Atuador hidráulico para elétrico:discutindo o básico

À medida que a globalização promove mais concorrência, os fabricantes estão encontrando maneiras de se manter à frente, transformando muitos de seus principais processos. Isso inclui a conversão de sistemas hidráulicos para elétricos.

Ambos os cilindros hidráulicos e atuadores elétricos oferecem muitos benefícios para muitas aplicações de movimento linear. A hidráulica oferece alta força a custos acessíveis, enquanto os atuadores elétricos possuem os mesmos recursos com flexibilidade, precisão e confiabilidade adicionais.

Neste artigo, ajudamos você a entender a natureza da conversão de um sistema hidráulico para um atuador elétrico, os principais parâmetros envolvidos e seus benefícios potenciais.

Parâmetros-chave a serem considerados

Vários parâmetros importantes a serem considerados ao converter de um sistema hidráulico para um atuador elétrico. Esses incluem:

Força

Os cilindros hidráulicos são projetados para altas pressões de operação. Um cilindro hidráulico de 3 polegadas funcionando a 2.200 psi pode fornecer cerca de 15.000 libras de força (lbf). Enquanto isso, os atuadores elétricos que são acionados por parafusos de rolo são capazes de fornecer 50.000 lbf.

Os atuadores elétricos tendem a ser mais atraentes porque podem gerar força instantaneamente, enquanto os sistemas hidráulicos precisam de tempo para construir.

Controle de Movimento

Atuadores elétricos oferecem controle muito mais preciso do que cilindros hidráulicos. Isso ocorre porque os motores elétricos podem ser controlados de forma rápida e fácil com dispositivos de feedback, como encoders. Os atuadores elétricos também fornecem posicionamento infinito, o que significa que eles podem parar em qualquer ponto durante o deslocamento.

Cilindros hidráulicos, por outro lado, contam com válvulas para controlar o fluxo, que não é tão preciso, mas funcionam melhor em aplicações simples.

Tolerância de temperatura

Os atuadores elétricos podem operar em uma faixa de temperaturas muito mais abrangente do que os cilindros hidráulicos. Isso ocorre porque os motores elétricos são mais tolerantes a temperaturas extremas. Por outro lado, os fluidos hidráulicos podem quebrar em altas temperaturas, o que pode causar danos ao sistema.

Coleta de dados

Atuadores elétricos podem coletar dados, como posição, velocidade e força. Esses dados podem ser usados ​​para melhorar a eficiência do sistema. Cilindros hidráulicos, por outro lado, não possuem essa capacidade.

Riscos ambientais

Os atuadores elétricos não apresentam os mesmos riscos ambientais que os cilindros hidráulicos. Os fluidos hidráulicos podem vazar e contaminar o meio ambiente. Por outro lado, os atuadores elétricos são alimentados por eletricidade, o que não é prejudicial ao meio ambiente.

Custos do Ciclo de Vida

Os atuadores elétricos têm um custo de ciclo de vida menor do que os cilindros hidráulicos. Isso ocorre porque os atuadores elétricos não requerem fluidos hidráulicos, que devem ser substituídos periodicamente. Os atuadores elétricos também têm uma vida útil mais longa do que os cilindros hidráulicos.

Conversão de hidráulica para elétrica

Há muitas razões para converter de um sistema hidráulico para um atuador elétrico. Os benefícios dos atuadores elétricos os tornam atraentes para muitas aplicações, como máquinas com motores elétricos, como automóveis, ventilações e geladeiras.

O primeiro passo para converter de hidráulico para elétrico é abster-se de dimensionar para potência de fluido. Os engenheiros precisam ter em mente que a maioria dos cilindros movidos a fluido geralmente é duas ou três vezes maior do que o necessário.

Confiar na potência do fluido para o tamanho pode fazer com que a saída de força de um cilindro hidráulico superdimensionado pareça maior do que o especificado pela aplicação. Isso porque, à medida que o cilindro aumenta, sua capacidade de força aumenta.

Isso cria dois problemas específicos:

• Primeiro, faz com que os requisitos de força do aplicativo pareçam mais altos do que um atuador elétrico pode fornecer.

• Em segundo lugar, os atuadores elétricos podem ter um preço de compra mais alto do que os cilindros hidráulicos e o superdimensionamento geralmente leva a custos inacessíveis.

Requisitos de Força Real

Antes de olhar para um atuador elétrico, os engenheiros devem ter clareza sobre os requisitos reais de força para a aplicação. Uma série de testes deve ser realizada no aplicativo para fazer isso.

Esses testes ajudarão a identificar a saída de força necessária pelo atuador e são uma etapa crítica na escolha de um atuador elétrico. O teste deve incluir uma amplitude completa de movimento em diferentes velocidades e sob várias cargas.

1. Determinar a força máxima

Depois de realizar a série de testes, os engenheiros entenderão claramente a força exigida pela aplicação e poderão determinar a força de pico.

A força de pico é a força máxima exigida pela aplicação. A determinação desse fator pode ser feita medindo a pressão no sistema hidráulico até que o cilindro mal possa operar.

Usar a pressão real na equação “Força =Pressão x Área” é uma boa maneira de obter a força real. No entanto, este processo só será capaz de identificar a força de pico da aplicação em vez de mapear a força ao longo de todo o ciclo de extensão e retração.

2. Instalando uma célula de carga

O próximo passo é instalar uma célula de carga. Uma célula de carga é um tipo de sensor que mede a força. É frequentemente usado em aplicações onde a força precisa ser medida com precisão, como uma balança de peso.

Neste caso, a célula de carga será usada para medir a força de saída do atuador elétrico. Isso garantirá que a saída de força do atuador elétrico seja precisa e possa ser usada para mapear a força ao longo do ciclo de extensão e retração.

As leituras das células de carga podem ser acessadas, avaliadas e registradas em um computador pessoal ou em um sistema de coleta de dados. Existem muitos tipos diferentes de células de carga, por isso é crucial escolher uma adequada para a aplicação.

Adote os benefícios da conversão para atuadores elétricos

A conversão de cilindros hidráulicos para atuadores elétricos pode ser assustadora, mas oferece vários benefícios, como maior precisão, segurança e confiabilidade.

Eles são conhecidos por oferecer controle programável de parâmetros de movimento, repetibilidade e coleta/relatório de dados. Atuadores elétricos também são mais fáceis de manter do que cilindros hidráulicos.

Contanto que você mantenha esses parâmetros importantes e outros fatores, como os mencionados neste artigo, em mente ao converter de cilindros hidráulicos para atuadores elétricos, o processo será muito mais suave.

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