Moog

Moog es una empresa estadounidense fundada en 1951 por William C. Moog y considerada la inventora de la primera servoválvula electrohidráulica de uso práctico. En el ámbito de la hidráulica, Moog es líder mundial en el desarrollo y la fabricación de servoválvulas, sistemas de accionamiento electrohidráulicos y soluciones de control de movimiento para aplicaciones industriales y aeroespaciales. Los productos de Moog se caracterizan por su alta dinámica, precisión y fiabilidad.

Historia y evolución de Moog

La historia de Moog está indisolublemente ligada al desarrollo de la tecnología de servomecanismos electrohidráulicos. La empresa ha marcado el sector de la hidráulica durante décadas y ha establecido estándares que siguen vigentes en la actualidad.

Fundación y la invención de la servoválvula

En 1950, Bill Moog desarrolló una servoválvula electrohidráulica que convertía pequeñas señales eléctricas en movimientos hidráulicos precisos. En abril de 1950 solicitó una patente, que se concedió en enero de 1953 con el número 2.625.136 de EE. UU. Este desarrollo se considera la primera servoválvula de alto rendimiento de uso práctico, más fiable y más fácil de fabricar que todos los diseños anteriores. La innovación técnica consistía en un diseño de dos etapas con una etapa piloto sin fricción, que permitía un control rápido y preciso de la potencia hidráulica con una energía eléctrica de entrada muy reducida.

El 1 de julio de 1951, Bill Moog, su hermano Art y el ingeniero Lou Geyer fundaron la Moog Valve Company en East Aurora, Nueva York. Las primeras cuatro servoválvulas se destinaron a Bendix Aviation, a las que siguieron pedidos de Boeing y Convair. La rápida adopción por parte de la industria aeronáutica demuestra lo grande que era la necesidad de un control hidráulico preciso.

De fabricante de válvulas a integrador de sistemas

En 1965, la empresa pasó a llamarse Moog Inc. , lo que reflejaba la transición de ser un mero fabricante de válvulas a convertirse en un integrador de sistemas. Moog amplió su cartera de servoválvulas independientes a sistemas completos de accionamiento electrohidráulico, que incluían válvulas, actuadores hidráulicos y electrónica de control. Este desarrollo sentó las bases del modelo de negocio actual.

En las décadas siguientes, Moog creció gracias a adquisiciones selectivas. En 1998, Moog adquirió el 75 % de las acciones de Hydrolux S. à r. l. en Luxemburgo, una empresa especializada en válvulas de cartucho hidráulicas. Bajo el nombre de Moog Hydrolux, la empresa desarrolló válvulas de cartucho para aplicaciones industriales pesadas, como máquinas de fundición a presión y prensas. La serie X700, una válvula de cartucho servo compatible con el IoT para presiones de hasta 420 bar, se creó en esa época. En 2024, la sede de Luxemburgo se vendió a AXXERON, y los productos correspondientes se comercializan ahora bajo la marca AXXERON Hydrolux.

Tecnología de las servoválvulas Moog

Las servoválvulas Moog son válvulas electrohidráulicas de control continuo en las que las variables de salida, en particular la posición del carrete y, por tanto, el caudal, son proporcionales a la señal de entrada eléctrica. El núcleo mecánico es un diseño de carrete en casquillo con un solapamiento muy reducido, inferior al uno por ciento, lo que permite una alta precisión estática y dinámica.

Principio de dos etapas con etapa piloto de aleta y tobera

Muchas servoválvulas de Moog, entre ellas las series 31, 77X y E024/24, utilizan un diseño de dos etapas con tobera y aleta. La primera etapa consta de un motor de par en seco con una estructura de clapeta de inducido, dos boquillas opuestas y un cable de retroalimentación mecánica.

Su funcionamiento puede describirse en varios pasos. Una señal eléctrica acciona el motor de par, que ejerce un par sobre la armadura. La armadura acerca la aleta a una de las boquillas y la aleja de la otra, lo que modifica las secciones transversales de las boquillas. Esto genera una presión diferencial entre las dos cámaras de control, que están conectadas a los extremos del carrete. El carrete se desplaza de forma proporcional a la presión diferencial y modifica el caudal hidráulico en las conexiones P, A, B y T. Mientras el carrete se desplaza, el cable de retroalimentación ejerce un par de retorno sobre el inducido hasta que se alcanza un estado de equilibrio. De este modo, la posición del carrete es proporcional a la señal de entrada.

Etapa piloto de tubo de chorro como alternativa

Moog también utiliza etapas piloto de tubo de chorro en determinadas series de válvulas. En este principio, el motor de par orienta un pequeño tubo de chorro que dirige un chorro hidráulico hacia dos receptores. Cuando el tubo de chorro se desvía por la señal eléctrica, el chorro incide de forma asimétrica sobre los receptores, lo que genera una diferencia de presión entre los extremos del carrete. El resto del funcionamiento, con el movimiento del carrete y la retroalimentación, se corresponde con el diseño de boquilla de aletas.

El diseño de tubo de chorro ofrece ventajas en entornos propensos a la contaminación, ya que el chorro abierto es menos sensible a las partículas que las estrechas aberturas de las boquillas del diseño de boquilla de aleta. El diseñador decide cuál de los dos tipos de etapa piloto utilizar en función del perfil de requisitos de la aplicación.

Gama de productos de Moog en el sector hidráulico

La gama de productos de Moog incluye varias familias de válvulas y sistemas de accionamiento que cubren diferentes requisitos en cuanto a dinámica, caudal y presión.

Servoválvulas clásicas

Las servoválvulas clásicas de dos etapas de Moog cubren caudales nominales de entre 0,3 y 57 l/min, medidos a una presión diferencial de 70 bar o 35 bar por cada grupo de obturadores. Las presiones máximas de servicio oscilan entre 210 y 350 bar, dependiendo de la serie. La serie 31, como microservoválvula, alcanza caudales nominales de 3,8 a 15 l/min con una presión máxima de servicio de 275 bar. Las carcasas están fabricadas en acero inoxidable; el motor de par está integrado en una carcasa sellada.

La serie E024/24, compuesta por servoválvulas en miniatura, ofrece caudales nominales de 0,3 a 7,5 l/min y un tiempo de respuesta a un cambio repentino de aproximadamente 1,8 milisegundos para una carrera del 100 %. La respuesta en frecuencia alcanza los 400 Hz. Con un peso de 95 gramos, estas válvulas están diseñadas para aplicaciones compactas y altamente dinámicas.

Servoválvulas de accionamiento directo

Las series D638 y D639 de Moog son servoválvulas de control directo sin etapa piloto hidráulica. Un accionamiento lineal directo mueve directamente el carrete, lo que ofrece la ventaja de un caudal piloto menor y un control simplificado. La serie D638 alcanza caudales nominales de hasta 40 l/min, mientras que la serie D639 alcanza los 100 l/min. La presión máxima de funcionamiento es de 350 bar. Estas válvulas están equipadas con interfaces de bus de campo y son adecuadas para aplicaciones industriales en las que se requiere un caudal elevado junto con un control digital.

Actuadores electrohidrostáticos (EHA)

Los sistemas de actuadores electrohidrostáticos constituyen un segmento en expansión dentro de la gama de productos de Moog. En estos sistemas, un motor eléctrico acciona una bomba hidráulica compacta que está conectada directamente a un cilindro. Este diseño combina la elevada densidad de fuerza de la hidráulica con las ventajas de un suministro eléctrico descentralizado. Se prescinde de las tuberías centrales de suministro hidráulico, lo que reduce el peso y el esfuerzo de instalación. Los sistemas EHA se utilizan en aplicaciones aeroespaciales y, cada vez más, en instalaciones industriales.

Aplicaciones industriales de los componentes hidráulicos de Moog

Los componentes hidráulicos de Moog se encuentran en una amplia gama de aplicaciones que exigen un alto nivel de precisión y dinámica.

Máquinas-herramienta e instalaciones de producción

En las máquinas-herramienta, las servoválvulas de Moog controlan los ejes hidráulicos que requieren un control preciso de la posición y la fuerza. La respuesta de alta frecuencia de las válvulas permite ciclos de movimiento rápidos y tiempos de ciclo cortos. Las máquinas de moldeo por inyección, las máquinas de fundición a presión y las prensas de conformado se benefician del elevado caudal y la rápida respuesta de conmutación de las válvulas de Moog.

Tecnología de bancos de pruebas y simulación

Un campo de aplicación tradicional de las servoválvulas de Moog es la tecnología de bancos de pruebas. Los bancos de pruebas servohidráulicos para ensayos de fatiga, los sistemas de vibración y los simuladores de terremotos utilizan estas válvulas para controlar actuadores hidráulicos con curvas de fuerza o recorrido definidas. La amplia gama de válvulas permite simular cargas dinámicas de forma realista. Para estas aplicaciones, Moog suele suministrar sistemas completos compuestos por válvulas, actuadores, sensores y electrónica de control.

Control y regulación de los sistemas Moog

El rendimiento de una servoválvula de Moog solo se desarrolla plenamente en combinación con un sistema de control adecuado. Moog ofrece sus propios servocontroladores, que cierran los circuitos de regulación de posición, fuerza o presión. Los controladores procesan las señales de los sensores LVDT, los transductores de presión o los sensores de desplazamiento y calculan las señales de control para las válvulas.

Variables de regulación y estrategias

Dependiendo de la aplicación, se utilizan diferentes estrategias de regulación. En la regulación de posición, el actuador hidráulico sigue un perfil de recorrido predeterminado, y la servoválvula ajusta el caudal de tal manera que la posición real coincida con la posición nominal. La regulación de fuerza mantiene una fuerza definida, independientemente de las fluctuaciones de recorrido de la carga. Por último, la regulación de presión controla la presión en el cilindro hidráulico y se utiliza a menudo en aplicaciones de bancos de pruebas.

Los sistemas modernos de Moog utilizan interfaces de bus de campo como EtherCAT o PROFINET para integrar las válvulas directamente en el sistema de control superior de la máquina. Esto permite la parametrización, el diagnóstico y la puesta en marcha mediante herramientas digitales y reduce el esfuerzo de cableado.

Mantenimiento y conservación de las servoválvulas Moog

Las servoválvulas son componentes de alta precisión cuyas características funcionales son muy sensibles a la suciedad, el envejecimiento y el desgaste mecánico. Un mantenimiento sistemático prolonga su vida útil y conserva sus propiedades dinámicas durante largos periodos de funcionamiento.

Limpieza del líquido hidráulico

El requisito más importante para un funcionamiento fiable de las servoválvulas Moog es la limpieza del aceite hidráulico. Las partículas de unos pocos micrómetros pueden obstruir las delicadas boquillas de la etapa piloto de tipo «flapper nozzle» o afectar a las holguras del sistema de «spool-bushing». Moog recomienda utilizar filtros de gran finura, adaptados a la serie de válvulas correspondiente. El control de la calidad del aceite según la norma ISO 4406 forma parte de los planes de mantenimiento estándar.

Signos típicos de desgaste

A medida que aumenta el tiempo de funcionamiento, las propiedades estáticas y dinámicas de una servoválvula pueden variar. La histéresis y el desplazamiento del punto cero aumentan, la respuesta en frecuencia puede disminuir y pueden producirse fugas en las juntas. Una revisión periódica de las curvas características de las válvulas, por ejemplo, por parte del fabricante o de socios de servicio autorizados, permite detectar estos cambios a tiempo y tomar las medidas necesarias.

Reparación y suministro de piezas de recambio

Moog ofrece un servicio de reparación para muchas series de válvulas, en el que se sustituyen las piezas de desgaste, como juntas, boquillas y carretes, y se vuelve a ajustar la válvula. El suministro de piezas de recambio para las series consolidadas está garantizado a largo plazo, lo que constituye un criterio importante a la hora de elegir un producto para los operadores de instalaciones de larga duración.

La importancia de Moog en la hidráulica moderna

Moog ha marcado la tecnología de servocontrol electrohidráulico durante décadas y sigue siendo hoy en día un actor clave en el mercado de los controles hidráulicos altamente dinámicos. La invención de la primera servoválvula de uso práctico sentó las bases del control de movimiento electrohidráulico, tal y como se da por sentado hoy en día en innumerables aplicaciones industriales y aeroespaciales.

La evolución desde las simples válvulas hasta los sistemas completos de control de movimiento, la integración de controles digitales y la tendencia hacia los accionamientos electrohidrostáticos demuestran que Moog sigue desempeñando un papel impulsor incluso en los actuales cambios tecnológicos. Para los diseñadores, técnicos de mantenimiento y operadores de instalaciones que exigen los más altos niveles de precisión y dinámica en los sistemas hidráulicos, los productos de Moog se cuentan entre las soluciones estándar que deben tenerse en cuenta a la hora de diseñar y dimensionar los sistemas.