Método para calcular cargas de momento em atuadores lineares

Jul 08, 2023

Com o equipamento real, existem vários tipos de condições de equipamento e condições de condução para atuadores e cilindros elétricos e, portanto, é muito difícil explicar todas as condições de operação.

Contribuição de | Orientalmotor

Um atuador linear elétrico é um produto combinado que consiste em um mecanismo linear e um motor elétrico e, quando pré-montado, oferece um design mais fácil, menor tempo de instalação e alta qualidade.

Enquanto o atuador está operando, as cargas momentâneas ocorrem não apenas devido à gravidade, mas também devido à aceleração e desaceleração da carga. Como as cargas de momento podem danificar os atuadores, é fundamental confirmar se estão dentro das especificações. No entanto, calcular cargas de momento em atuadores lineares pode ser complicado e demorado.

Este artigo descreve um método para calcular as cargas de momento de maneira simples e facilita a seleção do atuador.

Ao combinar um motor com componentes mecânicos lineares, os atuadores lineares elétricos beneficiam os engenheiros de projeto ao reduzir o tempo para projetar, instalar e ajustar o equipamento (consulte a Figura 1).

Quando atuadores lineares elétricos estão em operação, cargas de momento ocorrem devido à gravidade aplicada à carga e à aceleração da carga. Como as cargas de momento têm grande influência na vida útil dos atuadores, é essencial certificar-se de que estejam dentro das especificações do atuador. No entanto, calcular cargas de momento de atuadores lineares elétricos pode ser complicado e demorado, porque as direções e movimentos de instalação são normalmente considerados para atuadores lineares.

A Figura 2 mostra o fluxo de seleção do atuador linear. Primeiro, verifique o tamanho e a massa transportável de um atuador linear. Em seguida, verifique o tempo de posicionamento para determinar as condições de operação que atendem ao tempo de posicionamento necessário. Por fim, verifique se o momento aplicado ao atuador está dentro da faixa permitida.

Usando a série EAS como exemplo, a estrutura do atuador linear elétrico é mostrada na Figura 3. Além disso, a Figura 4 mostra sua estrutura em seção transversal.

A carga aplicada a uma mesa e as cargas de momento são todas suportadas por uma guia linear que consiste em um trilho guia e um bloco guia. Essas cargas influenciam a vida útil da guia linear e, portanto, são importantes a serem consideradas durante o processo de seleção.

O momento aplicado a um atuador linear elétrico é explicado na próxima seção.

Conforme mostrado na Figura 5, quando o centro de gravidade da carga transportada é suspenso do centro da mesa do atuador linear elétrico, o momento é aplicado a partir do centro da mesa como ponto de apoio. O momento aplicado a um atuador linear elétrico pode ser obtido a partir da seguinte fórmula.

Deste ponto em diante, a aceleração gravitacional é considerada 9,807m/s2 neste artigo.

Existem três direções diferentes de momentos aplicadas ao atuador linear elétrico: direção de inclinação, direção de guinada e direção de rolamento (consulte a Figura 6). Os pontos de suporte de momento estão na face inferior (superfície de instalação) do atuador linear e no centro da mesa.

As direções dos momentos aplicados aos atuadores lineares elétricos podem mudar dependendo da condição de instalação da carga e da direção de instalação do próprio atuador. A Figura 7 mostra como a direção de um momento muda quando a direção de instalação de um atuador é alterada sob a mesma condição de instalação da carga.

O momento aplicado ao atuador linear parado é chamado de momento estático. O valor admissível do momento estático de um atuador linear é chamado de momento estático admissível e é determinado pelos fatores de resistência mecânica de uma guia linear e mesa. Quando uma força externa é aplicada enquanto o atuador linear está parado, é necessário verificar se o momento estático está dentro da faixa permitida em cada direção.