el mantenimiento adecuado. Esto significa que es poco probable que la máquina se averíe o se desgaste tan rápidamente como otros sistemas de transmisión mecánica más complejos, y, en consecuencia, presenta menos problemas de inactividad.

4: Puntos de selección y parámetros de funcionamiento

Requisitos de par: Durante el funcionamiento de la máquina, la intensidad de la corriente se ve afectada por la intensidad y el tamaño de los objetos a clasificar, así como por la velocidad de clasificación. Por ejemplo, si la máquina debe clasificar objetos grandes y pesados, deberá utilizar un actuador giratorio con una alta intensidad de corriente para garantizar que los objetos se clasifiquen en la ubicación precisa sin problemas.

5: Rango de ángulos de rotación:

Las distintas tareas de clasificación pueden requerir diferentes ángulos de rotación. Algunas tareas requieren ángulos pequeños, como al trasladar mercancías de una cinta transportadora a otra contigua. Otras requieren ángulos mayores, como al trasladar mercancías de la cinta principal a una caja alejada. Por lo tanto, la elección del actuador debe basarse en el rango de ángulos de rotación.

6: Frecuencia de funcionamiento:

Otro factor a considerar al elegir un solenoide rotativo es la frecuencia de operación de la máquina clasificadora. Si la máquina va a operar a alta frecuencia, la elección del actuador debe basarse en su capacidad para operar a dicha frecuencia, de modo que tenga una vida útil y un rendimiento óptimo en la máquina clasificadora. Por ejemplo, una fábrica automatizada de clasificación de alimentos podría clasificar docenas de comidas por minuto. Por esta razón, el actuador debe girar a alta frecuencia.

Cómo cuidar el funcionamiento diario de un solenoide rotativo y solucionar problemas típicos.

2.1: Inspección periódica:

Inspeccione periódicamente la bobina del actuador para comprobar si hay un cortocircuito o un circuito abierto utilizando dispositivos especiales como un multímetro. Asimismo, verifique que la conexión entre la armadura y el eje del actuador no esté floja, ya que esto podría afectar el ángulo de rotación del actuador.

2.2: Limpieza:

Es fundamental asegurar la limpieza de la superficie del actuador para evitar que el polvo y otros materiales penetren en el solenoide rotativo y afecten su funcionamiento. La limpieza debe intensificarse, especialmente en áreas donde la clasificación se realiza en condiciones adversas, como en minas donde abunda el polvo.

2.3 Problemas y soluciones que ocurren con frecuencia

Succión insuficiente: Si la succión es insuficiente, puede deberse a que el actuador giratorio no tiene la potencia necesaria. Esto puede ser causado por diversos factores, como el desgaste de la bobina o un voltaje demasiado bajo. Si la bobina está desgastada, es necesario reemplazarla. Si el voltaje es demasiado bajo, revise el sistema y auméntelo.

2.4 Rotación inflexible:

Si algo se atasca entre la armadura y el núcleo, o si el eje está oxidado, no girará con suavidad. En este momento, hay algo atascado entre la armadura y el núcleo, y el eje está oxidado, por lo que no gira con suavidad. Esto podría solucionarse limpiando el objeto atascado y engrasando el eje oxidado.

Preguntas frecuentes sobre el solenoide rotativo WL0623

P: ¿Puedo cambiar la velocidad de rotación de un solenoide rotativo?

A: En realidad no. Está diseñado para una acción rápida y explosiva. La velocidad depende en gran medida de su construcción magnética y su resorte. Se puede reducir considerablemente su velocidad mediante modulación por ancho de pulso (PWM), pero esto disminuirá notablemente el par motor y podría provocar sobrecalentamiento.

P: ¿Cuál es la diferencia entre ciclos de trabajo continuos e intermitentes?

A: El funcionamiento intermitente de un solenoide rotativo (por ejemplo, del 25 %) significa que el solenoide solo debe estar activado durante una cuarta parte de un período de tiempo determinado (por ejemplo, 15 segundos activado y 45 segundos desactivado) para evitar el sobrecalentamiento. Los solenoides de funcionamiento continuo están diseñados para estar activados de forma continua, pero normalmente no proporcionan tanto par motor.

P: ¿Cómo conecto el diodo flyback?

A: El diodo de protección contra sobretensiones se conecta en paralelo con la bobina del solenoide. El cátodo (el extremo con la banda) se conecta al terminal positivo y el ánodo al terminal negativo/tierra. Esto elimina el pico de voltaje cuando la bobina se desenergiza.

P: ¿Se puede instalar en posición vertical?

R: En general, no importa cómo se instale un solenoide rotativo. Solo asegúrese de que el resorte de retorno del solenoide rotativo sea lo suficientemente fuerte como para levantar lo que sea que esté sujeto cuando regrese.

P: Mi solenoide rotativo se calienta enseguida. ¿Es esto malo?

R: Un poco de calentamiento es normal, pero si se calienta demasiado, puede ser perjudicial. Compruebe lo siguiente:

1) ¿Lo estás usando demasiado?

2) ¿Es correcto el voltaje?

3) ¿No es la carga la que provoca que se cale o se atasque?

4) ¿La resistencia dentro de la bobina es la que debería ser (es decir, no hay cables pegados entre sí dentro de la bobina)?

Cómo elegir el solenoide rotativo adecuado para un uso determinado.

Para seleccionar el actuador rotativo adecuado para una aplicación específica, es importante analizar la carga mecánica, las condiciones de funcionamiento, la precisión del control, las condiciones de alimentación y el coste total de propiedad. Los siguientes factores de ingeniería ofrecen un enfoque sistemático para la selección de un actuador.

1. Requisitos de par y características de carga del solenoide rotativo

El primer paso para elegir un actuador es calcular el par necesario y asegurarse de que pueda soportar la carga.

Para determinar la cantidad de torque necesaria, especialmente para operaciones de alta exigencia como las de los brazos robóticos, se puede utilizar el principio de la palanca:

Par motor (T) = Brazo de palanca (L) * Fuerza (F)

Fuerza (F) = Masa (m) * Gravedad (g)

La masa de la carga, por ejemplo, es de 10 kg.
La velocidad de la gravedad, 9.8 m/s², es la velocidad a la que caen los objetos.
El brazo de palanca, o la distancia desde el eje de rotación, es de 0.5 m.

Para poder generar la cantidad correcta de torque, debe poder realizar el siguiente cálculo: 10 * 9.8 * 0.5, lo que da como resultado 49 N·m.

Para poder garantizar una seguridad suficiente, debe ser entre 1.5 y 2.5 veces superior al resultado calculado.

2. Igualar el momento de inercia

En los casos en que se requiera una aceleración y desaceleración rápidas, o un control preciso, es fundamental que el actuador y la carga tengan la misma inercia.

Una gran inercia de carga puede provocar que las cosas respondan con lentitud, que se desvíen demasiado o que el control sea inestable.

Cuando existe una mala coincidencia de inercia, se produce una mayor tensión en la máquina y se reduce su vida útil.

En las torretas portaherramientas automatizadas de un torno, la distribución de masa de las herramientas influye en la inercia. La elección del actuador dependerá de una relación par-inercia adecuada para garantizar un movimiento rápido y preciso.

3 cosas en las que pensar en el lugar de trabajo
Rango de temperatura

Una temperatura elevada en un solenoide rotativo provoca que las bobinas sean ineficientes y presenten una mayor resistencia. Las altas temperaturas también dañan el aislamiento. La bobina debe ser capaz de soportar altas temperaturas.

La baja temperatura de un solenoide rotativo provoca que las piezas mecánicas sean más frágiles. Por lo tanto, el material elegido debe ser capaz de soportar bajas temperaturas y ser más resistente.

Clasificación IP para protección contra la entrada de polvo y agua.

El nivel de protección IP que se debe elegir dependerá del tiempo que se vaya a estar al aire libre. A continuación, se presenta una guía de clasificaciones IP para diferentes condiciones de trabajo:

Protección recomendada para el medio ambiente
IP54 o superior para áreas con mucho polvo en zonas industriales.
Procesamiento de alimentos y lavado: IP65 o superior
IP67 o superior para exteriores o zonas húmedas.

4 Compatibilidad electromagnética (CEM)

Si trabajas en un lugar donde la compatibilidad electromagnética es un problema, como un laboratorio o un equipo médico, tendrás que tener en cuenta lo siguiente:

Diseños para actuadores blindados

Filtros para EMI

Puesta a tierra y blindaje de cables

Esto tiene como objetivo evitar interferencias de otros dispositivos y cumplir con los requisitos de la legislación de compatibilidad electromagnética (CEM).

5 Requisitos para la precisión y el control
Precisión en el posicionamiento angular

Utilice actuadores con codificadores o dispositivos de retroalimentación integrados.

Los sistemas pueden alcanzar precisiones de hasta ±0.1° o incluso mejores para un control preciso.

Verifique que el controlador tenga la resolución suficiente para el control.

Rendimiento del control de velocidad

Los sistemas de automatización de alta velocidad deben ser capaces de controlar la velocidad con considerable precisión.

Verifique la respuesta en frecuencia y su eficacia.

Utilice técnicas de control avanzadas, como el control PID.

Verifique que las RPM máximas sean suficientes para la tarea (por ejemplo, para robots de clasificación de alta velocidad).

6 Condiciones para la fuente de alimentación
Compatible con voltaje y corriente

Verifique que el voltaje del actuador sea compatible con el voltaje del sistema (por ejemplo, 12 V, 24 V o 48 V CC).

Verifique que la fuente de alimentación pueda soportar picos de corriente de arranque, especialmente para requisitos de par motor elevados.

Estabilidad de potencia

Las fluctuaciones de voltaje pueden provocar inestabilidad en el par y la velocidad del motor.

Utilice una fuente de alimentación regulada o controladores de CC para garantizar un voltaje estable.

Necesario para sistemas que deben recibir alimentación continua y para sistemas de control precisos.

7. Consideraciones sobre el costo y la vida útil de un solenoide rotativo

Un equilibrio entre rendimiento y coste:

Electrónica de consumo: la relación coste-eficacia es primordial.

En un sistema de automatización industrial, la fiabilidad, la estabilidad y un largo ciclo de vida son primordiales.

Para determinar el costo total de propiedad (CTP), es importante considerar más que solo el costo inicial:

Cómo calcular la vida útil de un solenoide rotativo:

Revisar la vida proyectada basada en:

Con qué frecuencia se utilizará

¿Qué tan grande debe ser la carga que deberá soportar?

¿En qué tipo de condiciones se utilizará?

Ejemplo:

Funcionamiento en condiciones normales: Puede durar hasta 10 millones de ciclos.

Funcionamiento en condiciones adversas: Puede durar tan solo 1 millón de ciclos.

✅ Fin

En un actuador rotativo, hay varios factores a considerar, entre ellos:

¿Cuánto par motor puede soportar?

Qué tan bien se ajusta a la inercia

Qué tan bien resistirá el medio ambiente.

Qué tan bien se controlará

Qué tan bien funcionará con electricidad

¿Cuánto costará poseerlo a largo plazo?

Una evaluación exhaustiva no solo es importante para obtener un mejor sistema, sino que también permitirá ahorrar dinero en mantenimiento y aumentar la fiabilidad.

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