Actuadores neumáticos de piñón y cremallera: simple efecto y doble efecto

autor: ATHENA GROUP

2025-10-27

Actuadores neumáticos de piñón y cremallerason equipos centrales para la automatización de válvulas industriales. Son ampliamente favorecidos por su diseño compacto, respuesta rápida y adaptabilidad a entornos hostiles. ValenTech, líder en soluciones de automatización industrial, ofrece una serie de actuadores neumáticos de piñón y cremallera de alta calidad (incluidos modelos de simple y doble efecto). A continuación se detallarán sus principios de funcionamiento, características de torque y factores de selección principales para ayudarlo a elegir el actuador ValenTech adecuado para su escenario de aplicación.

1. Selección y características de torsión

1.1 Conceptos básicos de par de los actuadores ValenTech

Torque de ruptura: La fuerza inicial requerida para superar la fricción del vástago de la válvula y la presión de sellado. El diseño de piñón y cremallera de ValenTech minimiza el par de arranque a través de engranajes mecanizados con precisión y sellos de baja fricción, lo que lo hace adecuado para válvulas herméticamente selladas en procesos químicos.
Par de funcionamiento: El par continuo necesario para mantener el movimiento de la válvula. Los actuadores ValenTech mantienen un par de funcionamiento estable a presiones de funcionamiento de 0,5 a 100 bar, adecuados para aplicaciones de ciclo continuo, como el control de flujo de oleoductos y gasoductos.
Par de final de carrera: el par cuando la válvula está completamente abierta/cerrada. Los actuadores de doble acción ValenTech proporcionan un par igual en ambas direcciones, mientras que los modelos de simple efecto ofrecen un par más alto en la dirección de retorno del resorte (crítico para escenarios a prueba de fallas).

1.2 Guía de selección de actuadores ValenTech

Para seleccionar el actuador ValenTech apropiado, siga estos pasos:

Determine los requisitos de torque de la válvula: consulte la hoja de datos del fabricante de la válvula para obtener los valores de torque de arranque y torque de funcionamiento.
Reserve un margen de seguridad: ValenTech recomienda reservar un margen de seguridad del 25 al 50 % según el par calculado para adaptarse a las fluctuaciones de presión y el desgaste a largo plazo. Haga coincidir el actuador con la presión de funcionamiento: los actuadores de piñón y cremallera ValenTech son adecuados para aire comprimido de 4 a 8 bar. Una mayor presión de suministro da como resultado una mayor salida de torque; utilice la tabla de torque de ValenTech para hacer una referencia cruzada de la presión, el tamaño del actuador y la salida de torque.
Considere las condiciones ambientales: para temperaturas extremas (-40 °C a 80 °C) o ambientes explosivos (certificados ATEX/IECEx), seleccione los modelos reforzados de ValenTech equipados con componentes de acero inoxidable y gabinetes a prueba de explosiones.
Nota: Al seleccionar un actuador neumático, se debe agregar un margen de seguridad adicional al par de válvula determinado:

Agregue un margen de seguridad del 20 % para medios lubricantes limpios y de baja fricción;
Agregue un margen de seguridad del 25 % para vapor o medios líquidos no lubricantes;
Agregue un margen de seguridad del 30 % para medios líquidos en suspensión no lubricantes;
Agregue un margen de seguridad del 40 % para medios de gas seco no lubricantes;
Agregar un margen de seguridad del 60 % para medios en polvo granulares no lubricantes transportados por gas;

(Los márgenes de seguridad anteriores son recomendaciones teóricas de nuestra empresa solo como referencia)

2. Principio de funcionamiento de los actuadores de piñón y cremallera de doble efecto

Cuando la presión del suministro de aire ingresa a la cámara intermedia entre los dos pistones del cilindro a través del puerto de aire (2), los dos pistones se separan y se mueven hacia los dos extremos del cilindro. El aire en las cámaras de aire en ambos extremos se descarga a través del puerto de aire (4) y, al mismo tiempo, la cremallera de ambos pistones impulsa sincrónicamente el eje de salida (engranaje) para que gire en sentido antihorario.

Por el contrario, cuando la presión del suministro de aire ingresa a las cámaras de aire en ambos extremos del cilindro a través del puerto de aire (4), los dos pistones se mueven hacia el centro del cilindro. El aire en la cámara intermedia se descarga a través del puerto de aire (2) y, al mismo tiempo, la cremallera de ambos pistones impulsa sincrónicamente el eje de salida (engranaje) para que gire en el sentido de las agujas del reloj. Si los pistones se instalan en la dirección opuesta, el eje de salida girará en la dirección inversa.

Actuador de doble efecto: ejemplo de selección

Cuando se controla una válvula de bola que requiere un par de 200 Nm con una presión de suministro de aire de solo 0,5 MPa y vapor no lubricante como medio, un margen de seguridad del 25 % (requerido por seguridad) da como resultado 250 Nm. Verifique la tabla de torque de salida de doble efecto para una presión de suministro de aire de 0,5 MPa, luego busque verticalmente en la columna el valor de torque igual o más cercano (254,9 Nm). Finalmente, busque a la izquierda en la fila para encontrar el modelo: seleccione VTA125.

3. Principio de funcionamiento de los actuadores de piñón y cremallera de simple efecto

Cuando la presión del suministro de aire ingresa a la cámara intermedia entre los dos pistones del cilindro a través del puerto de aire (2), los dos pistones se separan y se mueven hacia los dos extremos del cilindro, obligando a los resortes en ambos extremos a comprimirse. El aire en las cámaras de aire en ambos extremos se descarga a través del puerto de aire (4) y, al mismo tiempo, la cremallera de ambos pistones impulsa sincrónicamente el eje de salida (engranaje) para que gire en sentido antihorario.

Después de que la presión del suministro de aire se invierte a través de la válvula solenoide, los dos pistones del cilindro se mueven hacia el centro bajo la fuerza elástica de los resortes. El aire en la cámara intermedia se descarga desde el puerto de aire (2) y, al mismo tiempo, la cremallera de ambos pistones impulsa sincrónicamente el eje de salida (engranaje) para que gire en el sentido de las agujas del reloj. (Si los pistones se instalan en la dirección opuesta, el eje de salida girará en la dirección inversa)

Actuador de simple efecto: ejemplo de selección

Cuando se controla una válvula de mariposa que requiere un par de torsión de 100 Nm con una presión de suministro de aire de 0,5 MPa y gas seco no lubricante como medio, un margen de seguridad del 40 % (requerido por seguridad) da como resultado 140 Nm. Consulte la tabla de par de salida de simple efecto para encontrar el par más cercano (172 Nm) al final del retorno por resorte. Luego busque hacia la izquierda a lo largo de la fila para encontrar el par final (168 Nm) a una presión de suministro de aire de 0,5 MPa. Es necesario considerar el equilibrio de fuerzas relativo entre el par de presión del suministro de aire y el par de retorno del resorte. Finalmente, busque a la izquierda en la fila para encontrar el modelo y número de resortes: seleccione VTA140SR con 10 resortes

¿Por qué elegir los actuadores neumáticos de piñón y cremallera ValenTech?

Los actuadores neumáticos de piñón y cremallera de simple y doble efecto ValenTech ofrecen las siguientes ventajas:

Durabilidad de grado industrial: Construido con cuerpos de válvula de aleación de aluminio (anodizado para resistencia a la corrosión) y componentes internos de acero inoxidable, adecuados para un rango de temperatura de -40 °C a 80 °C.
Ingeniería de precisión: cumple con los estándares de montaje ISO 5211 para una fácil integración con marcas de válvulas globales.
Certificaciones de seguridad: Certificado por ATEX, IECEx y SIL 3, adecuado para entornos explosivos y escenarios críticos para la seguridad.
Soporte global: proporciona una garantía de 2 años, soporte técnico 24 horas al día, 7 días a la semana y una red de distribuidores global para atender a clientes en los sectores petroquímico, químico e industrial.

Póngase en contacto con ValenTech hoy para obtener un cálculo de par gratuito y recomendaciones de actuadores personalizados. Visita [Sitio web oficial de ValenTech] o enviar un correo electrónico ak.pan@athenavalve.compara una cotización!

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