Un actuador de cadena rígida , conocido como actuador de cadena lineal , actuador de cadena de empuje-tracción , actuador de cadena eléctrico o actuador de cadena formadora de columnas , es un actuador lineal mecánico especializado que se utiliza en aplicaciones de manejo de ventanas, manipulación de materiales de empuje-tracción y elevación. El actuador es un dispositivo de cadena y piñón que forma un miembro telescópico articulado para transmitir tracción y empuje. Las columnas de elevación de cadena rígida de alta capacidad ( gatos ) pueden mover cargas dinámicas superiores a 10 toneladas (22 000 lb) en más de 7 metros (23 ft) de recorrido. [1]
Los actuadores de cadena rígida funcionan como actuadores lineales de piñón y cremallera que utilizan cremalleras articuladas. Los actuadores de cadena rígida utilizan cadenas de articulación limitada, que normalmente se parecen a una cadena de rodillos , que se acoplan con piñones montados en un eje de transmisión dentro de una carcasa. Los eslabones del elemento de accionamiento, la "cadena rígida", están articulados de manera que se desvían de una línea recta hacia un solo lado. A medida que giran los piñones, los eslabones de la cadena giran 90 grados a través de la carcasa, lo que guía y bloquea la cadena en una forma lineal rígida eficaz para resistir la tensión y la compresión (pandeo). Debido a que el elemento de accionamiento puede plegarse sobre sí mismo, se puede almacenar de forma relativamente compacta en un depósito de almacenamiento, ya sea en una disposición superpuesta o enrollada. Los actuadores de cadena rígida generalmente son accionados por motores eléctricos. La mayoría de las cadenas rígidas están fabricadas de acero .
Las cadenas de rodillos modificadas se han utilizado ampliamente en equipos de manipulación de materiales, pero solo se podían utilizar en aplicaciones de empuje y tracción cuando se utilizaba un bucle continuo de cadena (con la excepción de la cadena encapsulada en un canal guía). El desarrollo de actuadores de cadena rígida eficientes amplió el uso de la actuación por cadena para aplicaciones industriales. Los actuadores de cadena rígida a pequeña escala se utilizan como herrajes de construcción, incorporados en ventanas, puertas y escotillas como mecanismos motorizados de apertura/cierre. [2] Los actuadores de cadena rígida también se utilizan como columnas de elevación en instalaciones de artes escénicas, incorporados en sistemas de elevación de escenarios, orquestas y plataformas de asientos.
Cada vez se incorporan más sistemas de cadenas rígidas a las mesas elevadoras de tijera o a las plataformas elevadoras como método de accionamiento, en sustitución de los cilindros hidráulicos. También se utilizan para la automatización de líneas de producción y el cambio de matrices.
Los cargadores automáticos utilizados en los tanques soviéticos/rusos como el T-64 , T-80 , T-72 y T-90 utilizan sistemas de cadena rígida para empujar la munición de dos partes (proyectil y propulsor ) hacia el cañón del tanque .
La principal distinción entre los tipos de actuadores de cadena rígida es si el elemento de accionamiento está formado por una sola cadena o por un par de cadenas entrelazadas en una disposición adosada, como una cremallera . Los actuadores de cadena entrelazada tienen las ventajas sobre los actuadores de cadena única de una resistencia mejorada al pandeo y de que el elemento de accionamiento no requiere restricción lateral en su extremo delantero para resistir un mínimo de cargas transversales en cualquier borde del elemento. Por ejemplo, puede funcionar como un poste telescópico relativamente estable.
El diseño de la cadena varía considerablemente según la aplicación y el fabricante. Se han diseñado variantes para, entre otras cosas:
Los actuadores de cadena rígida se desarrollaron a partir de los “apisonadores de cadena” que utilizaban un único empuje de “cadena de ariete” desde un cargador para cargar munición de gran calibre en la recámara de un cañón. Robert Matthews recibió una patente estadounidense por su “apisonador mecánico” en 1901, que utilizaba un rodillo en el extremo delantero de la cadena para guiarla y permitir el empuje sin deflexión. [3] Desarrollado hace más de un siglo, su apisonador todavía tiene un gran parecido con muchos actuadores de cadena rígida modernos. En 1908, Oscar Knoch recibió una patente estadounidense por su “apisonador de cadena para armas”. [4] Al orientar el lado plegable de la cadena hacia arriba, su cadena de ariete actuaba como una viga telescópica autoportante con una comba insignificante. Utilizada de esta manera, se eliminó la necesidad de una guía separada.
Una concepción temprana de la cadena utilizada como una columna telescópica en lugar de un apisonador horizontal fue de Eldridge E. Long, a quien se le otorgó una patente estadounidense por su "Gato elevador" en 1933, que creía que estaba "particularmente adaptado para su uso en automóviles". [5] Utilizaba una configuración de doble cadena, cada cadena uniendo bloques de cojinetes sólidos que se apilaban para resistir cargas de compresión. En 1951, Yaichi Hayakawa recibió una patente estadounidense por su "Puente de cadena entrelazado" que eliminaba los bloques de cojinetes al integrar la trayectoria de la fuerza de compresión en los eslabones entrelazados de dos cadenas tipo rodillo. [6] La acción de cremallera de las cadenas entrelazadas espalda con espalda proporcionaba un desplazamiento de la cadena sin guía independientemente de la orientación y la trayectoria del desplazamiento.
En 1941, antes de la configuración de doble cadena, Karl Bender recibió una patente estadounidense para la "Cadena resistente a la compresión" que utiliza tres cadenas entrelazadas. [7] Además de la disposición adosada del actuador de cadena entrelazada típico, se entrelazaba una tercera cadena entre las otras dos en ángulo recto. Quizás debido a su relativa complejidad, los actuadores de triple cadena no son comunes.