Actionneurs électriques : révolutionner l’automatisation industrielle au-delà des vérins hydrauliques

Ces dernières années, le domaine de l’automatisation industrielle a connu des avancées significatives, en particulier dans l’univers des technologies d’actionnement. Les actionneurs électriques se sont imposés comme une alternative viable, et souvent supérieure, aux vérins hydrauliques traditionnels. Ces innovations offrent de nombreux avantages, notamment un contrôle accru, une précision supérieure, une maintenance réduite et un coût total de possession plus faible. Cet article explore l’évolution des actionneurs électriques et la manière dont ils élargissent les options pour des applications auparavant entièrement tributaires des vérins hydrauliques.

Progrès des capacités de force des actionneurs électriques

Historiquement, les applications nécessitant le déplacement de Charges lourdes, comme les équipements de levage sur camions-grues ou certaines machines industrielles, dépendaient des vérins hydrauliques en raison de leurs capacités de force élevées. Ces systèmes s’accompagnent toutefois de complexités, telles que la nécessité de réservoirs d’huile, de réseaux de tuyauterie étendus et de points potentiels de fuite exigeant une maintenance régulière.

Les actionneurs électriques modernes ont fait des progrès considérables dans la gestion des forces. Les actionneurs hybrides, par exemple, combinent la puissance de levage des systèmes hydrauliques avec la propreté et l’efficacité des actionneurs électriques. Ces unités peuvent supporter des forces allant jusqu’à 4 800 lb (environ 21 kN) sans l’infrastructure complexe associée aux systèmes hydrauliques. L’intégration des technologies hydraulique et électrique donne des actionneurs capables d’absorber des charges de choc comparables à celles des systèmes hydrauliques traditionnels, ce qui les rend adaptés aux applications soumises à des forces dynamiques, comme les mouvements induits par le vent sur des équipements extérieurs.

Durabilité et longévité dans les applications intensives

Pour les applications impliquant des mouvements répétitifs à haute fréquence, la durabilité et une longue durée de vie sont essentielles. Les vérins hydrauliques traditionnels offrent des Cycles de service acceptables, mais nécessitent souvent une maintenance importante, incluant un nettoyage et une lubrification réguliers. Cette maintenance engendre non seulement des coûts, mais aussi des arrêts, perturbant l’exploitation.

Les actionneurs électriques équipés de moteurs CC sans balais apportent une solution à ces défis. Contrairement aux moteurs à balais, les moteurs CC sans balais éliminent la surchauffe due aux frottements, permettant des Cycles de service plus élevés, de 35 % à 100 % selon la Charge et les conditions environnementales. Ils sont ainsi idéaux pour des applications exigeant un fonctionnement continu sans risque de surchauffe.

De plus, des améliorations de conception telles que des doubles écrous à billes, des vis de plus grand diamètre et des composants renforcés contribuent à prolonger la durée de vie de ces actionneurs. Ces améliorations peuvent multiplier par dix la durée de vie opérationnelle par rapport à des actionneurs utilisant des moteurs à balais. Le résultat est une solution sans entretien offrant des performances fiables sur une longue période, même dans des conditions environnementales difficiles.

Contrôle et précision accrus avec des actionneurs intelligents

L’un des avantages majeurs des actionneurs électriques par rapport aux vérins hydrauliques est la facilité d’intégration de fonctionnalités avancées de contrôle et de précision. Bien que les systèmes hydrauliques puissent être adaptés pour intégrer des mécanismes de commande, cela complexifie souvent le système et en augmente les coûts. L’ajout de dispositifs de Rétroaction externes et de valves de contrôle accroît la complexité et l’encombrement de l’installation hydraulique.

Les actionneurs électriques, en particulier les actionneurs intelligents, intègrent des microprocesseurs et des commandes électroniques dans le Boîtier de l’actionneur. Cette intégration permet un contrôle précis de la position, la synchronisation de plusieurs actionneurs et une Rétroaction en temps réel sans composants externes. Ces actionneurs peuvent être facilement mis en réseau et pilotés via des interfaces courantes telles que les automates programmables (PLC), facilitant une intégration transparente dans les systèmes automatisés.

La capacité à programmer et surveiller les performances des actionneurs améliore l’efficacité opérationnelle et réduit la probabilité d’erreurs. Les actionneurs intelligents peuvent s’adapter aux variations de Charge, fournir des diagnostics et permettre des stratégies de maintenance prédictive, réduisant encore les temps d’arrêt et prolongeant la durée de service des équipements.

Considérations pour le remplacement des vérins hydrauliques

Lorsqu’on évalue l’opportunité de remplacer des vérins hydrauliques par des actionneurs électriques, plusieurs facteurs doivent être pris en compte :

• Besoins de Charge: Pour des applications nécessitant des forces jusqu’à 4 800 lb (21 kN), les actionneurs électriques sont une option viable. Au-delà de ce seuil, les systèmes hydrauliques peuvent rester nécessaires pour certaines applications très intensives.
• Contraintes d’espace: Les actionneurs électriques présentent généralement un encombrement plus compact que les systèmes hydrauliques, qui requièrent réservoirs, pompes et tuyauterie étendue. Ils sont donc idéaux lorsque l’espace est limité.
• Maintenance et fiabilité: Les actionneurs électriques offrent un fonctionnement sans entretien, supprimant la maintenance régulière associée aux systèmes hydrauliques. Il en résulte une fiabilité accrue et un coût total de possession réduit.
• Impact environnemental: L’absence de fluides hydrauliques réduit le risque de fuites et de pollution. Les actionneurs électriques constituent une alternative plus propre, particulièrement importante dans les applications sensibles à l’environnement.
• Contrôle et précision: Les applications exigeant un positionnement et un contrôle précis bénéficient grandement des capacités avancées des actionneurs électriques intelligents.

La perspective économique

Bien que l’investissement initial dans des actionneurs électriques puisse être plus élevé que pour des vérins hydrauliques, les bénéfices économiques à long terme justifient souvent ce coût. Les facteurs contribuant à un coût total de possession inférieur incluent :

• Réduction des coûts de maintenance: Le fonctionnement sans entretien supprime les dépenses liées à la maintenance régulière des systèmes hydrauliques.
• Efficacité énergétique: Les actionneurs électriques consomment de l’énergie uniquement en fonctionnement, tandis que les systèmes hydrauliques peuvent nécessiter une alimentation continue pour maintenir la pression, entraînant une consommation plus élevée.
• Disponibilité accrue des équipements: La fiabilité des actionneurs électriques minimise les arrêts, améliorant la productivité et la rentabilité.
• Évolutivité et flexibilité: Les actionneurs électriques s’intègrent facilement aux systèmes existants et peuvent être adaptés à des besoins changeants sans réingénierie majeure.

Applications profitant des actionneurs électriques

Les actionneurs électriques conviennent à une grande variété de secteurs et d’applications, notamment :

• Manutention: Les convoyeurs automatisés, dispositifs de levage et équipements de positionnement bénéficient du contrôle précis et de la fiabilité des actionneurs électriques.
• Machinerie agricole: Des équipements tels que semoirs, pulvérisateurs et moissonneuses peuvent tirer parti des actionneurs électriques pour améliorer l’efficacité et réduire la maintenance.
• Énergies renouvelables: Les systèmes de positionnement de panneaux solaires et les commandes de turbines éoliennes exigent des solutions d’actionnement précises et fiables fournies par les actionneurs électriques.
• Transport: Les actionneurs électriques sont utilisés dans les systèmes de réglage des véhicules, y compris les mécanismes de siège, de direction et de levage, offrant durabilité et fonctionnement silencieux.
• Équipements médicaux: Les lits d’hôpital, lève-personnes et tables de traitement réglables bénéficient du mouvement souple et précis des actionneurs électriques.

Conclusion

Les avancées de la technologie des actionneurs électriques ont considérablement élargi la possibilité de remplacer les vérins hydrauliques dans diverses applications. Avec des capacités désormais comparables ou supérieures à celles des systèmes hydrauliques, les actionneurs électriques offrent une combinaison convaincante de puissance, de précision et d’efficacité. Grâce à un fonctionnement sans entretien, un contrôle amélioré et un coût total de possession réduit, ils constituent une option solide pour toute nouvelle conception ou modernisation nécessitant un actionnement.

Chez Progressive Automations, nous sommes à la pointe de cette évolution technologique et proposons une large gamme d’actionneurs électriques conçus pour répondre aux besoins variés de l’industrie moderne. Nous invitons les ingénieurs, concepteurs et décideurs à découvrir comment nos solutions peuvent optimiser les performances, réduire les coûts et contribuer à des opérations plus durables et plus efficaces.