Un attuatore lineare sposta un carico, che può essere un gruppo, componenti o un prodotto finito, in linea retta. Converte l'energia in un movimento o una forza e può essere alimentato dal fluido o dall'aria pressurizzata, nonché dall'elettricità. Ecco una scomposizione di attuali attuatori lineari comuni, dei loro vantaggi e dei loro svantaggi.

Come funzionano？

• Gli attuatori lineari pneumatici sono costituiti da un pistone all'interno di un cilindro cavo. La pressione da un compressore esterno o una pompa manuale sposta il pistone all'interno del cilindro. All'aumentare della pressione, il cilindro si muove lungo l'asse del pistone, creando una forza lineare. Il pistone ritorna nella sua posizione originale con una forza di back-back o un fluido fornito dall'altra parte del pistone.

• Gli attuatori lineari idraulici operano in modo simile agli attuatori pneumatici, ma un liquido incomprimibile da una pompa anziché dall'aria pressurizzata sposta il cilindro.

• Un attuatore lineare elettrico converte l'energia elettrica in coppia. Un motore elettrico collegato meccanicamente trasforma una vite di piombo. Un piombo filettato o un dado a sfera con fili corrispondenti che corrispondono a quelli della vite è impedito di ruotare con la vite. Quando la vite ruota, il dado viene guidato lungo le filettature. La direzione che si muove il dado dipende da quale direzione ruota la vite e restituisce anche l'attuatore nella sua posizione originale.

【Attuatori pneumatici】

Vantaggi

• I vantaggi degli attuatori pneumatici provengono dalla loro semplicità. La maggior parte degli attuatori di alluminio pneumatico ha una pressione massima di 150 psi con dimensioni del foro che vanno? a 8 pollici, che si traducono in circa 30 a 7.500 libbre di forza. Gli attuatori di acciaio hanno una pressione massima di 250 psi con dimensioni del foro che vanno? a 14 pollici, e generano forze che vanno da 50 a 38.465 lbf.

• Gli attuatori pneumatici generano un movimento lineare preciso fornendo accuratezza, ad esempio entro 0,1 pollici e ripetibilità entro 0,001 pollici.

• Attuatori pneumatici Applicazioni tipiche comportano aree di temperature estreme. Un tipico intervallo di temperatura è da -40 ° F a 250 ° F. In termini di sicurezza e ispezione, utilizzando aria, attuatori pneumatici evitano di utilizzare materiali pericolosi. Soddisfano la protezione dell'esplosione e i requisiti di sicurezza delle macchine perché non creano interferenze magnetiche a causa della loro mancanza di motori.

• Negli ultimi anni, Pneumatics ha visto molti progressi nella miniaturizzazione, nei materiali e nell'integrazione con l'elettronica e il monitoraggio delle condizioni. Il costo degli attuatori pneumatici è basso rispetto ad altri attuatori. Secondo Bimba Manufacturing, ad esempio, l'attuatore pneumatico medio costa da $ 50 a $ 150. Gli attuatori pneumatici sono anche leggeri, richiedono una manutenzione minima e hanno componenti durevoli che rendono la pneumatica un metodo di movimento lineare economico.

Svantaggi

• Le perdite di pressione e la compressibilità dell'aria rendono la pneumatica meno efficiente rispetto ad altri metodi di movimento lineare. Le limitazioni del compressore e dell'aria significano che le operazioni a pressioni più basse avranno forze più basse e velocità più lente. Un compressore deve eseguire la pressione di funzionamento continua anche se nulla si muove.

• Per essere veramente efficienti, gli attuatori pneumatici devono essere dimensionati per un lavoro specifico. Quindi, non possono essere utilizzati per altre applicazioni. Controllo e efficienza accurati richiedono regolatori e valvole proporzionali, ma ciò aumenta i costi e la complessità.

• Anche se l'aria è facilmente disponibile, può essere contaminata da petrolio o lubrificazione, portando a tempi di inattività e manutenzione. Le aziende devono ancora pagare per l'aria compressa, rendendola consumabile e il compressore e le linee sono un altro problema di manutenzione.

【Attuatori idraulici】

Vantaggi

• Gli attuatori idraulici sono robusti e adatti per applicazioni ad alta forza. Possono produrre forze 25 volte maggiore dei cilindri pneumatici di uguale dimensione. Operano anche in pressioni fino a 4.000 psi.

• I motori idraulici hanno un elevato rapporto potenza-peso di 1 a 2 CV/lb maggiore di un motore pneumatico.

• Un attuatore idraulico può contenere la forza e la costante di coppia senza la pompa che fornisce più fluidi o pressione a causa dell'incompressibilità dei fluidi

• Gli attuatori idraulici possono avere le loro pompe e motori situati a una distanza considerevole con una perdita minima di energia.

Svantaggi

• L'idraulica perderà il fluido. Come gli attuatori pneumatici, la perdita di fluido porta a una minore efficienza. Tuttavia, le perdite del fluido idraulico portano a problemi di pulizia e potenziali danni ai componenti e alle aree circostanti.

• Gli attuatori idraulici richiedono molte parti di accompagnamento, tra cui un serbatoio di fluido, motori, pompe, valvole di rilascio e scambiatori di calore, insieme ad apparecchiature di riduzione del rumore. Ciò rende i sistemi di movimenti lineari che sono grandi e difficili da accogliere.

【Attuatori elettrici】

Vantaggi

• Gli attuatori elettrici offrono il massimo posizionamento di controllo di precisione. Un esempio dell'intervallo di accuratezza è +/- 0,000315 pollici. E una ripetibilità inferiore a 0,0000394 pollici. Le loro configurazioni sono scalabili per qualsiasi scopo o requisito di forza e sono silenziose, fluide e ripetibili.

• Gli attuatori elettrici possono essere in rete e riprogrammati rapidamente. Offrono un feedback immediato per la diagnostica e la manutenzione.

• Forniscono il controllo completo dei profili di movimento e possono includere gli encoder per controllare la velocità, la posizione, la coppia e la forza applicata.

• In termini di rumore, sono più silenziosi degli attuatori pneumatici e idraulici

• Poiché non ci sono perdite di fluidi, i pericoli ambientali vengono eliminati.

Svantaggi

• Il costo unitario iniziale di un attuatore elettrico è superiore a quello degli attuatori pneumatici e idraulici. Secondo l'esempio di Bimba Manufacturing, un attuatore elettrico può variare da $ 150 a più di $ 2.000 a seconda della sua progettazione e elettronica.

• Gli attuatori elettrici non sono adatti a tutti gli ambienti, a differenza degli attuatori pneumatici, che sono al sicuro in aree pericolose e infiammabili

• Un motore in continuo correre si surriscalda, aumentando l'usura e la strappo sull'ingranaggio di riduzione. Il motore può anche essere grande e creare problemi di installazione.

• I blocchi scelti dal motore nella forza dell'attuatore, la spinta e la velocità limita a un'impostazione fissa. Se si desidera un diverso insieme di valori per forza, spinta e velocità, il motore deve essere modificato.