Diametro, lunghezza o disposizione dei cuscinetti terminali della vite.

Come molti termini utilizzati nel settore del movimento lineare – “heavy duty”, “miniatura” e “resistente alla corrosione”, per citarne alcuni – non esiste uno standard di settore che specifichi cosa costituisce un attuatore lineare “ad alta velocità”. Tuttavia, ci sono alcune linee guida generali che i produttori seguono quando classificano e commercializzano i loro attuatori come ad alta velocità. Queste linee guida si basano generalmente sul meccanismo di azionamento, sul tipo di attuatore e persino sull'uso o sul settore primario. Comprendere queste distinzioni può aiutarti a prendere una decisione informata quando la tua applicazione richiede un attuatore lineare "ad alta velocità".

La velocità dipende principalmente dal meccanismo di azionamento

Il fattore limitante della capacità di velocità di un attuatore è generalmente il meccanismo di azionamento. Le viti a ricircolo di sfere e le viti di comando sono limitate in termini di velocità dalla loro tendenza a sferzare, che è una funzione del diametro della vite, della lunghezza e della disposizione dei cuscinetti terminali. Poiché i design delle viti di comando si basano sul contatto strisciante e generano un 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 hanno maggiori probabilità di essere considerati "ad alta velocità" rispetto a quelli basati su viti a ricircolo di sfere.

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

Anche il tipo di attuatore gioca un ruolo nella velocità massima

Un altro fattore entra in gioco quando si parla di attuatori lineari ad alta velocità: il tipo di attuatore. La designazione "alta velocità" viene spesso applicata agli attuatori del tipo ad asta reggispinta, detti anche cilindri elettrici, poiché le loro applicazioni principali implicano 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 madrevite, con velocità che vanno da 0,1 m/s a oltre 1 m/s. Alcuni produttori offrono anche attuatori ad asta con azionamento a cinghia, che possono raggiungere velocità fino a 2,5 m/s.

Gli attuatori a cursore o a carrello (noti anche come attuatori senza stelo) possono raggiungere in molti casi velocità ancora più elevate rispetto agli attuatori con stelo. Ma poiché il loro utilizzo principale è il posizionamento e il trasporto, in genere con carichi elevati, sono meno spesso commercializzati come “ad alta velocità”. Gli attuatori senza stelo o di tipo scorrevole dispongono di un'ampia gamma di opzioni di azionamento, tra cui vite di comando, vite a ricircolo di sfere, pignone e cremagliera, cinghia e motore lineare.

I motori lineari forniscono intrinsecamente le massime velocità, senza parti meccaniche che limitino la velocità o creino attrito e calore. Ma quando incorporati in un attuatore lineare, gli azionamenti dei motori lineari sono limitati dalla velocità del meccanismo di guida. Allo stesso modo, 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 cuscinetti a ricircolo di guide profilate, le cui velocità massime raggiungono tipicamente fino a 5 m/s. limitando la velocità complessiva dell'attuatore a 5 m/s o meno.

Tuttavia, è possibile ottenere velocità più elevate quando le trasmissioni a cinghia sono accoppiate con guide a rulli a camma invece che con cuscinetti a ricircolo di guide profilate. Con guide a rulli a camma precaricate e una trasmissione a cinghia rinforzata in acciaio adeguatamente tensionata, questi attuatori lineari ad alta velocità vincono la gara, con velocità di traslazione fino a 10 m/s.