Le viti madri sono ampiamente utilizzate per generare movimento lineare a partire da un motore rotativo. Possono convertire il moto circolare in movimento lineare ruotando la vite con il dado fissato in posizione oppure ruotando il dado mentre la vite resta ferma. Oggi vedremo due dei tipi di viti più diffusi nell’industria dell’automazione, ovvero le viti ACME e le viti a ricircolo di sfere. Inoltre, come funziona una vite a sfere e come si confronta con una vite ACME?
Che cos’è una vite ACME?
Le viti ACME utilizzano una filettatura di forma trapezoidale sulla vite madre. Quando l’albero ruota insieme al motore rotativo, le filettature spingono il dado dell’albero in avanti o all’indietro a seconda del verso di rotazione. In questo modo il moto circolare del motore si trasforma in movimento lineare sull’albero. Tutti gli attuatori di Progressive Automations utilizzano sistemi di trasmissione a vite ACME. Per questo esempio di attuatori lineari con vite ACME, utilizzeremo uno dei nostri mini attuatori lineari PA-14. Abbiamo un’ampia gamma di attuatori lineari elettrici per qualsiasi applicazione – clicca per sfogliare!
Automazione per Casa & Ufficio
Le viti ACME offrono numerosi vantaggi nelle loro applicazioni. Con il materiale giusto per il dado, le viti ACME possono ottenere l’autolubrificazione. I nostri attuatori lineari utilizzano dadi in polimero, che garantiscono una forza d’attrito molto bassa. Questo può ridurre o persino eliminare la necessità di lubrificazione.
D’altra parte, un dado metallico può fornire un Carico più elevato, ma presenterà anche una forza d’attrito maggiore e richiederà lubrificazione. Gli attuatori lineari con vite ACME sono in genere una buona scelta per applicazioni verticali.
Possono prevenire il retrotrascinamento grazie alla forza d’attrito intrinseca tra la filettatura trapezoidale e il dado. Con un dado precaricato, è possibile eliminare del tutto il rischio di gioco. Questo amplia notevolmente l’ambito di applicazione degli attuatori lineari con vite ACME.
È anche più sicuro per gli utenti azionare il proprio attuatore quando l’unità dispone di una capacità di Carico statico per mantenere il peso in posizione. Altri vantaggi delle viti ACME includono un basso rumore di funzionamento e un costo di produzione contenuto.
Le viti ACME possono offrire molti vantaggi, ma presentano due limitazioni principali: efficienza ridotta e cicli di vita più brevi. A causa dell’elevata forza d’attrito tra il dado e la filettatura della vite ACME, la maggior parte delle unità può raggiungere solo il 20%–40% di efficienza, a seconda del materiale del dado e della vite madre. Sebbene ciò impedisca il retrotrascinamento, richiede anche più coppia del motore per ottenere la stessa forza rispetto alla controparte a sfere. Ciò significa che utilizzando viti ACME si otterranno forza, Velocità e valutazioni di Ciclo di lavoro inferiori rispetto a una vite a ricircolo di sfere su un Attuatore lineare con lo stesso Motore.
Vantaggi
- Costo inferiore
- Rumore di funzionamento ridotto
- Previene il retrotrascinamento
- Autolubrificante
Svantaggi
- Ciclo di vita più breve
- Efficienza inferiore
Che cos’è una vite a ricircolo di sfere?
Le viti a ricircolo di sfere utilizzano filettature circolari sia sulla vite sia sul dado, che forniscono una pista elicoidale su cui i cuscinetti a sfere scorrono lungo le filettature. I cuscinetti a sfere scorrono all’interno di ciascuna pista elicoidale mentre il dado o la vite si muove, quindi spingono in avanti la vite o il dado, creando movimento lineare.
L’efficienza di una vite a sfere è superiore a quella di una vite ACME poiché subisce perdite d’attrito minime grazie ai cuscinetti a sfere. Il dado e la filettatura della vite non sono a contatto diretto, ma scorrono utilizzando i cuscinetti a sfere che rotolano tra di loro. Un sistema di azionamento a vite a sfere può raggiungere un’efficienza dal 70% al 95%. Ciò consente agli attuatori con vite a sfere di avere forza, Velocità e valutazioni di Ciclo di lavoro più elevate. Con una minore forza d’attrito, dado e vite subiscono meno usura meccanica e, di conseguenza, hanno un Ciclo di vita più lungo.
Il principale svantaggio degli attuatori lineari con vite a sfere è che possono andare facilmente in retrotrascinamento a causa del basso attrito interno. Questo crea un problema di sicurezza per gli utenti, poiché non riescono a mantenere il Carico in posizione quando non sono in funzione, a meno che non sia presente un sistema di frenatura. Quando un attuatore lineare con vite a sfere è in funzione, i cuscinetti a sfere rotolano continuamente all’interno del dado e della vite, generando un livello di rumore più elevato rispetto alla controparte con vite ACME. Anche il costo di produzione delle viti a sfere è superiore rispetto alle viti ACME.
Vantaggi
- Efficienza superiore
- Ciclo di vita più lungo
- Ciclo di lavoro più elevato
- Velocità più elevata
Svantaggi
- Rumore di funzionamento più elevato
- Retrotrascinamento
- Costo superiore
Il nuovo e migliorato mini attuatore PA-01 (aggiornamento del PA-14) è il modello attuale che offriamo con una varietà di vantaggi aggiuntivi. Per un confronto, consulta le tabelle qui sotto e aggiorna con sicurezza!
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PA-01 |
PA-14 |
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Opzioni di carico dinamico |
16, 28, 56, 112, 169, 225 lbs |
35, 50, 75, 110, 150 lbs |
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Carico massimo |
225 lbs |
150 lbs |
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Velocità massima |
3.54 "/sec |
2.00"/sec |
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Grado di protezione IP |
IP65 |
IP54 |
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Opzioni di Corsa |
1" to 40" |
1" to 40" |
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Feedback a effetto Hall |
Opzionale |
No |
Considerazioni finali – Vite ACME vs vite a sfere
Sia le viti ACME che le viti a ricircolo di sfere sono ampiamente utilizzate nell’industria dell’automazione. In Progressive Automations utilizziamo viti ACME perché offrono un design più affidabile per applicazioni generiche. L’assenza di retrotrascinamento e il basso costo rendono questo design una soluzione molto flessibile per la maggior parte delle applicazioni di movimento lineare automatizzato. Le viti a ricircolo di sfere, invece, rappresentano una soluzione più costosa e con un ambito più ristretto, ma con prestazioni superiori.