Diametro della vite, lunghezza o disposizione del cuscinetto terminale.

Come molti termini utilizzati nel settore della movimentazione lineare – "per impieghi gravosi", "miniaturizzato" e "resistente alla corrosione", per citarne alcuni – non esiste uno standard di settore che specifichi cosa costituisca un 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. Comprendere queste distinzioni può aiutare a prendere una decisione informata quando la propria applicazione richiede un attuatore lineare "ad alta velocità".

La velocità dipende principalmente dal meccanismo di azionamento

Il fattore limitante della velocità di un attuatore è in genere il meccanismo di azionamento. Le viti a sfere e le viti madri sono limitate in termini di velocità dalla loro tendenza a oscillare, che dipende dal diametro, dalla lunghezza e dalla disposizione dei cuscinetti terminali della vite. Poiché le viti madri sono progettate per contatto strisciante e generano calore elevato a causa dell'attrito, spesso hanno velocità massime inferiori rispetto alle viti a sfere di dimensioni simili. Pertanto, tra le tecnologie a vite, gli attuatori basati su viti a sfere hanno maggiori probabilità di essere considerati "ad alta velocità" rispetto a quelli basati su viti madri.

Gli attuatori con trasmissione a cinghia o a pignone e cremagliera sono in genere in grado di raggiungere velocità superiori rispetto alle viti a sfere, a condizione che siano adeguatamente tensionati (per le versioni con trasmissione a cinghia) o precaricati (per le versioni con pignone e cremagliera). Gli attuatori con cinghie rinforzate in acciaio possono raggiungere velocità di 10 m/s o superiori, mentre gli attuatori con trasmissione a pignone e cremagliera 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 a stelo di spinta, noti anche come cilindri elettrici, poiché le loro applicazioni principali riguardano operazioni di spinta/trazione e inserimento, che in genere richiedono tempi di estensione e retrazione molto brevi. Questi attuatori possono essere azionati da vite a sfere o da vite madre, con velocità che vanno da 0,1 m/s a oltre 1 m/s. Alcuni produttori offrono persino attuatori a stelo 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 velocità persino superiori rispetto agli attuatori a stelo in molti casi. Tuttavia, poiché il loro utilizzo principale è il posizionamento e il trasporto, tipicamente con carichi elevati, vengono commercializzati meno spesso come "ad alta velocità". Gli attuatori senza stelo o a cursore offrono un'ampia gamma di opzioni di azionamento, tra cui vite di comando, vite a sfere, cremagliera e pignone, cinghia e motore lineare.

I motori lineari offrono intrinsecamente le massime velocità, senza parti meccaniche che ne limitino la velocità o creino attrito e calore. Tuttavia, quando integrati in un attuatore lineare, gli azionamenti con motore lineare sono limitati dalla velocità del meccanismo di guida. Analogamente, le trasmissioni a cinghia rinforzate 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 profilati 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 abbinando le trasmissioni a cinghia a guide a rulli a camme anziché a cuscinetti profilati a ricircolo di sfere. Con guide a rulli a camme precaricate e una trasmissione a cinghia rinforzata in acciaio opportunamente tensionata, questi attuatori lineari ad alta velocità vincono la gara, con velocità di traslazione fino a 10 m/s.