Ambiente de calor

Un problema importante en los sistemas hidráulicos es la gestión del calor. Las ineficiencias de estos sistemas provocan sobrecalentamiento. Las temperaturas del fluido hidráulico superiores a 80 °C dañan la mayoría de los compuestos de sellado y aceleran la degradación del aceite. El diseño del circuito influye considerablemente en la generación de calor. Las mangueras, los racores y otros componentes pueden ser un factor determinante si su tamaño no se ajusta correctamente a los requisitos de caudal. Los sistemas sofisticados de detección de carga pueden mitigar la mayoría de los problemas de calor, pero pueden resultar costosos. Los intercambiadores de calor son una solución económica para gestionar este problema sin sobredimensionar significativamente el depósito y, en consecuencia, la superficie ocupada por la unidad de potencia hidráulica (HPU).

Existen dos maneras de solucionar los problemas de sobrecalentamiento en los sistemas hidráulicos: disminuir la carga térmica o aumentar la disipación de calor. Los sistemas hidráulicos disipan el calor a través del depósito, mediante el nivel adecuado de aceite o el uso de un intercambiador de calor. Mantener un sistema hidráulico en óptimas condiciones para gestionar el calor requiere atención y mantenimiento constantes.

Los actuadores eléctricos pueden sobrecalentarse ocasionalmente, pero esto suele deberse a cambios extremos en el ciclo de trabajo o a un uso excesivo del actuador. Las variaciones extremas de la temperatura ambiente, no contempladas en el diseño, también pueden provocar sobrecalentamiento, pero estas condiciones son excepcionales y, por lo general, no se dan en la mayoría de los entornos de automatización industrial. Gracias a su mayor eficiencia y precisión de dimensionamiento, los sistemas de actuadores eléctricos pueden seleccionarse para funcionar a la temperatura deseada según la carga de trabajo requerida. La predicción precisa de la temperatura permite que el sistema de actuadores eléctricos funcione de forma constante sin afectar la vida útil del dispositivo.

Ambiente frío

Las bajas temperaturas presentan otros problemas para los sistemas hidráulicos. El aceite frío provoca un funcionamiento lento e irregular hasta que alcanza la temperatura adecuada, lo que a su vez genera grandes fluctuaciones de fuerza y ​​velocidad. Los cambios bruscos de temperatura también pueden afectar la integridad del sello del vástago, un componente crítico que ayuda a prevenir fugas y contaminación. Los calentadores de tanque de aceite pueden controlar las temperaturas de arranque, pero representan un componente adicional y un gasto extra.

Por otro lado, los actuadores eléctricos pueden utilizarse con grasa para temperaturas extremas, lo que permite arranques rápidos y eficaces incluso a bajas temperaturas. Generalmente, existe una pequeña diferencia en la repetibilidad de la fuerza entre temperaturas frías y cálidas. Esta diferencia es aceptable en la mayoría de las aplicaciones, lo que a menudo hace preferible elegir actuadores eléctricos en lugar de hidráulicos.

Vida útil y mantenimiento

Los sistemas hidráulicos son dispositivos robustos y de uso generalizado que pueden tener una larga vida útil. Sin embargo, requieren mantenimiento y atención frecuentes para lograr el rendimiento deseado durante toda su vida útil. Mantener la integridad de los sellos del vástago y del pistón es fundamental para la repetibilidad, ya que son los elementos principales que contienen la presión necesaria para el movimiento y la fuerza. Si estos componentes se desgastan o se dañan, deben reemplazarse. De lo contrario, la fuerza se reducirá a la presión inicial o las fugas afectarán la velocidad. El cambio periódico de filtros de aceite y aceite son tareas de mantenimiento adicionales. El aceite contaminado o degradado también puede afectar gravemente el funcionamiento del sistema. Descuidar el mantenimiento provocará fugas, contaminación y fallas prematuras de los componentes.

Por otro lado, los actuadores eléctricos dimensionados para la vida útil de una aplicación no requieren mantenimiento. Los principales componentes de potencia de un actuador eléctrico son el tornillo de potencia y otros elementos de cojinete de empuje. Estos elementos cuentan con una especificación de capacidad de carga dinámica (DLR, por sus siglas en inglés) que permite estimar la cantidad de trabajo (fuerza por distancia) que puede realizar un actuador eléctrico. Utilizando una estimación de vida útil estándar de la industria L10, se puede estimar que los actuadores eléctricos durarán en una aplicación con una fiabilidad del 90 %.

Estos elementos de potencia suelen estar lubricados de por vida, pero se pueden aplicar métodos de lubricación sencillos en el campo si es necesario. El otro elemento de desgaste en un actuador eléctrico de vástago es el sello del vástago, diseñado para impedir la entrada de agua, polvo y otros contaminantes ambientales a los componentes internos del actuador. A diferencia de los sellos de los cilindros hidráulicos, no hay presión que mantener en el actuador para su correcto funcionamiento. Incluso si el sello falla, el actuador seguirá funcionando. Los sellos del vástago en la mayoría de los actuadores eléctricos se reemplazan de forma fácil y económica si se dañan. El mal uso es la principal causa de fallas en los actuadores eléctricos. Superar las especificaciones de rendimiento del actuador durante períodos prolongados o la negligencia grave son los factores de mal uso más comunes.