Quando se trata de atuadores lineares, os dispositivos eletromecânicos estão se tornando a opção de escolha sobre seus primos pneumáticos devido à sua velocidade, precisão e tamanho.

Nos últimos anos, as demandas ficaram mais altas dos gerentes de fábrica e empresa para usar mais atuadores elétricos ao estilo de haste e menos atuadores pneumáticos em equipamentos de automação de fábrica. Vários fatores estão impulsionando essa conversão, mas o mais significativo inclui as necessidades crescentes de:

• Melhore o desempenho da máquina com atuadores eletromecânicos capazes de maior precisão.
• Reduza o tamanho do equipamento com atuadores eletromecânicos que exigem apenas cerca de um quarto do espaço para fornecer o mesmo impulso que os atuadores pneumáticos.
• Utilize energia com mais eficiência, porque os atuadores eletromecânicos não precisam de compressores de ar executando 24/7 de pressão.
• Reduza a manutenção e o custo total da propriedade, porque os atuadores eletromecânicos usam menos componentes, não requerem compressores e não sofrem vazamentos de ar.

Uma vez que a decisão é tomada para substituir atuadores pneumáticos por tipos eletromecânicos, o próximo passo é selecionar os atuadores eletromecânicos certos dentre as muitas marcas. Embora as especificações fundamentais de impulso possam ser semelhantes, existem diferenças significativas nas áreas de desempenho do ciclo de vida, manutenção e resistência ambiental.

De um modo geral, quanto maior o diâmetro do parafuso da bola, maior o potencial de impulso. No entanto, conseguir isso requer acasalamento adequado do rolamento de impulso e todos os pontos de fixação, incluindo tubo de extensão, a porca da bola interna, o alojamento do rolamento e o alojamento do limpador. Caso contrário, qualquer aumento no impulso ocorreria às custas da vida do sistema. Um componente muito fraco para lidar com sua carga se desgastará muito mais rápido ou mesmo ficará danificado.

Você pode ter dois atuadores, cada um equipado com um parafuso de bola de 16 mm e fornecendo 750 N de impulso, e um, por exemplo, pode ter vida útil de 2.000 km, enquanto o outro fornece 8.000 km de viagem. A diferença está em quão bem o parafuso da bola e outros componentes são acoplados um ao outro.

Além disso, devido a diâmetros maiores de parafuso de bola, correlacionando-se com o custo e a pegada, acasalando corretamente o parafuso da bola e outros componentes reduzem os dois. Para atender a um requisito de aplicação de 3.200 N de força, um fornecedor pode usar um parafuso de bola com diâmetro de 20 mm, enquanto outro fornecedor, um com componentes acasalados adequadamente, pode obter o mesmo impulso com um parafuso de 12 mm de diâmetro. Assim, o último parafuso da bola pode ser reduzido sem sacrificar o desempenho.

Os parafusos de bola devidamente acasalados com outros componentes afetam significativamente a vida útil do atuador e, quando combinados com o design da transportadora, os dois fatores têm o maior impacto na capacidade de precisão e carga. Outro objetivo do design do atuador é reduzir o jogo radial e lateral. Os fatores que afetam isso são o diâmetro do corpo da transportadora, a área da superfície de contato e o uso das pernas de suporte. Um corpo de transportadora maior, por exemplo, suporta cargas radiais externas maiores, maximizando a área de contato da superfície em situações de carga lateral. A capacidade de carregar os atuadores elétricos aumenta o desempenho, a precisão e a compactação a um nível que não é atingível com atuadores pneumáticos ou hidráulicos.

Embora a maximização das áreas de superfície melhore a capacidade de carga radial e lateral, ela não ajuda necessariamente a estabilidade. Isso geralmente é abordado bloqueando as pernas elevadas em canais ranhurados (três na imagem acima). Essas pernas de suporte reduzem as vibrações, o que pode adicionar ruído e contribuir para o desgaste. A maioria dos designs usa um ou dois desses sulcos, removendo algumas jogadas, mas pode gerar sons de cliques à medida que o sistema começa a usar com o tempo. Usando quatro pernas em vez de duas, no entanto, reduz o desgaste e o ruído, fornecendo proteção anti-rotacional mais eficaz e durável. Além disso, as pernas adicionais garantem o movimento de retorno livre, reduzindo ainda mais o jogo devido ao desgaste.

Além disso, curvar essas pernas transportadoras para fora cria pré -carga radial, o que reduz o jogo no tubo de impulso. Ele também centraliza o corpo do transportador e a porca da bola, eliminando a necessidade de calcular o transportador para a extrusão e compensar o desgaste durante a vida útil do dispositivo. Manter tudo em alinhamento reduz a quantidade de vezes que o atuador deve ser calibrado para o torque ocioso consistente.

As tolerâncias estreitas são críticas para diminuir o desgaste e a redução de ruído. Mas se não houver diferença de ar, a pressão aumenta quando os atuadores correm em alta velocidade. Isso causa superaquecimento, contribuindo para problemas de lubrificação e outros problemas de durabilidade. Para abordar isso, faça duas das principais características masculinas nas pernas da transportadora inferiores às duas restantes - essa é a abordagem que Thomson toma com muitos de seus atuadores. Isso fornece lacuna suficiente para impedir que a pressão se acumule. Como visto na imagem acima, duas das principais características masculinas situadas ortogonalmente nas pernas da transportadora são inferiores às duas restantes.

Manutenção

A facilidade de manutenção afeta o desempenho do ciclo de vida e contribui para os benefícios da produtividade. Os atuadores eletromecânicos diferem em sua lubrificação e manuseio de motores. A maioria dos atuadores se retrai para expor parcialmente peças em 60% a 70% para lubrificação. Os técnicos removem as tampas, localizam peças que precisam de lubrificação, adicionam graxa e podem precisar repetir esse processo.

Uma abordagem melhor, no entanto, é estender ou retirar completamente o tubo, revelando todos os componentes para a exposição máxima. Isso permite que as empresas usem lubrificação automatizada. Além disso, o uso de um mamilo de lubrificação eliminaria a necessidade de remover a tampa, simplificando ainda mais a manutenção.

A manutenção também pode ser acelerada se você eliminar o tempo necessário para acasalar o motor com o atuador mecânico. Tradicionalmente, a montagem do motor em uma configuração paralela leva de 20 a 25 minutos. Depois que o motor está sendo montado, um técnico deve usar uma variedade de ferramentas para ajustá -lo para obter a tensão e o alinhamento adequados da correia. Isso requer pelo menos 12 etapas.

No entanto, se o atuador vier com uma solução paralela pré-montada, a correia poderá ser pré-tensionada durante a montagem, eliminando a necessidade de ajustes de tensão em várias etapas-o motor pode ser aparafusado e utilizável em apenas três etapas. Para montagem em linha, os benefícios de uma solução pré-montada são semelhantes, embora não tão dramáticos.

Além disso, o uso de rolamentos de montagem de Straddle elimina o risco de desalinhamento. Ele também protege o eixo do motor de cargas radiais, o que reduz o ruído e estende ainda mais a vida útil do atuador.

Resistência ambiental

Os atuadores eletromecânicos diferem em sua capacidade de suportar condições adversas, o meio ambiente e lavagens frequentes de alta pressão. Isso depende do perfil externo, da escolha do material e dos métodos de vedação.

Os perfis com superfícies suaves são mais limpas que as superfícies ranhuradas porque não acumulam poeira e fluidos. Assim, eles são mais apropriados para ambientes agressivos quando são necessárias lavagens frequentes. Pode haver uma desvantagem de ter um exterior elegante, no entanto. Se usado em aplicativos que requerem acessórios de sensor, um complemento de plástico extra pode ser necessário para conectar o sensor.

A resistência ambiental também depende da composição do material do tubo de extensão. A maioria dos sistemas usa aço cromado, mas o aço inoxidável é uma escolha muito melhor para ambientes severos.

Um indicador -chave de resistência ao ambiente é o código de proteção de entrada (IP). Uma classificação IP de 65, por exemplo, significa que o dispositivo é à prova de poeira e protegido contra jatos de água de baixa pressão de qualquer direção, como pode ser encontrado em uma operação de lavagem de alimentos e bebidas. Apenas alguns atuadores elétricos atendem a essa classificação, mas em ambientes corrosivos, é crítico. Uma classificação IP de 54 fornece alguma proteção contra água reduzida e menos de 100% de proteção contra poeira, tornando -a aceitável para alguns aplicativos de lavagem, mas não se a pressão estiver envolvida. Uma classificação IP de 40, o que é comum entre os atuadores lineares, implica que não há proteção contra poeira ou líquido.

As classificações IP mais altas dependem principalmente do uso de melhores vedações. Thomson, por exemplo, sela todos os compartimentos, incluindo suportes de motor, em seus atuadores eletromecânicos. Todas as juntas também devem ser seladas e se estender até o motor, em vez de parar na placa de montagem.

A próxima geração de controle de movimento

À medida que as demandas do mercado crescem para maior produtividade, tempos de mudança mais curtos, maior confiabilidade, maior economia de energia e menores custos de manutenção e operação, mais e mais designers e usuários finais estão mudando para os atuadores eletromecânicos sobre os atuadores pneumáticos. Para máquinas que exigem controle de movimento sofisticado, os atuadores eletromecânicos são praticamente a única alternativa. Mas mesmo para tarefas simples de movimento linear, designers e usuários de controle de movimento se inclinam para a atuação elétrica devido a uma manutenção menor e/ou mais fácil, aumento da economia de energia e operação mais limpa.

Benefícios ainda maiores são possíveis comparando cuidadosamente diferentes marcas de atuadores elétricos. Sempre interprete “capacidade de carga de carga” no contexto dos requisitos de vida e espaço do sistema reivindicados. Existem trocas reais nessas áreas. O design da transportadora afeta a precisão, bem como os recursos de carga lateral e rotativa, então preste muita atenção à forma como a transportadora é protegida no canal e à forma e tamanho de quaisquer mecanismos de orientação.

Mecanismos e peças aprimoradas, como os designs de pernas e pernas de suporte, que podem ser curvos para uma melhor sensação, melhorarão a precisão e o desgaste. E o perfil externo apropriado, as opções de material e a estratégia de vedação são fatores -chave para a resistência ambiental. Perfis mais suaves, materiais de aço inoxidável e classificações de IP mais altas tendem a oferecer a maior proteção.