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

Conjuntos de fusos de esferas e de avanço são frequentemente acionados por um motor conectado em linha com o eixo do fuso 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 causar enrolamento, folga e histerese — fatores que afetam a precisão e a repetibilidade do posicionamento. O acoplamento também aumenta o comprimento, reduz a rigidez e aumenta a inércia do sistema. Uma maneira de eliminar esses problemas potenciais é eliminar o acoplamento externo e integrar o fuso diretamente ao motor.

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

Integração de motor externo-parafuso

Um dos projetos integrados mais populares utiliza um motor com eixo oco e integra o fuso de avanço diretamente ao motor. O fuso é usinado de forma que uma extremidade se encaixe no furo oco do motor, e a extremidade usinada é fixada permanentemente ao furo do motor por meio de solda ou adesivo, ou fixada com um fixador. Conectar o eixo do fuso ao furo do motor por meio de um fixador permite a desmontagem dos componentes para manutenção e a substituição de qualquer um dos componentes (em vez da substituição de todo o conjunto), mas esse método também pode apresentar perda de alinhamento e rigidez ao longo do tempo.

Independentemente do método utilizado para conectar o eixo do parafuso ao motor, esse método de integração motor-parafuso é normalmente chamado de projeto "externo", pois a porca do fuso de esferas ou de avanço permanece externa ao motor. Assim como em uma configuração tradicional de parafuso-motor, a rotação do motor faz com que o parafuso gire, o que impulsiona a porca (e a carga) ao longo do eixo do parafuso.

Embora 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 motor-parafuso não cativo

No método de integração não cativo, a porca do fuso de esferas ou de avanço é integrada ao motor (ou montada na face do motor) e não se move ao longo do fuso. Em vez disso, o fuso é impedido de girar (tipicamente pela carga acoplada) e, quando o motor e a porca giram, o fuso se move linearmente, para frente e para trás, "através" da combinação motor-porca. Nessa configuração, o projeto não cativo proporciona uma melhor relação curso-comprimento total, desde que o projeto permita espaço para que o fuso se estenda além da parte traseira do motor.

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

Integração de motor-parafuso cativo

Uma variação da combinação motor-parafuso mencionada acima é o design cativo. Assim como o design não cativo, a porca é integrada diretamente ao motor, mas um eixo estriado é fixado ao parafuso, impedindo que ele gire e criando movimento linear quando o motor gira.

Neste projeto, o parafuso se estende e retrai a partir de uma extremidade do conjunto e não é suportado. O projeto 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.