O que é um atuador?

Atuadores

Um atuador é a parte de uma máquina ou dispositivo que ajuda a obter mobilidade ao transformar energia (principalmente elétrica, pneumática ou hidráulica) em energia mecânica. Em outras palavras, é a parte em quase qualquer máquina que permite o movimento.

Vista explodida do atuador

Pode ser comparado ao funcionamento do seu corpo. Como os músculos dentro de um corpo que movimentam pernas ou braços, os atuadores operam em um sistema para executar uma ação mecânica.

Existem atuadores em praticamente todas as máquinas ao nosso redor, desde sistemas de controle digital simples até o vibrador em nosso telefone celular. Você os encontrará em eletrodomésticos, veículos, aparelhos industriais, robôs e inúmeras outras coisas.

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O que é um atuador linear?

UMA atuador linear é uma ferramenta que transforma o movimento rotacional em movimento linear - movimento direto para cima e para baixo. Dependendo da função do atuador, este movimento pode ser acionado por energia elétrica, hidráulica ou pneumática. Atuadores elétricos e piezoelétricos, por exemplo, operam na entrada de tensão ou corrente elétrica fornecida por motores CC ou CA. Os atuadores hidráulicos usam um líquido incompressível e os atuadores pneumáticos usam ar. O sinal de saída é energia mecânica.

Ao contrário do aprendizado de máquina e da inteligência artificial, os atuadores lineares nem sempre aparecem nas manchetes. No entanto, o papel que eles desempenham em nosso mundo hoje é provavelmente mais importante do que qualquer dispositivo já inventado.

Por exemplo, em sistemas mecatrônicos industriais, os atuadores são inteiramente responsáveis ​​por garantir que um dispositivo como um braço robótico possa se mover quando um sinal elétrico de entrada é fornecido. Seu automóvel usa atuadores no sistema de controle do motor para modular os flaps de ar para força e otimização de eletricidade, velocidade de marcha lenta e gerenciamento de gás para obter uma combustão perfeita. Um atuador é um "motor".

Como funcionam os atuadores lineares

Atuadores Lineares Hidráulicos

Atuadores lineares hidráulicos criam movimento em linha reta tendo uma pressão desequilibrada aplicada com fluido hidráulico em um pistão em um tubo oco que resulta em torque poderoso o suficiente para manobrar uma coisa externa.

O principal benefício de um atuador linear hidráulico é a grande quantidade de torque que ele pode criar. Isso ocorre porque os fluidos são quase incompressíveis. Os atuadores hidráulicos de simples ação têm pistões que podem se mover em apenas uma direção e a mola é necessária para o movimento reverso. Um atuador hidráulico de dupla ação usa pressão em ambas as extremidades para aliviar o movimento relativo de ambos os lados. Eles são usados ​​principalmente para a transferência de cargas muito pesadas, precisamente do mesmo estilo que grandes equipamentos de construção freqüentemente funcionam com a pressão hidráulica.

Atuadores Lineares Pneumáticos

Os atuadores lineares pneumáticos são os atuadores mais simples e econômicos. Eles funcionam usando ar comprimido para criar movimento, esticando e estendendo um pistão. A retração do pistão é feita por meio de uma mola ou fornecendo fluido na extremidade oposta.

Os atuadores lineares pneumáticos são ideais para alcançar alto torque e velocidade em uma área relativamente compacta. O movimento rápido ponto a ponto é a sua força, e eles não são arruinados por paradas bruscas. Essa natureza robusta os torna populares em dispositivos que precisam ser mais à prova de explosão ou resistentes a condições desafiadoras, como alta temperatura.

Atuadores piezoelétricos

Piezo é um conjunto de materiais sólidos como a cerâmica que respondem à carga elétrica aumentando ou contraindo e criam energia quando é aplicada pressão mecânica. Os atuadores piezoelétricos aproveitam ao máximo esse movimento por meio de sinais elétricos para realizar movimentos curtos de alta velocidade e de resposta rápida.

O movimento que os atuadores piezoelétricos criam é frequentemente paralelo ao campo elétrico. No entanto, em alguns casos, quando a unidade é configurada para operar no efeito piezoelétrico transversal, o movimento é ortogonal ao campo elétrico. A desvantagem dos atuadores piezo é que eles se movem apenas alguns mícrons de cada vez, visto que normalmente se movem apenas cerca de 5% de seu comprimento real. Portanto, um piezo de 100 mm só se moverá cerca de 1 mm no curso, o que é muito pequeno.

Atuadores Lineares Elétricos

Como o próprio nome sugere, os atuadores lineares elétricos usam energia elétrica para permitir movimentos em linha direta. Eles operam movendo um pistão para frente e para trás de acordo com sinais elétricos e são usados ​​principalmente para movimentos como puxar, empurrar, bloquear, levantar, ejetar, prender ou descer.

Os atuadores lineares trabalham com um motor que cria um movimento rotacional de alta velocidade junto com uma caixa de engrenagens que diminui seu impacto. Consequentemente, isso aumentará o torque, que se transformará em um parafuso de avanço, que causa o movimento linear de um eixo giratório ou porca de transmissão. Mudar a polaridade do link do motor para a bateria pode fazer o motor girar na direção oposta.

 

Os atuadores lineares elétricos estão disponíveis em cursos distintos, que são obtidos aumentando ou reduzindo o comprimento do eixo. Com várias engrenagens, taxas diferentes também podem ser atingidas. Em termos gerais, quanto maior a taxa do parafuso, menor será o drive. Uma chave no eixo do atuador primário no acabamento superior e inferior interrompe a torção quando ela atinge o final de seu curso ou movimento. Como a rotação chega ao fim, a chave corta a energia do motor.

    A capacidade dos atuadores lineares

    As métricas de desempenho são resultados mensuráveis ​​que permitem avaliar a qualidade de um item específico. Os atuadores são considerados em muitas métricas de desempenho. Os mais comuns são torque, velocidade e resistência. Ultimamente, a eficiência energética pode ser considerada significativa. Outros aspectos que podem ser considerados incluem quantidade, massa, requisitos de trabalho, etc.

    Torque ou Força

    O torque é um dos elementos mais importantes a se pensar na operação de um atuador. Existem duas métricas de torque a serem consideradas: carga estática e dinâmica. O torque ou a força da carga estática denota a capacidade do atuador quando está em repouso. A carga dinâmica descreve a capacidade de torque deste dispositivo quando está em movimento.

    Rapidez

    A velocidade de um atuador difere com base no peso da carga que ele assume. Normalmente, quanto maior a força, menor a velocidade. Portanto, a métrica de taxa deve ser observada uma vez que o atuador não está carregando nenhuma carga.

    Durabilidade do Atuador

    O tipo de atuador e também o design da empresa determinam a robustez de um atuador. Embora os atuadores hidráulicos sejam considerados mais duráveis ​​e robustos em comparação com os atuadores elétricos, as especificações detalhadas sobre a qualidade do material usado provavelmente dependerão do fabricante.

    Desempenho de energia do atuador

    Com o aumento das preocupações com a conservação de energia e seu efeito imediato nas despesas operacionais, a eficiência energética é uma métrica crescente em todos os tipos de máquinas. Os atuadores que usam a menor quantidade de energia necessária terão a maior pontuação no desempenho de energia.

    Atuadores lineares convertem o movimento rotacional em motores em movimentos retos ou lineares de empurrar / puxar. Os atuadores lineares são melhores para todos os tipos de aplicações em que seja necessário inclinar, levantar, puxar ou empurrar libras de força.

    Atuadores lineares elétricos são geralmente a solução preferida se você deseja um movimento confortável, seguro e limpo com precisão precisa e controle de movimento suave. Se você está interessado em usar atuadores lineares elétricos em seu próximo projeto, a Firgelli Automations pode fornecer o que você precisa.

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