Um atuador linear move uma carga, que pode ser uma montagem, componentes ou um produto acabado, em uma linha reta. Ele converte energia em um movimento ou força e pode ser alimentado por fluido ou ar pressurizado, bem como por eletricidade. Aqui está uma quebra de atuadores lineares comuns, suas vantagens e suas desvantagens.

Como eles funcionam？

• Atuadores lineares pneumáticos consistem em um pistão dentro de um cilindro oco. A pressão de um compressor externo ou bomba manual move o pistão dentro do cilindro. À medida que a pressão aumenta, o cilindro se move ao longo do eixo do pistão, criando uma força linear. O pistão retorna à sua posição original por uma força ou fluido de primavera ou líquido fornecido para o outro lado do pistão.

• Os atuadores lineares hidráulicos operam de maneira semelhante aos atuadores pneumáticos, mas um líquido incompressível de uma bomba em vez de ar pressurizada move o cilindro.

• Um atuador linear elétrico converte energia elétrica em torque. Um motor elétrico conectado mecanicamente gira um parafuso de chumbo. Uma porca de cabeceira ou bola rosqueada com roscas correspondentes que correspondem às do parafuso é impedida de girar com o parafuso. Quando o parafuso gira, a porca é acionada ao longo das roscas. A direção que a porca se move depende de qual direção o parafuso gira e também retorna o atuador à sua posição original.

【Atuadores pneumáticos】

Vantagens

• Os benefícios dos atuadores pneumáticos vêm de sua simplicidade. A maioria dos atuadores de alumínio pneumático tem uma classificação de pressão máxima de 150 psi com tamanhos de furo que variam? a 8 pol., que se traduzem em aproximadamente 30 a 7.500 lb. de força. Atuadores de aço têm uma classificação de pressão máxima de 250 psi com tamanhos de furo que variam? a 14 pol., E eles geram forças que variam de 50 a 38.465 lbf.

• Atuadores pneumáticos geram movimento linear preciso, fornecendo precisão, por exemplo, dentro de 0,1 polegadas e repetibilidade dentro de 0,001 polegadas.

• Atuadores pneumáticos As aplicações típicas envolvem áreas de temperaturas extremas. Uma faixa de temperatura típica é de -40 ° F a 250 ° F. Em termos de segurança e inspeção, usando o ar, os atuadores pneumáticos evitam o uso de materiais perigosos. Eles atendem aos requisitos de proteção de explosão e segurança da máquina porque não criam interferência magnética devido à sua falta de motores.

• Nos últimos anos, a pneumática sofreu muitos avanços na miniaturização, materiais e integração com o monitoramento eletrônico e de condições. O custo dos atuadores pneumáticos é baixo em comparação com outros atuadores. De acordo com a BIMBA Manufacturing, por exemplo, o atuador pneumático médio custa US $ 50 a US $ 150. Os atuadores pneumáticos também são leves, requerem manutenção mínima e possuem componentes duráveis ​​que tornam os pneumáticos um método econômico de movimento linear.

Desvantagens

• Perdas de pressão e compressibilidade do ar tornam a pneumática menos eficiente do que outros métodos de movimento linear. As limitações de entrega do compressor e do ar significam que as operações a pressões mais baixas terão forças mais baixas e velocidades mais lentas. Um compressor deve executar a pressão continuamente operando, mesmo que nada esteja se movendo.

• Para ser verdadeiramente eficiente, os atuadores pneumáticos devem ser dimensionados para um trabalho específico. Portanto, eles não podem ser usados ​​para outras aplicações. O controle e a eficiência precisos requerem reguladores e válvulas proporcionais, mas isso aumenta os custos e a complexidade.

• Embora o ar esteja facilmente disponível, ele pode ser contaminado por petróleo ou lubrificação, levando ao tempo de inatividade e manutenção. As empresas ainda precisam pagar pelo ar comprimido, tornando -o um consumível, e o compressor e as linhas são outro problema de manutenção.

【Atuadores hidráulicos】

Vantagens

• Os atuadores hidráulicos são robustos e adequados para aplicações de alta força. Eles podem produzir forças 25 vezes maiores que os cilindros pneumáticos de tamanho igual. Eles também operam em pressões de até 4.000 psi.

• Os motores hidráulicos têm alta taxa de potência/peso em 1 a 2 hp/lb maior que um motor pneumático.

• Um atuador hidráulico pode manter força e torque constante sem a bomba que fornece mais fluido ou pressão devido à incompressibilidade dos fluidos

• Os atuadores hidráulicos podem ter suas bombas e motores localizados a uma distância considerável, com uma perda mínima de energia.

Desvantagens

• A hidráulica vazará fluido. Como atuadores pneumáticos, a perda de fluido leva a menos eficiência. No entanto, os vazamentos de líquido hidráulico levam a problemas de limpeza e possíveis danos aos componentes e áreas circundantes.

• Os atuadores hidráulicos exigem muitas peças complementares, incluindo um reservatório de fluidos, motores, bombas, válvulas de liberação e trocadores de calor, juntamente com equipamentos de redução de ruído. Isso cria sistemas de movimentos lineares grandes e difíceis de acomodar.

【Atuadores elétricos】

Vantagens

• Os atuadores elétricos oferecem o maior posicionamento de controle de precisão. Um exemplo da faixa de precisão é de +/- 0,000315 pol. E uma repetibilidade inferior a 0,0000394 pol.

• Atuadores elétricos podem ser em rede e reprogramados rapidamente. Eles oferecem feedback imediato para diagnóstico e manutenção.

• Eles fornecem controle completo dos perfis de movimento e podem incluir codificadores para controlar a velocidade, a posição, o torque e a força aplicada.

• Em termos de ruído, eles são mais silenciosos que os atuadores pneumáticos e hidráulicos

• Como não há vazamentos de fluidos, os riscos ambientais são eliminados.

Desvantagens

• O custo unitário inicial de um atuador elétrico é maior que o dos atuadores pneumáticos e hidráulicos. De acordo com o exemplo da BIMBA Manufacturing, um atuador elétrico pode variar de US $ 150 a mais de US $ 2.000, dependendo de seu design e eletrônica.

• Atuadores elétricos não são adequados para todos os ambientes, diferentemente dos atuadores pneumáticos, que são seguros em áreas perigosas e inflamáveis

• Um motor em execução continuamente superaquece, aumentando o desgaste da engrenagem de redução. O motor também pode ser grande e criar problemas de instalação.

• O motor escolhido trava na força, impulso e velocidade do atuador limites para uma configuração fixa. Se um conjunto diferente de valores para força, impulso e velocidade for desejado, o motor deverá ser alterado.