Os suspeitos habituais de falha do atuador elétrico

Desde a fabricação de máquinas e equipamentos agrícolas até carros elétricos e robôs, o atuador elétrico impulsiona o mundo moderno – literal e figurativamente. Essa confiança provavelmente não mudará tão cedo. Isso significa que uma compreensão mais profunda do funcionamento dos atuadores elétricos se tornará cada vez mais necessária.

Ao desenvolver essa compreensão mais profunda, aprender sobre os problemas comuns dos atuadores elétricos é crucial. Para aqueles com participações em empreendimentos industriais, em particular, saber por que um atuador elétrico não está funcionando em condições de pico ajudará a reduzir o tempo de inatividade e melhorar a produtividade geral.

Este artigo discutirá os problemas mais comuns que podem afetar o desempenho de um atuador elétrico.

Peças do atuador elétrico

Um bom primeiro passo para entender o que há de errado com um atuador elétrico com defeito é aprender sobre suas peças, especialmente aquelas que geralmente apresentam problemas.

Existem duas categorias principais para as partes básicas dos atuadores elétricos:o sistema elétrico, que inclui o acionamento e o motor, e o sistema mecânico, que inclui os acoplamentos e o atuador.

Motor

O motor que aciona um atuador elétrico cria o movimento rotativo através da rotação do fuso ou do rotor. O motor, através do eixo de transmissão, é conectado a um parafuso helicoidal que posteriormente gira em uma porca de fuso de esferas. A porca do fuso de esferas é acionada para frente ou para trás conforme o fuso gira. O atuador linear se move seguindo um pistão oco preso à porca do fuso de esferas.

A potência do motor e o torque que ele gera ditam a força do movimento. Motores mais potentes costumam ter aplicações diferentes daquelas que geram menos torque.

Dirigir

O acionamento elétrico controla o motor. Ele cria variações na velocidade de rotação e torque que, por sua vez, alteram a velocidade e a força geradas pelo atuador linear. Essas variações são essenciais para adaptar o atuador a diferentes aplicações.

Um mecanismo de realimentação, geralmente na forma de um encoder ou resolver, fornece informações de posição ao inversor para manipular o atuador em uma posição comandada. O inversor pode então ser programado para se mover, parar ou retornar à sua posição inicial ou de repouso.

Acoplamentos

Acoplamentos são usados ​​para conectar o motor rotativo ao fuso de esferas do atuador elétrico.

Eles são feitos de vários materiais, como alumínio, aço inoxidável e outros metais. Acoplamentos adequados são necessários para operações de precisão. Eles podem afetar a suavidade da aceleração, o controle e variação da velocidade, o limite da carga e o isolamento de choque e vibração. Eles também são necessários para sincronizar melhor os atuadores.

Atuador

O atuador, muitas vezes chamado de atuador linear, converte o movimento rotativo do motor em movimento linear para diferentes aplicações, dependendo da força, velocidade, capacidade de carga, resistência ao atrito e outros fatores.

Os atuadores transmitem a velocidade e o torque fornecidos pelo motor para uma variedade de mecanismos de acionamento, incluindo sistemas de transmissão de energia de parafuso, correia e cremalheira e pinhão. Os componentes básicos de um atuador linear consistem no corpo do atuador, um método de transmissão de energia (parafuso, correia ou cremalheira e pinhão), rolamentos para suportar o parafuso, um sistema de rolamentos para suportar a carga e um carro ao qual os componentes relacionados podem ser montado. Os fabricantes geralmente podem variar o método de transmissão de energia, bem como a estrutura do rolamento, para fornecer diferentes características de velocidade e carga com base nos requisitos da aplicação.

Problemas comuns com atuadores elétricos

Problema: Carga em balanço

Causa comum: O atuador é subdimensionado para a carga.

Um atuador subdimensionado provavelmente causa um problema de carga em balanço. Dimensionar os atuadores corretamente para a aplicação é um fator crucial muitas vezes negligenciado em favor da relação custo-benefício. No entanto, um atuador subdimensionado não poderá operar. A maioria dos fabricantes de atuadores fornece ao usuário ferramentas de dimensionamento baseadas em software para ajudar a selecionar o atuador adequado para atender aos critérios da aplicação.

Para encontrar o tamanho correto do atuador, ele deve ser capaz de fazer o seguinte:

• Suporte consistentemente às cargas dinâmicas e estáticas aplicadas a ele
• Desenvolva velocidade e torque suficientes em todo o movimento de amplitude para suportar a aplicação
• Atender aos fatores de serviço e segurança que podem ser estabelecidos pelo fabricante ou pelo usuário final

Problema: Sem movimento do cinto

Causa comum: Muito torque aplicado do motor desgastou a correia ou a correia está tensionada incorretamente

Se a correia não estiver se movendo, a causa mais comum é que o motor está produzindo muito torque, o que retira os dentes da correia. Isso pode ser resolvido confirmando que as especificações de torque do motor não excedem as especificações de entrada de torque máximo do atuador e ajustando conforme necessário.

O problema também pode indicar que a correia não tem o tamanho correto da correia ou a tensão adequada da correia. As correias têm classificações de trabalho e resistência à tração que precisam ser consideradas quando empregadas em aplicações industriais. Em atuadores sem haste, a má fabricação pode causar falta de movimento da correia.

Problema: Partículas presentes no atuador

Causas comuns: A correia está exposta ou não há pressão de ar positiva para remover as partículas.

Quando partículas estão entrando no sistema do atuador, a causa mais provável é a correia exposta. Cintos expostos atraem partículas do ambiente. Uma vez que essas partículas entrem no atuador, as operações podem ser comprometidas.

Outra causa comum é que não há pressão de ar positiva suficiente ou nenhuma no sistema necessária para remover as partículas.

Problema: Motor queimado

Causas comuns: O motor tem um ciclo de trabalho impróprio ou tem a tensão errada. Também pode haver contaminação no sistema.

Burnouts podem ser causados ​​por motores com ciclos de trabalho inadequados, ou a porcentagem que representa quanto tempo o motor pode operar em comparação com quanto tempo ele precisa para descansar. O fabricante fornece limitações de ciclo de trabalho. Eles devem ser levados em consideração ao escolher motores para diferentes aplicações.

A tensão errada também pode causar queimaduras no motor. Burnouts podem ocorrer quando um motor recebe tensões superiores ao valor recomendado.

A contaminação de particulados pode causar mais resistência e exigir mais torque do motor. Em última análise, pode causar burnout se partículas suficientes entrarem no sistema.

Problema: Os componentes falham

Causas comuns: Idade avançada, dimensionamento incorreto e uso intenso e contínuo de componentes

Quando os componentes do atuador elétrico falham, pode haver diferentes causas. A primeira é a idade do componente. Com o tempo, os componentes se desgastam e precisam ser substituídos. A segunda causa é o uso pesado sustentado. Quando os componentes são usados ​​além de suas classificações recomendadas, eles são propensos a falhas.

O dimensionamento incorreto também é uma causa comum de falha do componente. Os atuadores operam em medições precisas. Até mesmo pequenas disparidades podem eventualmente causar falhas nos componentes.

Conclusão

Atuadores elétricos têm muitos usos em diferentes indústrias. É importante estar familiarizado com seus problemas diários para manter o tempo de inatividade no mínimo. Compreender as partes básicas e como elas podem falhar é uma das etapas mais essenciais na prevenção de problemas. Um atuador elétrico pode encontrar problemas de dimensionamento, desgaste, contaminação, incompatibilidade e muito mais.

Dito isso, embora seja bom desenvolver uma compreensão do atuador elétrico, é melhor deixar o diagnóstico, reparo ou substituição para profissionais como JHFoster. Equipamos empresas desde 1938. Somos especialistas em automação industrial e sistemas de ar comprimido.

Para dúvidas sobre problemas de atuadores elétricos e outros problemas, entre em contato com nossa equipe.