Mudança de Hidráulico para Atuadores Elétricos: Considerações Principais

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

Tanto cilindros hidráulicos quanto atuadores elétricos fornecem muitos benefícios para muitas aplicações de movimento linear. Hidráulicos oferecem alta força a custos acessíveis, enquanto atuadores elétricos ostentam as mesmas capacidades 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 parâmetros-chave envolvidos e seus benefícios potenciais.

Parâmetros-Chave a Considerar

Vários parâmetros-chave a considerar ao converter de um sistema hidráulico para um atuador elétrico. Estes incluem:

Força

Cilindros hidráulicos são projetados para ter altas pressões de operação. Um cilindro hidráulico de 3 polegadas rodando a 2.200 psi pode fornecer cerca de 15.000 libras de força (lbf). Enquanto isso, atuadores elétricos alimentados por fusos de rolos são capazes de entregar 50.000 lbf.

Atuadores elétricos tendem a ser mais atraentes porque podem gerar força instantaneamente, enquanto sistemas hidráulicos precisam de tempo para acumular.

Controle de Movimento

Atuadores elétricos oferecem controle muito mais preciso que cilindros hidráulicos. Isso ocorre porque motores elétricos podem ser controlados rápida e facilmente com dispositivos de feedback, como encoders. Atuadores elétricos também fornecem posicionamento infinito, o que significa que podem parar em qualquer ponto ao longo de seu curso.

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

Tolerância de Temperatura

Atuadores elétricos podem operar em uma faixa de temperaturas muito mais ampla que cilindros hidráulicos. Isso ocorre porque motores elétricos são mais tolerantes a temperaturas extremas. Por outro lado, fluidos hidráulicos podem se degradar em altas temperaturas, o que pode causar danos ao sistema.

Coleta de Dados

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

Riscos Ambientais

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

Custos do Ciclo de Vida

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

Convertendo de Hidráulico para Elétrico

Existem 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, ventilação e refrigeradores.

O primeiro passo para converter de hidráulico para elétrico é abster-se de dimensionar para potência de fluido. Engenheiros precisam ter em mente que a maioria dos cilindros alimentados por fluido são frequentemente dimensionados duas ou três vezes maiores que o necessário.

Depender de potência de fluido para o tamanho pode fazer a saída de força de um cilindro hidráulico superdimensionado parecer maior do que o que a aplicação especifica. Isso porque à medida que o cilindro fica maior, sua capacidade de força aumenta.

Isso cria dois problemas específicos:

• Primeiro, faz os requisitos de força da aplicação parecerem mais altos do que o que um atuador elétrico pode fornecer.

• Segundo, atuadores elétricos podem ter um preço de compra mais alto que cilindros hidráulicos e superdimensionamento frequentemente leva a custos inacessíveis.

Requisitos Reais de Força

Antes de olhar para um atuador elétrico, engenheiros devem estar claros sobre os requisitos reais de força para a aplicação. Uma série de testes deve ser conduzida na aplicação para fazer isso.

Estes testes ajudarão a identificar a saída de força requerida pelo atuador e são um passo crítico na escolha de um atuador elétrico. O teste deve incluir uma faixa completa de movimento em diferentes velocidades e sob várias cargas.

1. Determinar Força de Pico

Após conduzir a série de testes, engenheiros entenderão claramente a força requerida pela aplicação e poderão determinar a força de pico.

A força de pico é a força máxima requerida pela aplicação. Determinar este fator pode ser feito medindo a pressão no sistema hidráulico até que o cilindro mal consiga 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 sobre o ciclo completo 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 força. É frequentemente usado em aplicações onde força precisa ser medida com precisão, como uma balança de peso.

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

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

Abrace os Benefícios da Conversão para Atuadores Elétricos

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

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

Desde que você mantenha estes 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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