Especificando um atuador linear: 3 fatores principais

Sep 19, 2023

17 de novembro de 2021 por Mark Allinson Deixe um comentário

Por Japh Humphries, gerente comercial e de vendas do Reino Unido, Matara Reino Unido

Os sistemas de movimento linear são críticos para os negócios em uma ampla gama de indústrias, desde fábricas de processamento de alimentos até fabricantes de semicondutores e produtores de embalagens, para citar apenas alguns.

Na verdade, praticamente em qualquer lugar que exija que as cargas sejam movidas de forma econômica em linha reta, com segurança e precisão.

Esses sistemas melhoraram a automação e, ao mesmo tempo, reduziram os custos de produção, tornando-os inestimáveis.

Os atuadores lineares estão no centro de um sistema de movimento linear, combinando guias lineares e componentes de transmissão de energia em uma única unidade.

Embora os construtores de máquinas possam optar por projetar e produzir esses elementos internamente, a maioria opta por atuadores lineares "prontos" prontos para uso, uma vez que reduz os custos gerais de design e fabricação da máquina e, por apresentarem uma construção otimizada e testada em aplicações , são altamente confiáveis, precisos e fornecem repetibilidade; todos os quais são essenciais para máquinas de produção e sistemas de automação.

Embora seja importante considerar todos os componentes de um sistema de movimento linear separadamente e como um todo, é fundamental escolher o atuador linear correto – acionado por correia, acionado por fuso de esferas ou tipo haste elétrica. Há uma série de fatores que devem ser levados em consideração, mas três estão de cabeça e ombros acima do resto e irão 'fazer ou quebrar' um sistema.

Fator Chave 1: Velocidade

A velocidade do processo em mãos afetará a longevidade e a eficiência do atuador.

Um atuador linear de parafuso esférico normalmente funcionará em torno de 0,35 a 1,5 m/s em comprimentos de curso abaixo de um metro, embora velocidades mais altas e comprimentos mais longos possam ser alcançados adicionando suportes à montagem.

No entanto, isso só o levará até onde um atuador de parafuso de esfera pode ser suscetível a "chicote de parafuso" em altas velocidades, onde o parafuso vibra e se curva conforme gira. Com o tempo, isso pode afetar negativamente o desempenho do atuador, levando a desgaste prematuro e encurtando sua vida útil.

Embora não haja um ponto de corte universal no qual um atuador linear de fuso de esferas não seja mais uma opção - depende muito de uma série de fatores, incluindo as dimensões e o material do parafuso e o uso e ambiente dos atuadores - se você deseja atingir velocidades mais altas, até 3 m/s, então um atuador de correia deve ser considerado.

Os atuadores de correia funcionam melhor em velocidades mais altas e também em aplicações que requerem um curso longo. O que nos leva ao nosso próximo fator-chave.

Fator chave 2: comprimento do curso

O comprimento do curso refere-se à distância que o atuador de trilho linear é necessário para mover uma carga em uma direção.

Atuadores lineares de parafuso de esfera são geralmente projetados em torno de 1.000 mm de comprimento de curso, embora comprimentos menores e maiores possam ser acomodados, por exemplo, usando esferas de diâmetros diferentes.

No entanto, nunca recomendamos um atuador de parafuso esférico para comprimentos de curso acima de 54.000 mm. Para comprimentos de curso mais longos, os atuadores acionados por correia são uma opção melhor. Na Matara, podemos fabricar atuadores lineares de 100 mm a 6.700 mm de curso.

Uma das considerações mais importantes quando se olha para o comprimento do curso, e que muitas vezes passa despercebida, é o curso de segurança.

O curso de segurança é uma tolerância que oferece espaço para o atuador parar por inércia se for necessária uma parada de emergência do sistema. Isso evita que a mesa de rolamento (e a carga) bata nas extremidades do atuador, o que pode causar danos.

Mesmo que as paradas de emergência sejam raras em seu processo específico, ainda é uma boa prática considerar um curso de segurança, pois os atuadores lineares não são projetados para serem executados constantemente em uma parada brusca, pois isso pode causar desgaste no funcionamento interno do atuador ao longo do tempo.

Para calcular o curso de segurança, para atuadores acionados por correia, especifique uma distância igual a duas voltas do motor em cada extremidade do atuador (ou quatro voltas no total). Para atuadores de fuso de esferas, baseie-o no dobro do passo do fuso de esferas. Outros fatores podem ter que ser levados em consideração, mas esse cálculo é um bom ponto de partida.