Os pesquisadores continuam procurando maneiras de melhorar a precisão dos sistemas de posicionamento linear, reduzir ou eliminar a reação, além de facilitar o uso desses dispositivos. Aqui está uma olhada nos desenvolvimentos recentes

Se o movimento linear necessário é um pouco ou muito, a precisão e a confiabilidade do posicionamento são alguns dos atributos necessários nos sistemas lineares. Dois centros de pesquisa que geralmente desenvolvem produtos para uso no espaço, o Marshall Space Flight Center, o Alabama e o Lewis Research Center, Cleveland, desenvolveram dispositivos de posicionamento linear que apresentam melhorias nesses atributos. Um desses dispositivos foi desenvolvido inicialmente para uso no espaço, o outro para aplicações mais ligadas à Terra. No entanto, ambos têm benefícios para oferecer o setor de transmissão de energia.

Os engenheiros do Marshall Space Flight Center precisavam de um atuador linear para veículos espaciais. O atuador moverá a montagem do bico do motor principal de um veículo espacial. Em combinação com outro atuador no mesmo plano horizontal, mas girou 90 graus, os atuadores controlarão os movimentos de arremesso, rolagem e guinada do veículo. As tolerâncias desses movimentos são de ± 0,050 pol.

Funcionalmente, o atuador deve fornecer com precisão movimentos lineares incrementais a esses objetos grandes e manter a posição contra cargas pesadas. A solução foi um atuador linear eletromecânico. Ele fornece movimento incremental para um máximo de 6 pol. Seu curso mínimo é inferior a 0,00050 pol. Pode conter cargas a 45.000 lb.

Convertendo o movimento rotativo em linear, este atuador é um dispositivo limpo, simples e que pode substituir atuadores hidráulicos em aplicações que requerem um movimento tão poderoso e controlado. Este dispositivo também requer pouco tempo de manutenção para limpeza e inspeção e ajuda a reduzir o tempo necessário para qualificar o sistema de vôo.

Esse design usa um resolvedor e um recurso relativamente novo, um arranjo de engrenagem anti-backlash. O resolvedor mede o movimento angular incremental, que controla o movimento linear incremental. Sua precisão é 6 arco/min. A relação entre rotação e tradução é conhecida nas relações de transmissão e afinação.

O segundo recurso é um arranjo de engrenagem anti-backlash. Ele garante que os dentes da engrenagem estejam em contato constante nas direções no sentido horário e no sentido anti -horário.

Para alcançar esse contato, os centros do eixo devem estar com precisão. Durante a fabricação, os eixos são usinados em cada montagem.

Componentes do atuador
O atuador eletromecânico consiste em quatro seções de montagem: 1) dois motores CC de 25 hp, 2) um trem de engrenagem, 3) um pistão linear e 4) uma habitação que o acompanha. Os motores CC giram o trem da engrenagem, transmitindo movimento de rotação para um parafuso de rolo, que traduz esse movimento para o movimento linear através do pistão de saída. Os motores fornecem uma constante de torque de 34,6 oz-in./a. Os motores são executados a 125 A. No parafuso, a unidade desenvolve um torque de 31.000 oz-in., Ou aproximadamente 162 lb-ft.

Dois motores CC sem escova são presos a uma placa de montagem. As placas de montagem interfaces com o sistema de engrenagem. Uma pequena placa de ajustador permite a usinagem na montagem, o que facilita o alinhamento preciso dos eixos. Esse arranjo também ajuda a eliminar a reação no sistema de engrenagens.

A engrenagem do pinhão é tecida no eixo do motor e suportada por rolamentos dentro do motor. O pinhão parceiro com o conjunto do eixo intermediário, que inclui duas marchas. O eixo de marcha lenta reduz a velocidade e transmite altos torques para a engrenagem de saída. Como mencionado anteriormente, uma das engrenagens intermediárias é usinada diretamente no eixo.

A primeira engrenagem intermediária consiste em duas peças que permitem pequenos ajustes para remover a reprodução rotacional no sistema.

Na montagem, o motor inferior é montado na placa de montagem do motor, acasalando sua engrenagem de pinhão com as engrenagens intermediárias ajustáveis ​​nos eixos intermediários. O motor superior é então montado usando a placa de adjustão do motor. Em seguida, os engenheiros giram manualmente os eixos do motor, movendo as engrenagens de Idler em relação aos eixos para remover o jogo rotacional. O motor superior é então removido e uma nova placa de ajustador usinada para um centro exato. Este processo de montagem elimina a reação.

Os rolamentos suportam cada eixo de marcha lenta nas duas extremidades. A engrenagem de saída é tecida para um eixo de parafuso de rolo rosqueado. O eixo e a porca e o conjunto do pistão de saída oferecem movimentos lineares. O desalinhamento é evitado com um rolamento linear que estabiliza o pistão de saída.

Os conjuntos de mancais esféricos, no final da haste e no estoque, incluem acessórios de montagem para se conectar ao motor e aos componentes estruturais.

Opções
Para alcançar uma revolução do rotor do resolvedor por golpe do pistão e eliminar a necessidade de contar as voltas do eixo, os engenheiros da NASA relatam que podem usar uma unidade harmônica com um resolvedor. Essa unidade deve ter uma taxa de redução que permita ao rotor do resolvedor viajar uma revolução por golpe total do pistão.

Uma versão mais recente de voo deste atuador usa quatro motores de 15 hp. Os motores menores reduzem o peso e a inércia do motor. A constante de torque desses motores é de 16,8 oz-in./a, rodando a 100 A e 270 V para fornecer a força necessária para mover uma carga de 45.000 lb.

Outro design de posicionamento
Embora esse posicionador de parafusos de líder triplo não tenha sido desenvolvido para uso no espaço, demonstra melhorias na precisão e confiabilidade. Reduz o tempo necessário para posicionar com precisão as peças em máquinas, elevar ou abaixar plataformas, pacotes quadrados com precisão e garantir que as plataformas permaneçam niveladas para equipamentos a laser e telescópios de pirometria óptica.

Um sistema típico de posicionamento de parafuso pode usar um controle manual acionado por centro, guiado em três ou quatro hastes estacionárias, para mover uma placa. Esse design usa um conjunto triplo de parafuso de chumbo como o principal mecanismo de posicionamento. Ele afasta uma placa ou para longe de uma placa fixa, mantendo as placas paralelas uma à outra.

A montagem consiste em 27 peças feitas em lojas, nove peças compradas, como engrenagens e rolamentos e 65 parafusos, chaveiros, nozes, arruelas, etc. Todos os componentes são montados no suporte de controle de três pontos e no suporte de acionamento de um ponto. Esses assemblies são montados em uma posição precisa de controle de acionamento na placa extremidade da base da cavidade.

O posicionador opera por uma manivela manual em um dos pinos de acionamento ou por um anexo remoto de servo-motor. A posição de viagem é lida em uma escala, em um acessório de ponteiro ou com uma leitura de LED. A ajuste de posição pode ser controlada para 0,1 mm.