Attuatori lineari 101 - Tutto ciò che devi sapere sugli attuatori lineari

Video dell'attuatore Microattuatori Utilizzo nel mondo reale Velocità dell'attuatore Attuatori di sincronizzazione

Attuatore lineare interno Firgelli

Tutto quello che devi sapere sugli attuatori lineari

Questo articolo ti fornirà una comprensione di base di come attuatori lavoro e la terminologia utilizzata per descriverlo. Una volta comprese le nozioni di base, sarà molto più semplice per te selezionare la tua elettrica attuatore lineare

Cos'è un attuatore?

cos'è un attuatore

UN attuatore è un dispositivo che richiede un ingresso di fonte di energia e un ingresso di segnale esterno. Questi input creano un output solitamente sotto forma di movimento che può essere rotatorio o lineare. Ai fini di questo articolo ci concentriamo sugli attuatori che creano movimento lineare, tuttavia abbiamo creato un articolo molto più dettagliato che si concentra specificamente sugli attuatori in generale, per vederlo vai qui "Attuatori"

Per aiutarti ulteriormente abbiamo creato un articolo chiamato "Non acquistare un attuatore lineare finché non hai letto questi cinque passaggi.” Questo può aiutarti a evitare le numerose insidie ​​​​dell'acquisto di un attuatore lineare elettrico online.

cosa c'è dentro un attuatore

Abbiamo anche creato un calcolatore che può essere utilizzato per calcolare il tipo di attuatore lineare di cui potresti aver bisogno per un'applicazione specifica. Basta inserire alcuni dettagli di base nella calcolatrice e i risultati verranno visualizzati. Fare clic qui per il calcolatore dell'attuatore lineare

Dimostrazione video di un attuatore

Cos'è un attuatore lineare?

Un elettrico attuatore lineare è un dispositivo che converte il movimento rotatorio di un motore CA o CC in movimento lineare. Può fornire sia movimenti di spinta che di trazione.

Questo movimento consente di sollevare, rilasciare, far scorrere, regolare, inclinare, spingere o tirare oggetti con la semplice pressione di un pulsante. Considera tutte le possibilità con un prodotto che può fare tutto questo lavoro per te con il semplice tocco di un pulsante! e per renderlo ancora più attraente, questi attuatori elettrici sono incredibilmente facili e sicuri da installare e configurare. Oggi ci sono centinaia di milioni di attuatori utilizzati nel mondo per svolgere molti compiti diversi. Diciamo sempre che un attuatore lineare è ideale per applicazioni 3D sporche, noiose o pericolose. Tuttavia, con il progresso della domotica, ora li troviamo ampiamente utilizzati in casa e in ufficio per eseguire attività innovative come il sollevamento di TV e proiettori, sollevamenti per scrivanie, sollevamento di altoparlanti e anche sollevamenti per elettrodomestici da cucina.

Inoltre, gli attuatori lineari consentono all'operatore di avere il pieno controllo sul controllo del movimento sicuro e accurato che forniscono. Sono efficienti dal punto di vista energetico e hanno una lunga durata con poca o nessuna manutenzione.

L'installazione di un attuatore lineare elettrico è molto semplice rispetto ai sistemi idraulici o pneumatici. Inoltre occupano molto meno spazio e sono significativamente più economici degli attuatori idraulici e pneumatici poiché non hanno pompe o tubi flessibili.

Un attuatore lineare elettrico è costituito da un motore CC o CA, una serie di ingranaggi e una vite con dado di comando che spinge dentro e fuori l'albero dell'asta principale. Questo è in sostanza ciò in cui consistono tutti gli attuatori lineari. Tutto ciò che cambia da attuatore ad attuatore è la dimensione del motore, gli ingranaggi e la vite di comando. Alcuni altri componenti elettronici aiutano a determinare la quantità di commutazione del limite di corsa e le opzioni di feedback posizionale, ma fondamentalmente un attuatore non è altro che un motore, alcuni ingranaggi e una vite di comando.

Cos'è una colonna di sollevamento?

Sollevamento a colonna Firgelli Attuatore

 

Le colonne di sollevamento sono un'altra forma di attuatore lineare. In genere, forniscono una corsa più lunga perché hanno più fasi. Ciò consente loro di espandersi e contrarsi per una lunghezza maggiore rispetto a quando sono completamente chiusi. Un altro modo di dirlo è che a ascensore a colonna è un attuatore all'interno di un attuatore.

Un altro vantaggio del sollevatore a colonna è che la guida lineare è integrata nella struttura dell'attuatore e non necessita di aggiunte esterne. Gli attuatori lineari di solito non sopportano bene il carico laterale (ne parleremo più avanti). I sollevatori a colonna hanno il sistema di guida integrato ed è per questo che sono migliori per alcune applicazioni rispetto ad altre.

Cos'è un micro attuatore lineare

Attuatore interno 2

Microattuatori lineari o i mini attuatori lineari vengono utilizzati in applicazioni in cui lo spazio è limitato o la corsa dell'attuatore richiesta è ridotta. Forse hai bisogno di spostare qualcosa di piccolo o non molto lontano, quindi un micro attuatore lineare sarebbe l'ideale per tale applicazione. In genere, le corse dei microattuatori vanno da 10 mm a 100 mm e sono di dimensioni molto compatte. Uno degli svantaggi di un micro attuatore lineare è che le forze tendono ad essere minori a causa dei motori più piccoli che le azionano

I vantaggi degli attuatori lineari elettrici rispetto ai sistemi idraulici

Gli attuatori lineari elettrici sono la soluzione perfetta quando è necessario un movimento semplice, sicuro e pulito con un controllo del movimento accurato e fluido. È possibile scegliere sistemi di attuatori per regolazioni, inclinazione, spinta, trazione e sollevamento con forze piuttosto elevate.

Un sistema idraulico è capace di forze immense, ma tali sistemi richiedono pompe ad alta pressione, valvole e tubazioni ad alta pressione e un serbatoio per contenere tutto il fluido idraulico. Quindi, se hai molto spazio e il denaro non è un problema, allora l'idraulica potrebbe essere la strada da percorrere.

L'attuatore idraulico utilizza il fluido per spingere un pistone avanti e indietro, mentre un attuatore lineare elettrico utilizza un motore CA o CC per azionare una vite di comando. La vite di comando è dotata di un dado che scorre su e giù per la vite di comando, convertendo il movimento rotatorio in movimento lineare.

Ci sono degli svantaggi nell’utilizzo dell’idraulica dal punto di vista operativo. Il principale è il controllo. Hai pochissimo controllo di precisione quando si tratta di questi sistemi.

Un attuatore lineare elettrico ha una lunga durata con poca o nessuna manutenzione. Ciò garantisce un costo operativo totale molto basso rispetto ad altri sistemi.

I sistemi con attuatori elettrici sono silenziosi, puliti, non tossici ed efficienti dal punto di vista energetico. Soddisfano le sempre crescenti esigenze e legislazioni in materia di apparecchiature rispettose dell'ambiente.

Quali sono alcuni esempi reali di ciò che può fare un attuatore lineare?

Gli attuatori lineari muovono le cose e abbiamo visto migliaia di applicazioni nel corso degli anni.

Alcuni esempi di applicazioni pratiche di automazione sono:

  • Portelli motorizzati
  • Sollevatori per elettrodomestici da cucina
  • Controllo dell'acceleratore
  • Portelli del motore marino
  • Gradini estraibili
  • Regolatori spazzaneve
  • Tramogge
  • Porte nascoste
  • Pannelli solari
  • Porte scorrevoli
  • Trattamenti per finestre scorrevoli
  • Implementazioni agricole
  • Animatronica e robotica

Le applicazioni industriali includono:

  • Controllo serrande e postazioni di lavoro regolabili in altezza
  • Domotica come spostamento di televisori o proiettori

Qual è la differenza tra carico statico e carico dinamico?

Nelle nostre schede tecniche potresti vedere sia il carico statico che quello dinamico. Il carico dinamico, o di sollevamento, è la forza che verrà applicata all'attuatore lineare mentre è in movimento. Il carico statico, a volte chiamato carico di tenuta, è la forza che verrà applicata all'attuatore lineare quando non è in movimento. Il carico dinamico è ciò di cui hai bisogno per spostare qualcosa e il carico statico è ciò di cui hai bisogno per mantenere quel qualcosa in posizione.

In quale direzione possono essere applicati i carichi agli attuatori lineari?

Gli attuatori lineari possono essere utilizzati in applicazioni di tensione, compressione o combinazioni. La chiamiamo forza di spinta o di trazione. Dovrebbero essere evitati il ​​sideloading o il crossloading. In una situazione in cui non è possibile evitare il carico laterale, suggeriamo ai clienti di utilizzare guide di scorrimento lineari o guide dei cassetti nel loro sistema. La guida di scorrimento può gestire un carico laterale molto maggiore rispetto all'attuatore. Riducendo il carico laterale, l'attuatore lineare può eseguire la massima forza di spinta e trazione.

È consentito il carico laterale sugli attuatori lineari?

Il carico laterale, o carico radiale, è una forza applicata perpendicolarmente alla linea centrale dell'attuatore lineare. Il carico eccentrico è qualsiasi forza il cui centro di gravità non agisce attraverso l'asse longitudinale dell'attuatore. Sia il carico laterale che quello eccentrico dovrebbero essere sempre evitati poiché possono causare inceppamenti e ridurre la durata dell'attuatore lineare. Tuttavia, se usi a guida del cassetto nell'applicazione ciò avrà un notevole impatto sulla quantità di carico che può essere applicata. Posizionando l'oggetto che ti stai muovendo su a guida del cassetto consente che il peso sia sostenuto dalla slitta anziché dall'attuatore. Un'altra opzione quando hai a che fare con il caricamento laterale è usare a attuatore del binario.

Gli attuatori lineari sono dotati di finecorsa?

Interruttori di finecorsa dell'attuatore

La maggior parte degli attuatori lineari sono dotati di finecorsa integrati. Il tipo di finecorsa disponibile varia a seconda della gamma di prodotti. Questi includono elettromeccanici, prossimità magnetica e camma rotante. Gli interruttori di finecorsa sono normalmente preimpostati sugli attuatori per arrestare la corsa dell'attuatore quando raggiunge la massima estensione e la completa retrazione. Lo scopo dell'utilizzo degli interruttori di finecorsa negli attuatori lineari è quello di evitare che l'attuatore si blocchi una volta raggiunto il limite meccanico. Se l'attuatore va in stallo, i motori tentano comunque di continuare a funzionare, con il risultato che alla fine il motore si brucia. Questo è il motivo per cui gli attuatori in genere dispongono di interruttori di finecorsa integrati, per interrompere l'alimentazione elettrica al motore una volta raggiunto la fine della corsa. L'inversione della polarità consente quindi all'attuatore di cambiare direzione.

Gli interruttori di finecorsa sono importanti perché impediscono all'attuatore di bruciarsi e di mandare in stallo il motore quando raggiunge la fine della corsa. Il finecorsa interrompe semplicemente l'alimentazione al motore.

Gli interruttori di finecorsa esterni vi offrono la flessibilità di impostare i limiti di corsa nel vostro sistema per adattarli alla vostra particolare applicazione. Il cliente è responsabile della corretta impostazione del finecorsa nell'unità. Se i finecorsa non sono impostati o sono impostati in modo errato, l'unità potrebbe danneggiarsi durante il funzionamento.

Cos'è un attuatore lineare con finecorsa regolabile?

Attuatore lineare con finecorsa regolabile

Gli attuatori con finecorsa incorporati non sono regolabili perché vengono impostati in fabbrica così come sono stati assemblati. Tuttavia Firgelli® hanno sviluppato il primo attuatore con interruttore di finecorsa regolabile esternamente al mondo (in attesa di brevetto) che consente all'utente di regolare l'ultimo pollice di corsa della posizione di arresto dell'attuatore. Abbiamo scritto un articolo separato proprio su questo nuovo intelligente dispositivo qui "Come funziona un attuatore di finecorsa regolabile".   Questo nuovo prodotto semplifica la regolazione della corsa finale della corsa per agevolare il processo di installazione delle applicazioni. Nella maggior parte dei casi è improbabile che l'applicazione richieda una lunghezza di corsa fissa esatta o in alcuni casi potrebbe essere necessario modificare la corsa regolato nel tempo, ed è qui che questo tipo di attuatore lineare sarebbe estremamente utile.  In molti casi l'applicazione richiede che la sua corsa venga regolata nel tempo per tenere conto del restringimento o dell'usura o di un'applicazione nel tempo. Quindi avere un attuatore lineare che ha interruttori di finecorsa regolabili integrati aiuterebbe davvero a mantenere le cose senza intoppi. Il video qui sotto mostra come funziona questo tipo di attuatore.

 

Che tipo di motori utilizzano gli attuatori lineari?

Attuatore lineare interno Firgelli

Gli attuatori lineari sono disponibili con varianti di motore CA o CC. Tuttavia, ciascuna gamma ha tipologie standard preferite. I motori CC sono i più popolari e sono generalmente a 12 volt. I motori a 24 volt vengono utilizzati per applicazioni più industriali o in attuatori ad alta forza dove sono più efficienti.

I motori CA saranno motori monofase da 220-240 V CA, motori trifase da 220-240/380-415 V CA (50/60 Hz) o motori da 24 V CC.

Gli attuatori lineari sono disponibili con velocità diverse?

Il video qui sotto è una rapida introduzione a tutte le funzionalità principali del nostro Premium Attuatori lineari

Gli attuatori lineari sono disponibili in una varietà di velocità lineari e un elenco standard è dettagliato con ciascun prodotto. Per ottenere velocità diverse, la trasmissione sull'attuatore cambierà. Tieni presente che quando si cambiano le marce per influenzare la velocità, verrà modificata anche la forza. Forza e velocità si contrappongono sempre.

Qual è la capacità del ciclo di lavoro di un attuatore lineare?

Ciclo di lavoro la valutazione per un attuatore lineare è generalmente espressa come percentuale di "tempo di attività" (il rapporto tra tempo di attività e tempo totale) o come distanza percorsa in un periodo di tempo. La valutazione del ciclo di lavoro è espressa in modo diverso per i diversi tipi di attuatori. Per una discussione più dettagliata sul ciclo di lavoro, vedere il post sul blog "Che cos'è il ciclo di lavoro in un attuatore lineare?"

Che tipo di montaggio hanno gli attuatori lineari?

Gli attuatori lineari generalmente hanno punti di montaggio chiamati forcelle su ciascuna estremità dell'attuatore per consentire un movimento rotatorio. Ci sono una serie di opzioni. La cerniera femmina è standard, ma in genere ogni attuatore ha la propria standardizzazione staffa di fissaggio che utilizzeresti.

Che tipo di involucri hanno gli attuatori lineari?

Gli attuatori lineari hanno diversi gradi IP. Più basso è il numero, minore è la protezione. Ad esempio, IP54 offre una protezione di base come la polvere e IP66 offre una protezione impermeabile ed è ideale per l'uso esterno. La tabella seguente mostra la classificazione IP di ciascuno di FirgelliGli attuatori lineari di. Abbiamo anche scritto un post sul blog separato proprio sull'argomento Classificazioni IP dell'attuatore lineare qui

Grado IP dell'attuatore

È possibile il back-driving negli attuatori lineari elettromeccanici?

Salvo diversa indicazione, l'azionamento inverso è possibile in tutti gli attuatori lineari elettrici. L'azionamento inverso avviene quando viene applicata una forza maggiore della forza statica, consentendo all'albero dell'attuatore di muoversi senza che venga applicata alcuna potenza. Gli attuatori che utilizzano una vite a ricircolo di sfere sono normalmente dotati di un freno elettrico (tipicamente montato sul motore) per impedire al carico di arretrare l'attuatore.

È possibile che un attuatore lineare subisca un arresto forzato?

Non consigliamo applicazioni che prevedono possibili arresti bruschi poiché ciò potrebbe causare il bloccaggio dell'attuatore. Esempi di inceppamenti includono il superamento della corsa degli interruttori di fine corsa e il bloccaggio del dado e della vite internamente alle estremità estreme della corsa o la guida dell'attuatore contro un oggetto immobile e quindi il grave sovraccarico dell'attuatore.

Quali sono i fattori comuni nel guasto di un attuatore lineare?

Un carico non corretto, un'installazione non corretta, un utilizzo eccessivo e ambienti estremi possono contribuire al guasto prematuro dell'attuatore. Il più popolare in assoluto è il sovraccarico dovuto all'amplificazione della forza.

Se in futuro avrai bisogno di sostituire il tuo attuatore lineare, il nssostituzione dell'attuatore l'articolo sarà di grande aiuto.

È possibile sincronizzare due o più attuatori lineari?

Piccole differenze nella velocità del motore in attuatori identici sono abbastanza normali. Inoltre, un carico diverso dell'attuatore può causare la mancata sincronizzazione delle unità molto facilmente. Pertanto non è possibile garantire che le unità funzionino in sincronia. Per una sincronizzazione esatta si consiglia un sistema di controllo a circuito chiuso. Ciò è possibile utilizzando un attuatore con feedback integrato. I dati di feedback vengono inviati a controllore e il controller calcola quindi come far funzionare insieme gli attuatori indipendentemente dal loro carico o dalle differenze di velocità. Attuatori di feedback includono potenziometri, sensori ottici o sensori Hall. Il nostro articolo sul blog "Ottenere il movimento sincronizzato utilizzando Firgelli Attuatori lineari" fornisce informazioni più dettagliate su questo argomento.

Gli attuatori sono lubrificati a vita?

Gli attuatori lineari sono lubrificati con grasso per le parti interne dell'attuatore, compresi i gruppi cambio e i gruppi vite e dado. Gli attuatori sono lubrificati a vita.

Prova di temperatura

Nel test della temperatura, gli attuatori vengono testati per funzionare a temperature estreme e per resistere a rapidi cambiamenti di temperatura. Nella maggior parte dei casi, i test vengono eseguiti sull'attuatore per resistere al passaggio ripetuto da un ambiente di +100°C a -20°C e mantenere comunque la piena funzionalità.

Funzionalità future per gli attuatori

Funzionalità future per gli attuatori

Con l’avanzare della tecnologia, ci sono diverse funzionalità future che potrebbero essere aggiunte agli attuatori per migliorarli. Alcune potenziali funzionalità future includono:

Sensori intelligenti: gli attuatori potrebbero essere dotati di sensori intelligenti in grado di rilevare cambiamenti nella posizione, pressione o temperatura della sedia. Queste informazioni potrebbero essere utilizzate per regolare il movimento dell'attuatore e fornire un'esperienza più personalizzata e confortevole per l'utente.

Sistemi di controllo avanzati: gli attuatori potrebbero essere integrati con sistemi di controllo avanzati che consentono un controllo del movimento più preciso e flessibile. Questi sistemi di controllo potrebbero includere anche algoritmi di intelligenza artificiale che apprendono le preferenze di movimento dell’utente e regolano di conseguenza il movimento dell’attuatore.

Connettività wireless: gli attuatori potrebbero essere dotati di connettività wireless, consentendo loro di essere controllati da remoto tramite un'app per smartphone o altro dispositivo wireless. Ciò consentirebbe una maggiore comodità e flessibilità nella regolazione della posizione della sedia.

Raccolta di energia: gli attuatori potrebbero essere progettati per raccogliere energia dal movimento della sedia o dal calore corporeo dell'utente, riducendo la necessità di fonti di alimentazione esterne e aumentando la sostenibilità dell'attuatore.

Capacità di autodiagnosi e autoriparazione: gli attuatori potrebbero essere dotati di capacità di autodiagnostica e autoriparazione in grado di rilevare e risolvere automaticamente eventuali problemi o malfunzionamenti, riducendo i tempi di inattività e i costi di manutenzione.

Riduzione del rumore: gli attuatori potrebbero essere progettati con caratteristiche di riduzione del rumore, come materiali fonoassorbenti o tecnologie motoristiche avanzate, per ridurre il rumore prodotto durante il funzionamento e fornire un'esperienza più tranquilla per l'utente.

Nel complesso, queste caratteristiche future potrebbero migliorare gli attuatori migliorandone le prestazioni, la praticità, la sostenibilità e la sicurezza.

 

Per uno sguardo più approfondito su come funziona un attuatore lineare, abbiamo creato questo articolo "All'interno di un attuatore lineare: come funziona un attuatore."

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