Construir um sistema de movimento linear bem -sucedido começa com a escolha do atuador apropriado. Entre os diferentes tamanhos, tecnologias e qualidades, existem centenas de opções. O truque é conquistar o atuador que fornecerá os melhores resultados. Felizmente, isso não é tão difícil quanto parece. Os requisitos do aplicativo reduzirão o conjunto de possíveis soluções do atuador e as restrições do projeto determinarão o melhor ajuste.

O processo começa considerando a série de fatores -chave listados aqui.

Velocidade

A velocidade é um fator importante a considerar ao selecionar um atuador. Embora os atuadores do tipo parafuso sejam eficazes, componentes econômicos, em velocidades muito altas, eles sofrem de um fenômeno conhecido como chicote de parafuso, no qual o parafuso se inclina à medida que se vira. O chicote de parafuso causa vibração e desgaste prematuro.

O limiar do chicote de parafuso, chamado de velocidade crítica, depende das dimensões e do material do parafuso. A velocidade crítica pode ser calculada analiticamente usando equações conhecidas. Se a velocidade for muito alta para o uso de um atuador do tipo parafuso, considere um motor linear ou um atuador de acionamento de correia.

Carregar

É essencial que o atuador seja dimensionado adequadamente para a carga. Existem vários fatores a serem considerados no dimensionamento da capacidade de carga: a capacidade de carga radial dos rolamentos de guia, a capacidade do momento do transporte de suporte e a capacidade de carga axial dos rolamentos de suporte e o parafuso de bola. É importante escolher um atuador projetado para abordar as cargas apresentadas pelo aplicativo.

Um equívoco comum é que apenas a capacidade de carga é importante e a capacidade de carga possibilita calcular a vida útil de um atuador sob uma determinada carga. No entanto, outros fatores precisam ser considerados, como a rigidez do atuador em várias direções de carga. A equipe de design pode executar cálculos de deflexão de carga para determinar se o atuador terá um desempenho com sucesso no aplicativo.

Outro fator a considerar é o posicionamento da carga. Uma massa repousando no topo de um carro que corre ao longo do eixo do atuador introduz forças muito diferentes de uma carga excedida que aplica um momento de capotamento. Certifique -se de que o atuador seja devidamente dimensionado e suportado.

As aplicações verticais requerem cuidados especiais para preservar a posição da carga. Para certos parâmetros de design, os parafusos de chumbo são auto-bloqueadores. Isso significa que eles não podem ser voltados para trás, mesmo no caso de falha do motor. Para ter certeza de que um parafuso é auto-bloqueio, a eficiência do parafuso precisa estar abaixo de 50%, onde a eficiência é uma função do ângulo do chumbo e o coeficiente de atrito entre a porca e o parafuso. Como alternativa, os atuadores de rack e pinhão também podem funcionar.

Os cintos melhoraram acentuadamente nos últimos anos. Eles são robustos e altamente projetados, para que não exijam mais tensões regulares da maneira que antes. As unidades de correia são boas opções se os requisitos de velocidade e derrame estiverem fora do que um parafuso de bola ou parafuso de chumbo pode oferecer. Cuidados especiais devem ser tomados se uma unidade de correia for usada em uma aplicação vertical. Recomenda -se que um contrapeso ou freio seja usado conforme apropriado para desacelerar, parar e suportar a carga para a segurança.

Comprimento de derrame

O próximo fator a considerar é o comprimento do golpe. Os atuadores baseados em parafusos são eficazes e, em alguns casos, podem ser usados ​​para traços de até 5 pés ou mais. Deve -se tomar cuidado para que atuadores de parafuso de viagem muito longos não excedam a velocidade crítica. Para comprimentos longos, as unidades de correia são melhores opções. Os cintos de hoje são materiais altamente projetados que precisam de pouca manutenção. Eles podem ser usados ​​em distâncias até 50 pés.

Outra opção para traços longos é um motor linear. Servidores essencialmente desenrolados, os motores lineares consistem em uma força que viaja por uma pista fixa. Em teoria, a pista pode ter o tempo que desejar. Do ponto de vista prático, os motores lineares são limitados tanto pelo requisito para fornecer um nível de ímã de nível e cuidadosamente alinhado e pelos custos dos ímãs. Gerenciar os cabos do motor em viagens muito longas também pode ser um desafio.

Repetibilidade

Todo aplicativo tem um requisito de repetibilidade. A escolha certa do atuador entrega um sistema que não apenas atenda a esses requisitos, mas também ajudará o projeto a cumprir as metas de orçamento e tempo de montagem. Os atuadores do tipo parafuso fornecem repetibilidade na ordem de ± 0,0001 a ± 0,003 pol. Isso se compara a ± 0,002 a ± 0,010 pol. Para uma unidade de correia.

A escolha ideal depende das necessidades do aplicativo. As unidades de correia não têm um desempenho tão bom quanto os atuadores do tipo parafuso, mas para uma aplicação com mais acionamentos de correia de tolerâncias perdoadoras podem oferecer economias significativas. Para aplicações mais exigentes, os atuadores motores lineares oferecem repetibilidade que pode ser sub-micron.

Ciclo de serviço

O ciclo de serviço tem um grande efeito na vida útil do equipamento. É importante escolher um atuador linear que possa atender ao requisito de inscrição. Os parafusos de leads, por exemplo, são baseados no contato deslizante - aço inoxidável normalmente em plástico (existem muitas opções disponíveis, dependendo do aplicativo). Isso introduz desgaste significativo ao longo da vida útil do dispositivo. Como resultado, os parafusos de chumbo devem ser evitados se você tiver um aplicativo de alta carga e ciclo alto combinado.

Em vez disso, escolha um atuador recirculante do parafuso de bola. Esses dispositivos têm atrito rolante, não atrito deslizante, então duram mais e a vida é mais previsível. As bolas podem ser danificadas, especialmente com cargas altas. Para aplicações que não podem tolerar falhas, tente um parafuso de rolo planetário. Esses dispositivos distribuem peso para minimizar o desgaste, tornando -os bons ajustes para aplicações militares e aeroespaciais, entre outros. Para aplicações de orçamento, uma unidade de correia também pode funcionar.

Ambiente

O ambiente operacional de um aplicativo também tem influência na escolha do atuador. Em um ambiente de sala de limpeza, evite os atuadores do parafuso de chumbo. O contato de metal a plástico gera partículas que comprometem a classificação da sala de limpeza.

Por outro lado, ambientes extremamente sujos podem danificar os atuadores. Nos atuadores do estilo da haste, o parafuso é selado no alojamento. Como resultado, os atuadores do estilo de haste são razoavelmente seguros em ambientes com contaminação e líquido. Nos atuadores sem haste, a carga repousa em um carro que deve se conectar ao parafuso, que pode expor o atuador à contaminação.

Como resultado, os atuadores sem haste precisam de disposições especiais, se a tecnologia base é um atuador do tipo parafuso ou um motor linear. Procure componentes com classificações IP. Considere montar a fenda voltada para baixo para reduzir a entrada. Esteja ciente de que a lubrificação pode prender e reter partículas para danificar as superfícies ao longo do tempo.

Outro fator a considerar sobre o ambiente é a quantidade de espaço disponível. O melhor atuador do mundo é inútil se não se encaixar no envelope à mão. Especifique atuadores no início da fase de projeto para garantir que haja espaço suficiente. Trabalhe em estreita colaboração com seu fornecedor para aproveitar os fatores que possam oferecer as características necessárias em um fator de forma compacto.

Orçamento

É sempre importante manter em mente os alvos de preços. Os motores lineares são os mais caros, seguidos de atuadores do tipo parafuso (parafuso planetário, parafuso de bola e parafuso de cabeceira). As unidades de correia são as mais econômicas.

A engenharia sempre envolve trade-offs. A lista acima é um primeiro corte na seleção do atuador. Para qualquer aplicação, restrições especiais podem significar que o orçamento é uma prioridade maior que o desempenho, por exemplo, ou que o ciclo de trabalho é mais importante que a velocidade. Inicie o processo de especificar um atuador o mais cedo possível na fase de projeto. Tente trabalhar com componentes padrão. Se nenhum deles satisfazer suas necessidades, converse com seu fornecedor sobre o desenvolvimento de um produto personalizado que realizará o trabalho.