Atuadores elétricos x pneumáticos

Nov 28, 2023

Dois compressores menores geralmente são mais baratos de operar do que uma unidade maior. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

Os atuadores pneumáticos e elétricos são tão diferentes que um não pode substituir o outro. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

Este cilindro pneumático está disponível com um bloqueio de haste opcional, que permite o bloqueio mecânico da haste do pistão em qualquer posição ao longo do curso. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

A pneumática é mais econômica quando a escala de implantação corresponde à capacidade do compressor. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

Os atuadores pneumáticos fornecem alta força e velocidade a um baixo custo unitário em um espaço pequeno. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

Ao calcular o custo operacional dos dispositivos pneumáticos, os engenheiros devem considerar a potência e a eficiência do compressor, as horas anuais de operação e o custo da eletricidade. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

Os atuadores elétricos são mais econômicos quando implantados em escala moderada em processos onde suas vantagens de desempenho podem ser um benefício e quando os componentes eletrônicos são separados do atuador. Foto cedida pela Bimba Manufacturing Co.

Você está pensando em substituir um compressor e 200 cilindros pneumáticos por atuadores elétricos para economizar dinheiro em ar comprimido? Ou talvez você esteja pensando em construir uma nova máquina com sistema pneumático porque 30 atuadores elétricos custam incríveis US$ 34.000.

De qualquer forma, você pode estar tomando a decisão errada e desperdiçando dezenas de milhares de dólares anualmente. A escolha de atuadores pneumáticos ou elétricos envolve uma avaliação de desempenho, custos de componentes, custos do sistema e ganhos de produtividade. As duas tecnologias são tão diferentes que uma não pode substituir a outra. Cada um tem vantagens e desvantagens inerentes.

Os atuadores pneumáticos fornecem alta força e velocidade a um baixo custo unitário em um espaço pequeno. A força e a velocidade são facilmente ajustáveis ​​e independentes uma da outra. A aplicação pneumática típica emprega cilindros superdimensionados como fator de segurança. Isso é comum porque os cilindros pneumáticos são baratos e aumentar para o próximo diâmetro maior é viável e prático. Os preços dos cilindros do tipo haste não reparáveis ​​variam de US$ 15 a US$ 250, dependendo do diâmetro do corpo, curso e opções. Os cilindros pneumáticos fornecem mais força e velocidade por tamanho de unidade do que qualquer outra tecnologia, exceto a hidráulica.

A pneumática é mais econômica quando a escala de implantação corresponde à capacidade do compressor. Compressores pequenos são eficientes e econômicos quando usados ​​para alimentar um pequeno número de dispositivos pneumáticos. Grandes compressores são eficientes e econômicos ao alimentar um grande número de dispositivos pneumáticos. A capacidade não utilizada do compressor é cara. O tempo que um compressor fica ocioso sem carga também é caro.

Embora os custos dos componentes pneumáticos sejam baixos, os custos operacionais e de manutenção podem ser altos, especialmente se não houver um esforço sério para quantificar e minimizar esses custos. Os custos operacionais e de manutenção incluem cilindros de substituição, instalação e manutenção da linha de ar e eletricidade para o compressor. De acordo com o Departamento de Energia, 24% do custo anual do ar comprimido se deve à manutenção, equipamento e instalação, enquanto 76% se deve diretamente ao custo da eletricidade do compressor.

Normalmente, a eficiência do compressor é menor quando o compressor está parcialmente carregado. Além disso, se durante a semana de trabalho os compressores forem deixados sem carga, uma quantidade substancial de eletricidade será desperdiçada. O desperdício é aumentado pela manutenção inadequada (vazamentos de ar) e uso não essencial do compressor. Compressores e cilindros superdimensionados, comuns hoje em dia, são caros para operar.

A determinação do custo operacional por dispositivo pneumático implantado em uma instalação pode abrir os olhos, especialmente se os cálculos de custos não forem feitos por um tempo e a escala das operações encolher. Se houver 500 dispositivos pneumáticos usando um compressor, o custo por dispositivo pode ser em média de $ 100 por ano, mas se houver apenas 50 dispositivos, o custo por dispositivo aumentará dez vezes para $ 1.000.