Cos'è un attuatore?

Attuatori

Un attuatore è la parte di una macchina o di un dispositivo che lo aiuta a raggiungere la mobilità trasformando l'energia (principalmente elettrica, pneumatica o idraulica) in potenza meccanica. In altre parole, è la parte in quasi tutte le macchine che consente il movimento.

Vista esplosa dell'attuatore

Può essere paragonato al funzionamento del tuo corpo. Come i muscoli all'interno di un corpo che alimentano il movimento delle gambe o delle braccia, gli attuatori operano in un sistema per eseguire un'azione meccanica.

Gli attuatori esistono praticamente in ogni macchina intorno a noi, dai semplici sistemi di controllo digitale al vibratore nel nostro telefono cellulare. Li troverai in elettrodomestici, veicoli, apparecchi industriali, robot e innumerevoli altre cose.

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Cos'è un attuatore lineare?

UN attuatore lineare è uno strumento che trasforma il movimento rotatorio in movimento lineare - movimento verso l'alto e verso il basso. A seconda della funzione dell'attuatore, questo movimento può essere alimentato da energia elettrica, idraulica o pneumatica. Gli attuatori elettrici e piezoelettrici, ad esempio, operano sull'ingresso di tensione o corrente elettrica fornita da motori CC o CA. Gli attuatori idraulici utilizzano un liquido incomprimibile e gli attuatori pneumatici utilizzano l'aria. Il segnale di uscita è energia meccanica.

A differenza dell'apprendimento automatico e dell'intelligenza artificiale, gli attuatori lineari non sono spesso in primo piano. Tuttavia, il ruolo che svolgono nel nostro mondo oggi è probabilmente più importante di qualsiasi dispositivo mai inventato.

Ad esempio, nei sistemi di meccatronica industriale, gli attuatori sono interamente responsabili di garantire che un dispositivo come un braccio robotico possa muoversi quando viene fornito un segnale di ingresso elettrico. La tua automobile utilizza attuatori nel sistema di controllo del motore per modulare i deflettori d'aria per la forza e l'ottimizzazione dell'elettricità, del regime minimo e della gestione del gas per ottenere una combustione perfetta. Un attuatore è un "motore".

Come funzionano gli attuatori lineari

Attuatori lineari idraulici

Gli attuatori lineari idraulici creano un movimento in linea retta applicando una pressione sbilanciata con fluido idraulico su un pistone in un tubo cavo che si traduce in una coppia abbastanza potente da manovrare un oggetto esterno.

Il vantaggio principale di un attuatore lineare idraulico è la grande quantità di coppia che può creare. Questo perché i fluidi sono quasi incomprimibili. Gli attuatori idraulici a semplice effetto hanno pistoni che possono muoversi in una sola direzione e la molla è necessaria per il movimento inverso. Un attuatore idraulico a doppio effetto utilizza la pressione su entrambe le estremità per alleviare il movimento relativo da entrambi i lati. Sono utilizzati principalmente per il trasferimento di carichi piuttosto pesanti, esattamente nello stesso stile in cui le grandi macchine edili lavorano spesso senza pressione idraulica.

Attuatori lineari pneumatici

Gli attuatori lineari pneumatici sono gli attuatori più semplici ed economici. Lavorano utilizzando aria compressa per creare movimento allungando ed estendendo un pistone. La retrazione del pistone viene eseguita utilizzando una molla o fornendo fluido all'estremità opposta.

Gli attuatori lineari pneumatici sono ideali per ottenere coppia e velocità elevate su un ingombro relativamente compatto. Il movimento rapido da punto a punto è la loro forza e non vengono facilmente rovinati da arresti bruschi. Questa natura robusta li rende popolari nei dispositivi che devono essere più a prova di esplosione o resistenti a condizioni difficili come le alte temperature.

Attuatori piezoelettrici

Il piezo è un insieme di materiali solidi come la ceramica che rispondono alla carica elettrica ingrandendosi o contraendosi e creano energia quando viene applicata una pressione meccanica. Gli attuatori piezoelettrici sfruttano al meglio questo movimento tramite segnali elettrici per eseguire brevi corse ad alta velocità e risposta rapida.

Il movimento che creano gli attuatori piezoelettrici è spesso parallelo al campo elettrico. Tuttavia, in alcuni casi, quando l'unità è impostata per operare sull'effetto piezoelettrico trasversale, il movimento è ortogonale al campo elettrico. Lo svantaggio degli attuatori piezoelettrici è che si muovono solo di pochi micron alla volta, poiché in genere si muovono solo circa il 5% della loro lunghezza effettiva. Quindi un piezo da 100 mm si muoverà solo di circa 1 mm di corsa, il che è molto piccolo.

Attuatori lineari elettrici

Come suggerisce il nome, gli attuatori lineari elettrici utilizzano l'energia elettrica per consentire movimenti in linea diretta. Funzionano spostando un pistone avanti e indietro in base a segnali elettrici e sono utilizzati principalmente per movimenti come tirare, spingere, bloccare, sollevare, espellere, bloccare o scendere.

Gli attuatori lineari funzionano con un motore che crea un movimento rotatorio ad alta velocità insieme a un riduttore che ne rallenta l'impatto. Di conseguenza, questo aumenterà la coppia, che si trasformerà in una vite di comando, che provoca il movimento lineare di un albero rotante o di una madrevite. Spostando la polarità del collegamento dal motore alla batteria, il motore potrebbe ruotare nella direzione opposta.

 

Gli attuatori lineari elettrici sono disponibili con corse distinte, che si ottengono aumentando o riducendo la lunghezza dell'albero. Con varie marce, si possono anche ottenere velocità differenti. In generale, maggiore è la velocità della vite, minore è la spinta. Un interruttore sull'albero dell'attuatore primario sulla finitura superiore e inferiore arresta la torsione quando raggiunge la fine della sua corsa o movimento. Poiché la rotazione raggiunge il suo termine, l'interruttore interrompe l'alimentazione al motore.

    La capacità degli attuatori lineari

    Le metriche delle prestazioni sono output misurabili che consentono di valutare la qualità di un elemento specifico. Gli attuatori sono considerati in molte metriche delle prestazioni. I più comuni sono coppia, velocità e resistenza. Ultimamente l'efficienza energetica può essere considerata significativa. Altri aspetti che potrebbero essere considerati includono quantità, massa, requisiti di lavoro, ecc.

    Coppia o forza

    La coppia è uno degli elementi più cruciali a cui pensare nel funzionamento di un attuatore. Ci sono due metriche di coppia a cui pensare: carico statico e dinamico. La coppia o forza del carico statico denota la capacità dell'attuatore quando è a riposo. Il carico dinamico descrive la capacità di coppia di questo dispositivo quando è in movimento.

    Velocità

    La velocità di un attuatore varia in base al peso del carico che si presume debba sostenere. Normalmente, maggiore è la forza, minore è la velocità. Pertanto, la metrica della velocità dovrebbe essere esaminata immediatamente l'attuatore non sta trasportando alcun carico.

    Durata dell'attuatore

    Il tipo di attuatore e anche il design dell'azienda determinano la robustezza di un attuatore. Sebbene gli attuatori idraulici siano considerati più durevoli e robusti rispetto agli attuatori elettrici, le specifiche dettagliate sulla qualità del materiale utilizzato dipenderanno probabilmente dal produttore.

    Prestazioni energetiche dell'attuatore

    Con le crescenti preoccupazioni sul risparmio energetico e il suo effetto immediato sulle spese operative, l'efficienza energetica è un parametro in crescita in tutti i tipi di macchine. Gli attuatori che utilizzano la quantità minima di energia necessaria avranno il punteggio più alto in termini di prestazioni energetiche.

    Gli attuatori lineari convertono il movimento rotatorio dei motori in movimenti di spinta / trazione diritti o lineari. Gli attuatori lineari sono i migliori per tutti i tipi di applicazioni in cui saranno necessari libbre di forza di inclinazione, sollevamento, trazione o spinta.

    Gli attuatori lineari elettrici sono generalmente la soluzione preferita se si desidera un movimento comodo, sicuro e pulito con precisione accurata e controllo del movimento regolare. Se sei interessato ad utilizzare attuatori lineari elettrici per il tuo prossimo progetto, Firgelli Automations può fornirti ciò di cui hai bisogno.

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