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Inicio > Actuadores de prueba frente a los industriales

Equilibrio entre costo y valor: Actuadores de prueba frente a actuadores industriales

Airbus Military
En esta entrevista, Jim Hennen, director de Productos Hidromecánicos de MTS, explora las diferencias críticas entre los actuadores industriales convencionales y los actuadores diseñados específicamente para garantizar la seguridad de los artículos de prueba y optimizar la eficiencia energética en las pruebas estructurales aeroespaciales.
P: ¿Por qué algunos laboratorios de pruebas especifican actuadores industriales para pruebas aeroespaciales?

Hennen: Muchos laboratorios de pruebas quieren ahorrar dinero. Otros asumen que todos los actuadores son iguales. Con cualquiera de las dos mentalidades, el precio de compra reducido motiva la decisión de compra. Los actuadores de fabricantes que atienden a otras industrias, como equipos móviles, están disponibles a un precio de compra más bajo que los diseñados para pruebas y los laboratorios simplemente eligen la opción menos costosa. Es fácil suponer que los actuadores industriales y de prueba son igualmente adecuados para las pruebas estáticas y dinámicas. Se parecen y parecen funcionar de la misma manera. Pero este no es el caso.

P: ¿Qué diferencia a los actuadores de prueba de los actuadores industriales?

Hennen:Los actuadores industriales son menos confiables y energéticamente eficientes que los actuadores de prueba, y no son tan precisos. Esto se debe a una serie de innovaciones que diferencian claramente a los actuadores de prueba de sus homólogos industriales, incluido el hecho de que los actuadores de prueba son resistentes a la fatiga. Los actuadores industriales son en realidad la opción más cara a largo plazo. Su precio de compra puede ser menor, pero su costo operativo suele ser muy superior al de los actuadores de prueba.

P: ¿Cuál es la relación entre los actuadores “resistentes a la fatiga” y la seguridad de los artículos de prueba?

Hennen: “Resistentes a la fatiga” significa que los actuadores de prueba son más capaces de proteger los valiosos artículos de prueba aeroespaciales. Estos prototipos únicos y muy costosos simplemente no pueden dañarse de forma no planificada. Los actuadores resistentes a la fatiga evitan que esto suceda.

El término “resistente a la fatiga” se refiere a los actuadores que están diseñados para durar más que la prueba. Eliminamos el riesgo de fallas durante el servicio mediante ingeniería innovadora, piezas de alto rendimiento y fabricación de calidad. Los actuadores rresistentes a la fatiga pueden soportar un número extremo de ciclos con las cargas previstas a lo largo de sus ciclos de vida esperados. Por ejemplo, los actuadores MTS Serie 201 están diseñados para superar con creces su carga nominal durante millones de ciclos, por lo que no se producirán fallas estructurales cuando el actuador esté funcionando al 100 % de la carga nominal durante una prueba de fatiga.

P: ¿En qué se diferencia de los actuadores no resistentes a la fatiga?

Hennen:Los actuadores no resistentes a la fatiga están construidos para cargas estáticas y pueden operar al 100 % de su carga nominal, en el mejor de los casos. Normalmente, funcionan en el umbral absoluto de la capacidad de carga en condiciones normales de prueba. Los fabricantes de estos actuadores utilizan piezas de menor calidad y aplican menos horas de ingeniería para mantener los costos bajos, lo que resulta en productos mucho más propensos a fallar durante el servicio. Al principio, su rendimiento puede ser suficiente, pero si se someten a los intensos ciclos requeridos para las pruebas de fatiga aeroespacial, su rendimiento se degradará progresivamente y posiblemente se producirá una falla estructural muy por debajo de su capacidad de carga nominal. Estas fallas ocurren repentinamente y pueden causar daños irreparables a artículos de prueba multimillonarios.

P: ¿Por qué los actuadores MTS Serie 201 ofrecen un rendimiento superior?

Hennen:El rendimiento es el resultado directo de la atención que prestamos al diseño. Los actuadores MTS Serie 201 incluyen varias innovaciones de ingeniería sutiles pero críticas que, en conjunto, mejoran la confiabilidad, la eficiencia energética y la precisión del actuador.

P: ¿Cuáles son algunos de estos detalles de ingeniería?

Hennen: Nuestros actuadores cuentan con conexiones atornilladas entre las varillas y los pistones, que son muy superiores a las conexiones roscadas que utilizan muchos proveedores de actuadores industriales. Las conexiones roscadas reducen los costos, pero son una causa frecuente de fallas estructurales. Los actuadores MTS también incorporan cuatro tirantes resistentes a la fatiga, uno en cada esquina de la tapa, que están precargados con un par de torsión superior a la carga nominal del actuador. Esta configuración crea la rigidez necesaria para contrarrestar las tensiones axiales y minimizar los efectos de desgaste de los ciclos intensos.

Los actuadores MTS utilizan cojinetes de polímero de alto rendimiento con áreas de superficie relativamente grandes. Soportan los momentos elevados causados por las fuerzas en voladizo mucho mejor que los cojinetes de latón que se utilizan en los actuadores industriales. Además, es mucho menos probable que los cojinetes de polímero provoquen la degradación del sistema hidráulico. Los cojinetes de latón desprenden partículas abrasivas a medida que se desgastan, lo que contamina el fluido hidráulico y acelera la degradación de la bomba y del colector. Eventualmente, esto afecta el control del sistema.

Los actuadores MTS Serie 201 también incluyen las mismas válvulas y transductores de alta precisión que se utilizan con nuestros actuadores de primera línea. Estos componentes de alto rendimiento permitirán a los laboratorios de pruebas lograr la mejor fidelidad de control posible a partir de sus pruebas.

P: ¿Cómo mejoran los actuadores MTS la eficiencia energética?

Hennen: La fricción es la causa principal de ineficiencia en los sistemas de distribución hidráulica, por lo que utilizamos sellos de baja fricción para proporcionar niveles de tolerancia ideales al mismo tiempo que introducimos la menor cantidad de fricción. Las características de fricción del sello para los actuadores MTS Serie 201 son el 1 % de la carga nominal, en comparación con el 10 % que es típico para los actuadores industriales. Lo que esto significa es que un actuador industrial de 3000 psi requiere 300 psi de energía solo para mover el pistón, mientras que un actuador de prueba MTS de clasificación similar requiere solo 30 psi.

Multiplicado por cientos de actuadores en una configuración de prueba aeroespacial típica, estas ineficiencias realmente se suman, especialmente durante las pruebas cíclicas. Debido a sus características de alta fricción, los actuadores industriales a menudo requieren potencia de bombeo adicional para mover el fluido. Si la unidad de potencia hidráulica está ubicada al otro lado del laboratorio de pruebas, es posible que también se requiera un sistema de distribución más grande y costoso para mantener las presiones necesarias, debido a las pérdidas por fricción del fluido. En otras palabras, los laboratorios están construyendo sistemas de distribución hidráulica más grandes para hacer la misma cantidad de trabajo.

P: ¿Cómo se beneficiarán los laboratorios de pruebas del uso de actuadores de prueba en lugar de actuadores industriales?

Hennen:Les dará una confianza absoluta en la confiabilidad de su configuración de pruebas estáticas y dinámicas. Al utilizar actuadores diseñados para las pruebas, los laboratorios de pruebas aeroespaciales tendrán una idea clara de cuánto durará el actuador y qué cargas soportará, a través de generaciones de pruebas.

El uso de actuadores de prueba también ayudará a los laboratorios de pruebas aeroespaciales a optimizar la rentabilidad. Estos actuadores pueden tener un precio de compra ligeramente superior al de los actuadores industriales, pero este diferencial se recuperará fácilmente gracias al mayor tiempo de funcionamiento y al ahorro de energía. Además, al elegir a MTS como socio de soluciones de pruebas, los laboratorios de pruebas pueden aprovechar una fuente inigualable de experiencia en la integración de sistemas. No solo ofrecemos experiencia a nivel de pruebas, sino que también podemos ayudar a los programas de pruebas aeroespaciales a crear el diseño global de sistemas más eficiente posible.
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