Atuadores Elétricos: Uma Visão Geral Completa

Um dos principais componentes que tornam a automação possível são os atuadores elétricos. Estes dispositivos mecânicos convertem eletricidade em energia cinética usando movimento rotativo ou linear.

Os atuadores elétricos funcionam como outros tipos de atuadores. A única diferença é que utilizam eletricidade como entrada. A eletricidade alimenta um motor, acionando componentes específicos em movimento. A saída final é energia mecânica.

Estes componentes alimentam um atuador linear elétrico funcional:

• Fonte de Alimentação – pode ser tensão CA ou CC
• Controlador – garante que o sistema execute as funções necessárias enviando sinais para o drive
• Drive – recebe sinais do controlador e fornece a corrente e tensão corretas ao motor para realizar movimentos precisos
• Motor – recebe energia elétrica do drive e produz potência mecânica, geralmente rotacionando um eixo
• Atuador – o componente que se move fisicamente (ver tipos abaixo)

Tipos de Atuadores Elétricos

Atuador Estilo Haste

Atuadores estilo haste produzem movimento retraindo e estendendo uma haste da carcaça. Com atuadores estilo haste, a carga se move de duas formas:

• A carga se move por estar presa à haste
• A carga é empurrada ou puxada pela haste

Este tipo de atuador elétrico é perfeito para inserção e prensagem. Também são a escolha ideal para mover cargas que exigem posicionamento ponta a ponta, altas velocidades e alta força.

Uma vantagem primária dos atuadores estilo haste é sua carcaça fechada. Ela impede que líquidos e outros contaminantes entrem na abertura da haste. É por isso que a maioria dos atuadores estilo haste geralmente possui altas classificações IP contra água e outros líquidos.

Atuadores estilo haste são encontrados em vários campos como mesas e camas automatizadas em centros de cuidados modernos. Também são usados na indústria automotiva para abrir portas de carros, proteções e capôs.

Atuador Sem Haste

A principal diferença entre atuadores sem haste e estilo haste é como transportam a carga. Enquanto atuadores estilo haste empurram ou puxam uma carga usando uma haste, atuadores sem haste a transportam usando uma correia ou um fuso. Este método dá ao atuador sem haste as seguintes vantagens:

• Suporte para altas cargas e forças de momento
• Menor ocupação de espaço para curso semelhante
• Elimina o risco de flexão e flambagem da haste

Seu design geral de ter um pistão padrão que se estende totalmente fora de seu comprimento retrátil permite fornecer resultados excepcionais não possíveis com um atuador estilo haste. Este design torna os atuadores sem haste perfeitos para embalagem, corte, montagem e fabricação eletrônica.

Atuadores Lineares Pneumáticos vs. Elétricos

Atuadores Lineares Pneumáticos

A principal diferença entre atuadores pneumáticos e elétricos é o tipo de fonte. Atuadores lineares pneumáticos utilizam gás comprimido. O gás é bombeado para uma extremidade do cilindro e depois expelido na extremidade oposta. Esta ação empurra um pistão para frente, que então aciona a carga.

Atuadores lineares pneumáticos são atuadores estilo haste com uma haste interna que se estende para fora das carcaças (cilindros) para mover a carga para frente. Para este tipo de atuador, o furo e a haste são redondos.

Este atuador linear é encontrado principalmente em ambientes industriais, frequentemente em sistemas e máquinas automatizados. Geralmente faz parte de manufatura, paletização, manuseio de materiais, alimentos e bebidas, e embalagem.

Atuadores Lineares Elétricos

Atuadores lineares elétricos dependem de eletricidade, com motores atuando como sua fonte. Diferente dos atuadores lineares pneumáticos, eles não têm pistão e usam um fuso ou uma correia. Atuadores elétricos tendem a ser mais caros que a maioria dos outros tipos, mas são projetados para serem muito menos custosos para operar.

Atuadores elétricos são usados sozinhos ou combinados para realizar múltiplas tarefas em sequência, como alcançar, levantar, rotacionar e inclinar. Eles também fornecem controle de posição de alta velocidade, preciso e repetível, gerando uma força entre 2.000 e 4.000.

Atuadores lineares elétricos são uma boa escolha para sistemas automatizados, fabricação de semicondutores, dispositivos médicos e processamento de alimentos e bebidas.

Montagens Comuns de Atuadores

Escolher o tipo de montagem correto pode afetar a forma como um atuador linear performa. A seguir estão os tipos de montagem mais comuns usados por atuadores lineares.

Montagem Clevis

Uma montagem popular para atuadores lineares elétricos usa um clevis e um pino de montagem. Não há suportes ou qualquer outro tipo de suporte para impedir o movimento. Isso permite que o atuador pivote de ambos os lados.

Montagem Trunnion

Este tipo de montagem usa um bloco de montagem personalizado colocado na frente ou na traseira do atuador. Esta técnica de montagem permite que o corpo e o cilindro se movam. Montagens trunnion são frequentemente usadas em acessórios de ATV ou UTV.

Montagem com Mancal de Extremidade de Haste

Mancais de extremidade de haste são chamados de juntas universais. Um inserto de esferas permite que uma haste ou um parafuso passe através dele para ser desalinhado em grau limitado. Geralmente é um ângulo diferente de 90 graus. Este tipo de montagem é encontrado em abridores de janelas e colunas de direção em automóveis.

Montagem Carriage

Montagens carriage para atuadores sem haste têm corpo fixo e carro deslizante. São mais úteis para aplicações que exigem alta força, guiamento de carga e velocidade baixa a moderada. Também vêm com controle manual e fonte de alimentação.

Aplicações Reais para Atuadores Elétricos

Aqui estão alguns exemplos de usos reais de atuadores elétricos.

• Fabricação de Alimentos e Bebidas: Atuadores elétricos são silenciosos e limpos. Alguns são resistentes à corrosão e têm design suave com poucas ou nenhuma fenda onde sujeira ou bactérias podem se acumular. Isso torna os atuadores elétricos perfeitos para indústrias sensíveis como fabricação de alimentos, bebidas e médica.
• Robótica: A indústria de automação depende de atuadores elétricos. Atuadores permitem que sistemas automatizados mantenham qualidade e precisão de produção. Isso porque atuadores elétricos podem controlar e repetir movimentos precisos.
• Operação de Válvulas: Plantas de processamento que incorporam válvulas para gerenciar o fluxo de matérias-primas dependem de atuadores elétricos devido à sua capacidade de fornecer ações e controle exatos.
• Máquinas Pesadas: Embora equipamentos pesados frequentemente usem hidráulica, máquinas com contato direto com alimentos, bebidas, dispositivos médicos e semicondutores dependem de atuadores elétricos. Eles não dependem de fluidos para iniciar movimento e usam energia elétrica como fonte.

Atuadores Elétricos: Uma Peça Vital de Tecnologia

Atuadores elétricos são peças incríveis de tecnologia que ajudam a alimentar muitas indústrias que tornam nossas vidas diárias possíveis. Sua simples capacidade de converter energia elétrica em energia cinética permitiu que desempenhassem um papel crítico no mundo moderno.

Por exemplo, atuadores elétricos garantem que dispositivos como um braço robótico de manufatura possam se mover rápida e precisamente. Estes atuadores ajudam os sistemas de controle do motor do seu carro regulando abas de ar que gerenciam a combustão de combustível.

Sejam sem haste ou estilo haste por design, os usos de atuadores elétricos são virtualmente ilimitados. Também vale notar que sua qualidade, o ambiente de trabalho e o tipo de montagem usado podem afetar como os atuadores elétricos funcionam.

Escolher atuadores e máquinas de alta qualidade, durabilidade e eficiência geral é crucial. A John Henry Foster é uma distribuidora líder de sistemas automatizados e robótica. Se você procura máquinas automatizadas usando atuadores elétricos eficazes e de alta qualidade, entre em contato conosco. Nossa equipe pode responder suas perguntas e fornecer um orçamento.