Atuadores elétricos rotativos x lineares

A automação industrial e muitos processos de fabricação dependem do movimento. Os sistemas de movimento movem as peças para dentro e para fora das máquinas, colocam as ferramentas em contato com as peças de trabalho e operam peças-chave do maquinário de processamento.

Este movimento é fornecido por atuadores. São dispositivos que, quando alimentados com energia, se movem de uma maneira particular. Para engenheiros e outros responsáveis ​​por sistemas de controle de movimento, é importante entender os vários tipos de atuadores disponíveis e quando cada um é apropriado. Usar os atuadores elétricos industriais errados em uma aplicação resultará em problemas de controle de movimento, problemas de confiabilidade do equipamento e tempo de inatividade.

As postagens anteriores do blog abordaram tópicos como usos apropriados para atuadores pneumáticos e por que os atuadores elétricos são precisos e repetíveis. Esta postagem no blog esclarece as diferenças entre atuadores elétricos rotativos e lineares.

Caminhos de movimento

Um atuador linear fornece movimento para frente e para trás em linha reta. Os principais parâmetros de desempenho são a distância percorrida, velocidade e aceleração. (Outros incluem fatores como capacidade de carga.) Um ponto importante sobre atuadores lineares elétricos, e que às vezes causa confusão, é que o movimento é fornecido por um motor elétrico, que gira. Assim, um atuador linear elétrico converte o movimento rotativo em linear.

Como nota lateral, existem outras formas de atuador elétrico linear que não usam um motor elétrico convencional. Estes incluem atuadores piezoelétricos e de bobina de voz, bem como motores de indução linear. Estes têm alcances de trabalho muito curtos e estão além do escopo desta discussão.

Um atuador rotativo fornece movimento em um caminho circular em torno de um eixo. A maioria dos atuadores rotativos pode percorrer uma distância ilimitada, de um único grau ou até menos a muitas revoluções. Os principais parâmetros de desempenho são a distância angular movida, torque aplicado, velocidade e aceleração.

Um olhar mais atento aos atuadores elétricos lineares

A conversão da rotação do motor em movimento linear é realizada de duas maneiras. Ou o motor aciona uma correia montada sobre uma polia na extremidade do eixo do motor ou o motor é acoplado diretamente a um parafuso de avanço. (Em ambas as configurações, não é incomum ter alguma engrenagem no meio.)

Nos sistemas de fuso, uma porca é montada no parafuso. À medida que o motor gira, a porca se move ao longo da rosca. Uma plataforma ou carro é montado na porca e mantido no lugar por trilhos de guia. Girar o motor move a plataforma ao longo do parafuso.

Para parar a porca na extremidade do parafuso, existem interruptores de limite em cada extremidade. Quando ativados, cortam a alimentação do motor, o que evita qualquer dano.

Atuadores elétricos lineares pequenos e de carga leve usam motores de 12 ou 24 Vcc. Motores de 120V AC também são comuns, mas muitos atuadores elétricos industriais usam energia trifásica de 230V ou 460V. Esses atuadores podem transportar cargas pesadas e aplicar altas forças.

Uma diferença fundamental entre atuadores elétricos lineares e cilindros pneumáticos é que o primeiro pode parar com precisão em qualquer ponto ao longo de sua faixa de movimento. Cilindros pneumáticos são difíceis de parar com precisão entre as extremidades de seu curso.

O controle preciso da posição é obtido através do motor e há duas opções. Um motor de passo conta pulsos enquanto gira. Cada pulso corresponde a um movimento angular que o fuso converte em distância. Para mover para uma posição especificada, o motor é comandado para mover um número de pulsos.

A alternativa é usar um servomotor onde um encoder e um controlador acompanham a posição. Servomotores são mais caros que steppers, mas fornecem controle mais preciso. Para aplicações que exigem alta precisão, os atuadores elétricos industriais quase sempre usam um servomotor.

Observando atuadores elétricos rotativos

Tal como acontece com o atuador linear, o movimento vem de um motor elétrico. Aqui, porém, a rotação do eixo é feita através de um conjunto de engrenagens para girar uma plataforma. As relações de transmissão ditam o torque e a velocidade alcançados com altos níveis de cada um sendo possível.

Em alguns atuadores rotativos, o motor é montado dentro da carcaça ou suporte da plataforma; outros tê-lo fora. Os motores podem ser DC ou AC. Atuadores de passo e servomotores estão disponíveis para fornecer o nível de precisão necessário. Ao contrário dos atuadores lineares, não há necessidade de interruptores de limite para proteger o próprio mecanismo. No entanto, o aplicativo pode precisar de interruptores de limite para evitar a ultrapassagem.

Aplicações para atuadores elétricos industriais lineares e rotativos

Atuadores lineares são usados ​​para fornecer uma tradução de um local para outro. Atuadores lineares elétricos têm a vantagem sobre os pneumáticos de poder parar no meio do movimento. Isso os torna uma boa escolha em tarefas de manuseio de materiais e, mais geralmente, para mover coisas em uma curta distância em linha reta.

Atuadores rotativos são usados ​​em aplicações como juntas de robôs, onde fornecem movimento angular preciso. Acionamento de válvulas e movimentação de comportas transportadoras são outros exemplos.

Ao selecionar atuadores elétricos industriais, navegar pelas especificações e opções pode ser confuso. Os especialistas da JH Foster podem ajudar.