Os sistemas hidráulicos oferecem uma longa vida útil, mas não são tão eficientes quanto os sistemas elétricos. Os sistemas elétricos também proporcionam controle preciso de posição, velocidade e aceleração, com operação mais eficiente. Operam em um ambiente de circuito fechado para facilitar a coleta de dados e praticamente não exigem manutenção.

De fato, à medida que os atuadores elétricos de haste se tornam capazes de fornecer forças comparáveis ​​às de sistemas hidráulicos de alta tecnologia, eles se tornarão substitutos cada vez mais viáveis ​​para sistemas hidráulicos em diversas aplicações. Avaliar as capacidades e limitações, alinhando-as aos objetivos do sistema, ajudará a determinar a melhor escolha para a aplicação.

Durante décadas, os cilindros hidráulicos foram a única tecnologia viável para aplicações de alta força. Os sistemas hidráulicos são robustos e relativamente simples de instalar, além de oferecerem um custo menor por unidade de força. Não é à toa que os cilindros hidráulicos têm sido a escolha preferida.de factoA opção ideal para acionar praticamente qualquer objeto pesado que precise ser movido em linha reta, seja rápido ou devagar, para cima ou para baixo… incluindo prensas metálicas, correias transportadoras, guindastes, serras e muitos outros.

Os atuadores elétricos de haste (às vezes chamados de cilindros elétricos) são a mais recente tecnologia de movimento a oferecer uma alternativa à hidráulica. Os atuadores elétricos são comparativamente mais flexíveis, precisos e confiáveis, com capacidades de força cada vez maiores.

Compreender as vantagens dos sistemas elétricos em relação aos hidráulicos ajudará a determinar a melhor escolha para uma determinada aplicação. Além disso, conhecer algumas dicas importantes para a conversão garantirá uma transição bem-sucedida de uma aplicação hidráulica para uma elétrica.

Sistemas hidráulicos: uma tecnologia tradicional com algumas desvantagens.

Os operadores sabem como manter suas máquinas hidráulicas em pleno funcionamento. Mesmo assim, existem desafios e desvantagens. Com sistemas hidráulicos, não é uma questão de "se", mas de "quando" ocorrerão vazamentos ou quebras. A limpeza é trabalhosa e demorada. Peças ou produtos da produção podem precisar ser descartados. Os sistemas hidráulicos também exigem um espaço relativamente grande para o compressor, além de manutenção regular e troca manual de funções. Ademais, os sistemas hidráulicos são ruidosos, podem ser suscetíveis a flutuações de temperatura, não possuem capacidades precisas de múltiplas posições e operam em malha aberta — o que complica a coleta de dados para uso pelos controles da máquina.

Atuadores elétricos para melhor controle de movimento

A principal razão pela qual os engenheiros escolhem um sistema de atuador elétrico em vez de um sistema de cilindro hidráulico é a flexibilidade de suas capacidades de controle de movimento:

1. Controle de posição — para múltiplas posições com precisão
2. Controle de velocidade
3. Controle de aceleração e desaceleração
4. Controle preciso da força de saída
5. Controle sofisticado e instantâneo de todas essas variáveis ​​de movimento.

Os atuadores elétricos, acoplados a um sistema de servomotor, permitem um controle infinito da posição... e a precisão e repetibilidade superam em muito as dos sistemas hidráulicos.

Os sistemas hidráulicos padrão se destacam em aplicações de posicionamento de ponta a ponta, mas o posicionamento no meio do curso com esses cilindros é mais complexo — e exige uma válvula de controle e a assistência do operador. O posicionamento no meio do curso é em malha aberta e requer que o operador decida qual posição é aceitável. Além disso, o controle de velocidade é monitorado por meio de uma válvula de controle e, novamente, exige que o operador ajuste a velocidade adequada para a aplicação… embora atingir uma configuração de velocidade exata seja frequentemente difícil.

Uma vez ajustada a velocidade, a força de pressão necessária de um cilindro hidráulico é regulada pela válvula de pressão. Novamente, isso normalmente exige que um operador ajuste a força desejada. Além disso, a repetibilidade da posição, velocidade e força de um cilindro hidráulico é prejudicada por vedações desgastadas, vazamentos, quedas de pressão e picos induzidos pela bomba, juntamente com outros fatores relacionados à manutenção. É difícil obter um desempenho repetível diariamente ou mensalmente (muito menos anualmente) em ambientes de produção nos quais a qualidade e a viscosidade do óleo flutuam com a temperatura. Portanto, atingir o nível de desempenho desejado exige intervenção constante do operador.

O controle de velocidade de nível servo é preciso.

Os atuadores elétricos oferecem ainda mais benefícios quando combinados com sistemas de controle servo. Controladores servo capazes de comandar múltiplos eixos são componentes facilmente encontrados no mercado. Controladores e atuadores elétricos podem ser coordenados de forma fácil (e econômica) em configurações complexas com múltiplos eixos. A velocidade de um ou mais atuadores elétricos é controlada com precisão e continuamente, podendo transitar facilmente entre diferentes velocidades sem parar ou ultrapassar as posições desejadas.

Além disso, o controle servo de aceleração e desaceleração impede que os atuadores elétricos batam em batentes bruscos ou entrem em ação repentinamente. Isso, por sua vez, elimina o estresse nos elementos da estrutura da máquina e a necessidade de superdimensionar as estruturas para suportar cargas de choque. Todos os movimentos serão suaves, permitindo que os atuadores elétricos proporcionem movimentos contínuos a processos críticos, onde vibrações da máquina são inaceitáveis ​​ou poderiam limitar a velocidade do processo.

Nos sistemas servo, a força de saída do atuador é controlada pela corrente que entra no servomotor. Como os controladores servo têm controle preciso sobre a corrente, quase todos os atuadores elétricos proporcionam um controle preciso e repetível da força de saída no ponto de trabalho.

Outra característica importante dos atuadores elétricos é a capacidade de fornecer controle programável de todas as variáveis ​​do perfil de movimento. Como resultado, a única interação do operador necessária é o tempo de planejamento inicial para inserir as variáveis ​​de desempenho desejadas no ambiente de programação de um CLP ou outro controlador. Uma vez configurada, a operação se repete diariamente, mensalmente e anualmente. As telas da interface homem-máquina (IHM) dos equipamentos podem exibir (e permitir o ajuste de) posição, velocidade, força, aceleração e desaceleração a qualquer momento, para máxima flexibilidade da máquina.