Integração de parafuso de motor externo, Integração de parafuso de motor não cativo e Integração de parafuso de motor cativo

Os conjuntos de fuso de esfera e de avanço são frequentemente acionados por um motor conectado em linha com o eixo do parafuso por meio de um acoplamento. Embora esse arranjo de montagem seja simples e de fácil manutenção, a adição de um componente mecânico não rígido (o acoplamento) pode introduzir enrolamento, folga e histerese – todos os quais afetam a precisão e a repetibilidade do posicionamento. O acoplamento também acrescenta comprimento, reduz a rigidez e aumenta a inércia do sistema. Uma forma de eliminar esses problemas potenciais é eliminar o acoplamento externo e integrar o parafuso diretamente no motor.

Conjuntos integrados de motor e parafuso estão disponíveis em diversas configurações e designs. O motor pode ser do tipo servo ou de passo, e o parafuso pode ser um parafuso de esfera ou um parafuso de avanço, embora as configurações mais comuns combinem um parafuso de avanço com um motor de passo ou um parafuso de esfera com um servo motor.

Integração externa de motor-parafuso

Um dos designs integrados mais populares usa um motor com eixo oco e integra o parafuso de avanço diretamente no motor. O parafuso é usinado de modo que uma extremidade se encaixe no furo oco do motor, e a extremidade usinada seja fixada permanentemente ao furo do motor por meio de soldagem ou adesivo, ou fixada com um fixador. Conectar o eixo do parafuso ao furo do motor por meio de um fixador permite que os componentes sejam desmontados para manutenção e possibilita a substituição de qualquer um dos componentes (em vez de substituir todo o conjunto), mas este método também pode apresentar perda de alinhamento e rigidez ao longo do tempo.

Independentemente do método usado para conectar o eixo do parafuso ao motor, esse método de integração motor-parafuso é normalmente chamado de projeto “externo” porque a esfera ou a porca do parafuso de avanço permanecem externas ao motor. Como uma configuração tradicional de motor de parafuso, a rotação do motor faz com que o parafuso gire, o que avança a porca (e a carga) ao longo do comprimento do eixo do parafuso.

Embora as aplicações com cursos curtos e cargas leves possam, às vezes, operar sem suporte adicional para o parafuso (essencialmente um arranjo fixo-livre) ou sem guias lineares, a maioria das aplicações exigirá suporte para a extremidade oposta do parafuso e o uso de guias lineares para evitar cargas radiais no parafuso.

Integração de parafuso de motor não cativo

No método de integração não cativo, a porca esférica ou do parafuso de avanço é integrada ao motor (ou montada na face do motor) e não se desloca ao longo do parafuso. Em vez disso, o parafuso é impedido de girar (normalmente pela carga anexada) e, quando o motor e a porca giram, o parafuso se desloca linearmente, para frente e para trás “através” da combinação motor-porca. Nesta configuração, o design não cativo proporciona uma melhor relação entre curso e comprimento total, desde que o design permita espaço para o parafuso se estender além da parte traseira do motor.

Alternativamente, se o parafuso for fixado de forma que não se desloque, o conjunto se torna essencialmente um projeto de porca acionada, onde a rotação do motor faz com que o conjunto motor-porca se desloque para frente e para trás ao longo do parafuso estacionário. Como um conjunto de porca acionada convencional, esta configuração permite velocidades de deslocamento mais altas, porque o chicote do parafuso é quase totalmente eliminado. Ele também permite que múltiplas combinações de porcas de motor sejam montadas no mesmo eixo do parafuso e acionadas de forma independente.

Integração de motor-parafuso cativo

Uma variação da combinação motor-parafuso acima é o design cativo. Assim como no projeto não cativo, a porca é integrada diretamente no motor, mas um eixo estriado é preso ao parafuso, evitando que o parafuso gire e crie movimento linear quando o motor gira.

Neste projeto, o parafuso se estende e retrai de uma extremidade do conjunto e não é suportado. O design cativo é essencialmente uma versão mais compacta do atuador tipo haste de impulso, tornando-o mais adequado para aplicações de empurrar ou pressionar onde a carga é guiada e não há força radial no parafuso.