Prevenindo Tempo de Inatividade na Produção: Riscos de Atuadores Defeituosos

Atuadores ajudam a simplificar processos de manufatura enquanto reduzem custos de produção. No entanto, problemas e defeitos nesses componentes podem colocar em risco toda a linha de produção e resultar em tempo de inatividade severo.

Na manufatura, tempo de inatividade pode se traduzir em perdas financeiras significativas. Estima-se que o tempo de inatividade cause a cada fábrica a perda de pelo menos 5% da produtividade, com algumas fábricas perdendo até 20%.

Uma maneira de prevenir tempo de inatividade e manter seu resultado final forte é garantir condições ideais para todos os componentes do seu equipamento, incluindo atuadores.

Neste guia, discutimos o papel dos atuadores e os riscos associados à falha do atuador.

O que são atuadores?

Um atuador é um componente de uma máquina que converte energia de ar, elétrica ou hidráulica em movimento mecânico. Essencialmente, é projetado para ajudar uma máquina a realizar movimentos físicos.

Atuadores permitem vários tipos de movimentos, desde bloqueio e elevação até ejeção e fixação. Eles são componentes críticos em processos de manufatura e industriais, ajudando a ativar motores, interruptores, bombas e válvulas.

Eles envolvem um comando de controle que sinaliza uma mudança na máquina. O sinal pode ser controlado automaticamente ou operado por humanos. Isso gera a força necessária para mover peças ou realizar uma tarefa.

Atuadores são projetados para direcionar e manipular movimentos mecanizados, que podem ser rotativos, lineares ou oscilatórios. Qualquer movimento final desejado seria inatingível sem a assistência do atuador.

Para que servem os atuadores?

Atuadores são classificados por movimento e fonte de energia. Os dois movimentos básicos são linear e rotativo. Um atuador rotativo converte energia para fornecer movimento rotacional. Um atuador linear transforma energia em movimentos em linha reta para criar uma ação de empurrar ou puxar, tornando-os ideais para aplicações de posicionamento.

Eles são utilizados em praticamente todas as indústrias, mais notavelmente em fabricação de equipamentos, processamento de petróleo e gás, mineração, marinha, militar, aviação e aeroespacial, e construção de estradas. Eles também são usados para operar válvulas remotamente.

Atuadores desempenham um papel crítico na fabricação de guindastes, prensas, britadores de carvão, plataformas de perfuração, lançadores de mísseis, equipamentos de manuseio de materiais e elevadores de pessoal. Eles podem ser encontrados ao nosso redor, desde fechaduras elétricas de portas até aeronaves e automóveis. Em plantas industriais, atuadores são frequentemente usados para operar dampers, válvulas e acoplamentos de fluidos.

O tipo de atuador industrial dependerá da forma de energia que ele usa para produzir força motriz. Atuadores podem usar ar, fluido hidráulico ou eletricidade para produzir força mecânica.

Para controlar um atuador, um controlador lógico programável (CLP) pode ser usado para acionar a válvula e, assim, controlar o cilindro. Outros modelos também podem ser administrados por um sistema mecânico ou elétrico fixo ou por um operador humano.

A estrutura básica de um atuador

Um atuador normalmente consiste nos seguintes componentes:

• Fonte de energia: Fornece a entrada de energia necessária para operar o atuador. Em aplicações industriais, a energia é frequentemente elétrica ou fluida.
• Conversor de energia: Fornece energia da fonte para o atuador com base nas medições específicas definidas pelo controlador. Exemplos de conversores de energia em sistemas industriais incluem inversores elétricos e válvulas proporcionais hidráulicas.
• Atuador: Transforma a energia fornecida na força mecânica desejada.
• Carga mecânica: O sistema mecânico que está sendo acionado pelo atuador.
• Controlador: Garante que o sistema opere suavemente e esteja alinhado com os pontos de ajuste e quantidades de entrada necessárias decididas por um operador.

Tipos comuns de atuadores usados em aplicações industriais

Atuadores pneumáticos

Atuadores pneumáticos são conhecidos por sua confiabilidade, eficiência e fonte segura de controle de movimento. Eles convertem a energia do ar comprimido ou gás pressurizado em movimento mecânico. Como não dependem de ignição ou eletricidade, atuadores pneumáticos são ideais para aplicações onde combustão e faíscas não podem ser toleradas.

Atuadores hidráulicos

Este tipo de atuador converte energia hidráulica em função mecânica útil. Eles são robustos e ideais para aplicações de alta força. Equipamentos pesados como guinchos, escavadeiras e acionamentos de guindastes dependem de atuadores hidráulicos para funcionar.

Atuadores elétricos

Atuadores elétricos usam um motor elétrico e redução de engrenagens para produzir torque mecânico ou movimento linear. São usados principalmente em aplicações que requerem fixação e maior precisão.

Os perigos de um atuador disfuncional

Saída ruim

Em plantas de manufatura, falhas inesperadas de atuadores podem interromper linhas de montagem e levar à criação de produtos defeituosos. Além do tempo e recursos desperdiçados, produtos defeituosos podem manchar a reputação de uma empresa e resultar em perdas de vários bilhões de dólares.

Danos a outros equipamentos em sua aplicação

Um atuador desalinhado pode causar danos a outros componentes e equipamentos incluídos no processo de automação, diminuindo a eficiência operacional. Equipamentos danificados também podem estar usando níveis crescentes de combustível e eletricidade a cada dia, o que pode resultar em custos mais altos.

Falha total do atuador

Um atuador pode ser relativamente pequeno, mas desempenha um papel fundamental em funções essenciais como fechar válvulas e proteger fluxos de processo onde a falha não é uma opção.

Quando um atuador falha, pode resultar em explosão catastrófica, vazamento, liberação química, danos à propriedade, perda de energia, contaminação ambiental, ferimentos ou até perda de vidas. Atuadores acionam desligamentos imediatos que podem resultar em tempo de inatividade de produção caro.

Desligamento total da planta

Uma planta de manufatura depende de seu equipamento operacional para atender às demandas dos clientes e gerar lucro. Quando os atuadores começam a quebrar, os cronogramas de produção são interrompidos, o que pode levar a tempo de inatividade significativo e impactar negativamente seu resultado final.

Sinais que indicam um atuador defeituoso ou em falha

• Não tem mais força suficiente
• Ruídos altos, como chiados ou batidas
• Comportamento brusco ou errático — Estrangulamento errático pode ser resultado de um problema de vedação, fornecimento de ar flutuante ou sinal pneumático ou eletrônico instável.
• Falha em retrair ou estender completamente — Causas comuns incluem vazamentos de ar que podem causar pressão de ar de suprimento insuficiente para o atuador e chaves de fim de curso fora de ajuste adequado, que podem fazer o atuador parar o movimento antes de abrir ou fechar. Em alguns casos, isso também pode ser resultado de paradas de curso não definidas corretamente ou acoplamento incorreto entre a haste da válvula e o atuador.

Otimize seus processos com atuadores de ponta

Atuadores tornam a automação industrial suave e fácil, permitindo o movimento, controle e posicionamento contínuos de um sistema ou mecanismo.

Um atuador bem projetado e mantido pode durar décadas. A maioria dos atuadores pode ser facilmente reparada por manutenção preventiva uma vez que um problema é detectado. Seja você precisando de um novo atuador ou precisando reparar um antigo, a JHFoster pode ajudar. Temos orgulho em equipar instalações industriais com atuadores duráveis e poderosos para várias aplicações.

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