Diametro della vite, lunghezza o disposizione del cuscinetto terminale.

Come molti termini utilizzati nel settore degli attuatori lineari – "per impieghi gravosi", "miniaturizzato" e "resistente alla corrosione", per citarne alcuni – non esiste uno standard di settore che specifichi cosa si intenda per attuatore lineare "ad alta velocità". Tuttavia, esistono alcune linee guida generali che i produttori seguono quando classificano e commercializzano i loro attuatori come ad alta velocità. Queste linee guida si basano in genere sul meccanismo di azionamento, sul tipo di attuatore e persino sull'utilizzo principale o sul settore di applicazione. Comprendere queste distinzioni può aiutarvi a prendere una decisione informata quando la vostra applicazione richiede un attuatore lineare "ad alta velocità".

La velocità dipende principalmente dal meccanismo di azionamento

Il fattore limitante per la velocità di un attuatore è in genere il meccanismo di azionamento. Le viti a ricircolo di sfere e le viti a passo variabile sono limitate in velocità dalla loro tendenza a oscillare, che dipende dal diametro, dalla lunghezza e dalla disposizione dei cuscinetti di estremità della vite. Poiché le viti a passo variabile si basano sul contatto di scorrimento e generano calore elevato a causa dell'attrito, spesso hanno velocità massime inferiori rispetto alle viti a ricircolo di sfere di dimensioni simili. Pertanto, tra le tecnologie a vite, gli attuatori basati su viti a ricircolo di sfere sono più spesso considerati "ad alta velocità" rispetto a quelli basati su viti a passo variabile.

Gli attuatori basati su trasmissioni a cinghia o a cremagliera e pignone sono in genere in grado di raggiungere velocità superiori rispetto alle viti a ricircolo di sfere, a condizione che siano adeguatamente tensionati (per le versioni a cinghia) o precaricati (per le versioni a cremagliera e pignone). Gli attuatori con cinghie rinforzate in acciaio possono raggiungere velocità di 10 m/s o superiori, mentre gli attuatori a cremagliera e pignone raggiungono comunemente velocità di 5 m/s.

Anche il tipo di attuatore influisce sulla velocità massima

Un altro fattore da considerare quando si parla di attuatori lineari ad alta velocità è la tipologia di attuatore. La definizione di "alta velocità" si applica più spesso agli attuatori a stelo, noti anche come cilindri elettrici, poiché le loro applicazioni principali prevedono operazioni di spinta/trazione e inserimento, che in genere richiedono tempi di estensione e retrazione molto brevi. Questi attuatori possono essere azionati da viti a ricircolo di sfere o viti senza fine, con velocità che vanno da 0,1 m/s a oltre 1 m/s. Alcuni produttori offrono persino attuatori a stelo con trasmissione a cinghia, che possono raggiungere velocità fino a 2,5 m/s.

Gli attuatori a cursore o a slitta (noti anche come attuatori senza stelo) possono raggiungere velocità persino superiori a quelle degli attuatori a stelo in molti casi. Tuttavia, poiché il loro utilizzo principale è per il posizionamento e il trasporto, tipicamente con carichi elevati, vengono meno spesso commercializzati come "ad alta velocità". Gli attuatori senza stelo o a cursore offrono un'ampia gamma di opzioni di azionamento, tra cui vite senza fine, vite a ricircolo di sfere, cremagliera e pignone, cinghia e motore lineare.

I motori lineari offrono intrinsecamente le massime velocità, non avendo parti meccaniche che ne limitino la velocità o che generino attrito e calore. Tuttavia, quando integrati in un attuatore lineare, i motori lineari sono limitati dalla velocità del meccanismo di guida. Analogamente, le trasmissioni a cinghia rinforzata in acciaio possono raggiungere velocità superiori a 12 m/s, ma, come i motori lineari, sono limitate dalla velocità massima della guida. I sistemi di guida più comuni utilizzati con motori lineari e trasmissioni a cinghia sono i cuscinetti a ricircolo di sfere, le cui velocità massime raggiungono tipicamente i 5 m/s, limitando la velocità complessiva dell'attuatore a 5 m/s o meno.

Tuttavia, è possibile raggiungere velocità più elevate quando le trasmissioni a cinghia sono abbinate a guide a rulli a camme anziché a cuscinetti a rulli profilati a ricircolo di sfere. Con guide a rulli a camme precaricate e una trasmissione a cinghia rinforzata in acciaio e opportunamente tensionata, questi attuatori lineari ad alta velocità risultano imbattibili, con velocità di traslazione fino a 10 m/s.