Tipos de atuadores de cilindro elétrico
Um atuador de cilindro elétrico é um motor linear que realiza a função de mover cargas e traduzir torque em movimento linear. Aqui estão alguns tipos de atuadores de cilindro elétrico:
- Motores de acionamento direto: Um atuador de motor de cilindro elétrico de acionamento direto move cargas e aplica torque conectando motores à carga ou torque acionado diretamente. Os acionamentos de motor direto têm menos peças móveis do que os acionamentos de motor convencionais. Isso permite um processo de montagem mais direto, maior confiabilidade e menor necessidade de manutenção ao longo do tempo, economizando custos. O caminho percorrido por um acionamento de motor direto para mover arranhões ou outros objetos é preciso e direto. Isso impõe menos limitações às velocidades máximas de aceleração e desaceleração do que os acionamentos de motor convencionais com correias ou polias.
- Acionamentos de parafuso de esferas: Um atuador de parafuso de esferas elétrico traduz o movimento rotacional em movimento linear com a ajuda de um parafuso que possui um eixo roscado e porca. Os motores que acionam o parafuso ou sua rosca realizam a rotação. O movimento da carga ocorre quando o eixo roscado gira de forma linear. Quando usados com cuidado, os acionamentos de parafuso de esferas podem durar muitos anos. Eles exigem pouca manutenção devido à sua excepcional durabilidade, confiabilidade e longevidade. Os motores que acionam diretamente suas cargas ou torque têm menos peças móveis do que os acionamentos de motor tradicionais. Isso permite uma montagem mais acessível e menor necessidade de manutenção ao longo do tempo, reduzindo os custos.
- Acionamentos por correia: Um atuador de acionamento por correia elétrico move uma carga utilizando uma correia que é acionada por um motor. Os motores elétricos que acionam a correia incluem motores de passo, motores CC sem escova e servomotores, entre outros. Eles têm menos peças móveis do que os acionamentos de motor tradicionais com correias ou polias e permitem uma montagem mais acessível e menores requisitos de manutenção ao longo do tempo. As velocidades de aceleração e desaceleração são superiores em comparação com os motores convencionais com polias e correias.
- Motores lineares: Um atuador de motor linear empurra e puxa cargas usando o poder do magnetismo ou eletromagnetismo para criar movimento linear direto sem a necessidade de nenhuma transmissão ou conversão mecânica.
Especificações e Manutenção
Especificações
- Capacidade de carga: Isso descreve quanto peso o atuador pode empurrar ou puxar. Geralmente é dado em Newtons (N) ou libras (lbs).
- Comprimento do curso: Esta é a distância que o eixo do atuador se estende ou retrai. Mostra o quanto o atuador pode se mover e geralmente é medido em milímetros (mm) ou polegadas.
- Velocidade: Isso mostra o quão rápido o atuador se move. Normalmente é medido em milímetros por segundo (mm/s) ou polegadas por segundo.
- Voltagem: Isso se refere à energia elétrica necessária para operar o atuador. Pode estar em diferentes faixas de voltagem, como 12V, 24V ou 48V.
- Índice de proteção: Isso indica o quão bem o atuador está protegido contra poeira e água. Por exemplo, um atuador com classificação IP65 é à prova de poeira e protegido contra jatos de água.
- Temperatura de operação: Isso mostra a faixa de temperatura em que o atuador pode funcionar, como -20°C a 60°C.
- Opções de montagem: Isso descreve como o atuador pode ser fixado no lugar, como por meio de furos, suportes ou flanges.
- Tipo de conector: Isso se refere ao tipo de conector usado para o cabo elétrico do atuador, como um conector à prova d'água ou bloco de terminais.
Manutenção
- Inspeção regular: programe inspeções regulares do atuador para verificar se há sinais de danos, peças soltas ou desgaste anormal. Preste atenção ao eixo, vedações, suportes e componentes de montagem.
- Lubrificação: Se o atuador exigir lubrificação, certifique-se de que ele seja devidamente engraxado ou lubrificado de acordo com as instruções do fabricante. Utilize lubrificantes adequados e aplique-os nos intervalos recomendados.
- Mantendo-o limpo: limpe a superfície do atuador para remover poeira, sujeira e contaminantes. Use um detergente suave ou álcool para limpá-lo suavemente. Evite o uso de materiais abrasivos para evitar danos à superfície do atuador.
- Conexões elétricas: verifique periodicamente as conexões elétricas do atuador. Certifique-se de que os fios e terminais estejam bem fixados e livres de corrosão ou oxidação.
- Ambiente de operação: mantenha o ambiente de operação do atuador limpo. Evite expô-lo a poeira, umidade ou produtos químicos excessivos para evitar danos e manter o desempenho.
- Controle de temperatura: certifique-se de que a temperatura do atuador não exceda os limites especificados. Temperaturas elevadas podem causar superaquecimento e danos aos componentes internos.
- Preste atenção à carga: evite sobrecarregar o atuador. Siga a capacidade de carga especificada para evitar possíveis danos ou deformação.
- Afaste-se do impacto: evite choques e impactos repentinos durante o uso e manuseio para proteger os mecanismos internos do atuador.
Aplicações de atuadores de cilindro elétrico
Os cilindros elétricos têm muitas aplicações na indústria e na manufatura. Aqui estão alguns exemplos de como eles são comumente usados:
- Agricultura: os atuadores lineares de tratores são comumente usados em equipamentos agrícolas. Eles podem automatizar estufas abrindo ou fechando ventilações com base na temperatura. Além disso, eles podem controlar a altura e a quantidade de sementes das máquinas de plantio de precisão para aumentar a eficiência e reduzir os custos de mão de obra.
- Aeroespacial e Automotivo: os cilindros elétricos desempenham várias funções em carros e aviões. Eles ajustam as suspensões dos veículos e abrem/fecham os porta-malas dos carros. Na indústria aeroespacial, eles controlam as aletas das aeronaves e o posicionamento de satélites e antenas.
- Eletrônicos: na eletrônica, os atuadores elétricos lineares inserem componentes em placas de circuito e equipamentos de pick and place. Eles também são usados para alterar as configurações em equipamentos de teste e para deslizadores e gavetas de equipamentos.
- Processamento de alimentos: na indústria alimentícia, os equipamentos de classificação, separação e embalagem de alimentos usam atuadores elétricos lineares. Eles também posicionam equipamentos de corte e controlam o fluxo de materiais em linhas de produção.
- Mobília: os atuadores permitem altura personalizável em mesas, camas e armários. Por exemplo, com uma altura de cama personalizável, é possível definir a altura da cama ao seu gosto. Além disso, a altura personalizável do atuador permitirá que você defina a altura da mesa conforme necessário, dependendo da idade das crianças.
- Dispositivos médicos: equipamentos médicos, como camas de hospital e cadeiras de rodas, agora usam cilindros elétricos para torná-los ajustáveis e fáceis de manter. No entanto, deve haver uma calibração para o dispositivo médico antes que os pacientes o utilizem para obter uma altura segura com uma capacidade de carga garantida.
- Robótica: as aplicações robóticas de cilindros elétricos incluem manuseio de materiais, trabalho em linhas de montagem e operações de pick-and-place. Os robôs costumam usar atuadores elétricos lineares para atingir o movimento linear. O movimento linear se refere ao movimento em linha reta, em oposição ao movimento rotacional ou movimento em arcos. Um atuador linear é um tipo de motor que faz algo mover-se em linha reta.
Como escolher atuadores de cilindro elétrico
Ao selecionar os atuadores de cilindro elétrico adequados para uma aplicação específica, certas características e critérios precisam ser examinados. Isso inclui a capacidade de carga adequada, fator de forma, voltagem, projeto de acionamento direto, classe de proteção, compatibilidade de peças de atuador de cilindro elétrico, precisão e exatidão, e sistema de feedback, entre outros.
- Capacidade de carga útil e empuxo: A capacidade de carga adequada deve ser decidida. Uma carga leve pode selecionar um atuador pesado, que pode ser caro e ocupar espaço. Por outro lado, a seleção de um atuador com capacidade de carga insuficiente pode levar à falha. O empuxo necessário também deve ser calculado. Isso pode ser encontrado multiplicando o peso da carga pelo raio da carga, o inverso do movimento e as forças de atrito.
- Fator de forma: isso se refere ao tamanho, peso e configuração de montagem do atuador. Ao considerar o fator de forma, as restrições de espaço e peso da aplicação precisam ser levadas em consideração, bem como a orientação e configuração de montagem. Aninhando o atuador de uma forma que economize espaço.
- Acionamento direto versus caixa de engrenagens: as caixas de engrenagens têm reduções diferentes, e cada uma tem uma eficiência diferente, então é mais fácil conectar-se aos membros da cadeia funcional procurando um motor direto que não tenha uma caixa de engrenagens.
- Classe de proteção: ao escolher o cilindro elétrico adequado para uma aplicação, é necessário considerar o ambiente em que ele estará. É crucial pensar na atmosfera em que o atuador irá funcionar e na proteção necessária contra coisas como poeira e água para encontrar a classificação IP adequada.
- Controlador: o controlador do atuador controla como ele se move. A velocidade e aceleração do motor são determinadas por ele, e a seleção de marcha para a carga também é determinada por ele. O tipo de loop de controle - loop aberto, loop fechado, controlador PID, etc. - e o sensor usado para o feedback precisam ser examinados ao procurar selecionar um atuador adequado. As opções devem ser compatíveis com a aplicação e devem ser convenientes para interagir.
- Precisão e exatidão: a precisão necessária para a aplicação em questão deve ser considerada. Por exemplo, a precisão de colocação de uma esteira transportadora pode ser de apenas alguns milímetros. No entanto, um braço robótico pode exigir posicionamento de até 0,01 mm. Investigue o sistema de feedback usado para fechar o loop de controle do atuador.
- Modularidade: muitos atuadores modulares agora vêm com capacidade de sensor plug-and-play e compartilhamento de dados para permitir uma interoperabilidade mais fácil. O controle sem sensor também é possível, portanto, verifique se isso é adequado para a aplicação em questão, pois ajuda a reduzir o cabeamento e os pontos de conexão.
Perguntas frequentes sobre atuador de cilindro elétrico
P1: Um motor de acionamento elétrico simples funcionará com um atuador linear?
A1: Não, um atuador linear requer um tipo específico de controlador para funcionar adequadamente. Devido ao seu movimento linear, um atuador exige um controlador capaz de fornecer corrente suficiente para controlar o movimento.
P2: Os usuários podem empurrar ou puxar um atuador?
A2: Não, não é recomendado empurrar ou puxar o atuador. Fazer isso pode danificar os componentes internos ou levar à imprecisão.
P3: Um atuador pode ser usado em temperaturas extremas?
A3: Depende da especificação do atuador. Enquanto alguns atuadores lineares podem suportar temperaturas extremas, outros não. Portanto, é essencial verificar as especificações antes de instalar o atuador em uma aplicação com temperaturas extremas.
P4: Um usuário pode acoplar um atuador a um motor?
A4: Sim, é possível acoplar um atuador a um motor. Muitas aplicações acopla um atuador a um motor para controle de movimento. No entanto, o acoplamento deve ser feito com cuidado para garantir o alinhamento entre o motor e o atuador.
P5: Os atuadores lineares precisam de lubrificação?
A5: Os atuadores lineares são geralmente pré-lubrificados quando fabricados. No entanto, alguns podem exigir lubrificação, dependendo de sua aplicação. Se o atuador linear for usado em um ambiente que o expõe a detritos e poeira, ele pode exigir lubrificação.