Encontrar o atuador linear elétrico mais adequado para sua aplicação pode ser desafiador, especialmente quando há tantas variáveis diferentes a considerar. Conhecer os requisitos da sua aplicação e ter um entendimento detalhado das soluções de atuadores disponíveis e de suas capacidades é fundamental nas etapas de projeto. Isso porque escolher o melhor atuador linear para um caso de uso específico garantirá uma operação ideal para obter os melhores resultados possíveis. Neste artigo, abordaremos as principais dicas para que projetistas escolham o atuador linear elétrico certo para uma aplicação.
Dicas a considerar ao escolher atuadores lineares elétricos
Atuadores lineares são comumente usados como força motriz para fornecer movimento linear em muitas aplicações e indústrias diferentes. Na perspectiva de um projetista, há vários pontos a considerar ao escolher um atuador linear elétrico para obter resultados ideais na aplicação. Abaixo estão nossas principais dicas para encontrar a solução de atuador mais adequada:
- Calcule quanta força você precisa
- Encontre a velocidade de deslocamento adequada
- Verifique as dimensões físicas
- Considere os requisitos de proteção ambiental
- Decida entre atuadores padrão ou de trilho
- Defina o ciclo de trabalho da aplicação
- Determine qual Feedback você pode precisar
- Verifique se há restrições de ruído
- Realize testes físicos no seu atuador
Calcule quanta força você precisa
A classificação de força de um atuador refere-se à quantidade máxima de força que o atuador pode empurrar/puxar (dinâmica) e sustentar (estática). Fatores que podem afetar quanta força é exercida sobre um atuador incluem:
- Distribuição de peso desigual
- Atuadores que não estão perpendiculares ao movimento do objeto
- Posição relativa do atuador em relação ao centro de massa
- Resistência do vento e outras perturbações de carga
Calcular a força que será realmente exercida sobre um atuador ajuda a confirmar quais modelos têm classificações suficientes para a aplicação. Atuadores industriais têm um design para serviço pesado para aplicações que exigem alta classificação de força.
Encontre a velocidade de deslocamento adequada
A velocidade de deslocamento correta garante que um atuador possa se deslocar até uma posição determinada no tempo necessário. Se uma aplicação experimentar cargas mais pesadas em momentos diferentes ou quedas ocasionais de tensão, a velocidade do atuador diminuirá. Por isso, também é importante levar em conta a carga e a tensão aplicadas para que a velocidade real durante a operação fique dentro dos requisitos da sua aplicação. Como as classificações de velocidade só são válidas quando os atuadores estão em condições ideais, aplicações com requisitos precisos de velocidade exigirão recursos de controle de velocidade.
Verifique as dimensões físicas
Antes da instalação, é importante verificar se um determinado espaço pode acomodar o comprimento, a largura e a altura de um atuador. A dimensão de furo a furo retraído (H2H) de um atuador é a primeira medida crucial ao determinar seus requisitos físicos. Essa medida é a distância do centro do furo de montagem traseiro ao centro do furo de montagem frontal. É essencial garantir que essa dimensão esteja alinhada do centro do furo de montagem traseiro ao centro do furo de montagem frontal da sua aplicação. Microatuadores oferecem tamanho compacto para aplicações de menor escala com espaço de instalação limitado.
Considere os requisitos de proteção ambiental
Atuadores lineares vêm com um Grau de proteção IP (International Protection Marking) para indicar sua capacidade de resistir à intrusão de líquidos e poeira. Escolher atuadores com um grau de proteção IP adequado reduz o risco de danos por água e de partículas sólidas alcançarem os componentes internos. Atuadores lineares à prova d’água são recomendados para aplicações que ficarão submersas ou expostas a muita água. Quando possível, montar um atuador com a extremidade do Recorrido voltada para baixo geralmente é a melhor prática se houver qualquer risco de exposição à água. Assim, a gravidade afastará o líquido da carcaça do motor e ajudará a evitar falhas prematuras.
Um grau de proteção IP não testa resistência às intempéries ou à corrosão durante mudanças sazonais e períodos longos (por exemplo, anos ao ar livre em várias estações). Portanto, considere o ambiente em que você usará o atuador para garantir que ele seja adequado a esse ambiente. A Progressive Automations oferece várias certificações além do grau de proteção IP. Essas certificações podem ser requisitos aplicáveis à sua aplicação. Fale conosco se você precisar de certificações específicas para o seu atuador e/ou aplicação.
Decida entre atuadores padrão ou de trilho
Atuadores padrão são projetados com hastes extensíveis alojadas em uma carcaça vedada; no entanto, o alcance de movimento de um atuador linear de trilho fica contido em um trilho. Isso torna um design do tipo trilho mais sensível à poeira e à água; contudo, um sistema de trilho oferece um caminho predefinido para aumentar a quantidade de suporte estrutural quando totalmente carregado. Por conseguir lidar com mais força do que um dispositivo tradicional equivalente de mesmo tamanho, atuadores de trilho são soluções mais eficientes e acessíveis para aplicações internas que já exigem um movimento vertical ou horizontal fixo.
Defina o ciclo de trabalho da aplicação
O ciclo de trabalho de um atuador linear é a proporção entre o tempo ligado e o tempo desligado, expressa em porcentagem. É comum que atuadores padrão com um motor de CC com escovas tenham um ciclo de trabalho de 20%, baseado em um período de 20 minutos. Com um ciclo de trabalho de 20%, atuadores lineares podem operar continuamente por 4 minutos e depois precisam descansar por 16 minutos. Qualquer duração acima de 20 minutos com um ciclo de trabalho de 20% corre o risco de danificar o motor devido ao superaquecimento. Escolher um atuador com o ciclo de trabalho apropriado é extremamente importante para garantir que o motor não sofra queima durante a operação. Para atingir um ciclo de trabalho de 100% em operação contínua, você precisará de um motor de CC sem escovas.
Determine qual Feedback você pode precisar
Certas aplicações e sistemas preexistentes podem exigir atuadores com um tipo específico de Feedback para funcionar corretamente. Determinar a posição de um atuador é útil para aplicações que exigem que vários atuadores se desloquem à mesma velocidade, armazenem posições predefinidas e/ou coletem informações posicionais para análise do usuário. Ao selecionar um atuador, garantir que ele tenha o Feedback adequado é importante para a compatibilidade com seu sistema. Em atuadores lineares elétricos, existem 3 tipos principais de Feedback posicional:
- Feedback do potenciômetro
- Feedback do sensor de efeito Hall
- Feedback de fim de curso
Feedback do potenciômetro
Potenciômetros fazem contato mecânico com as engrenagens que giram dentro dos atuadores. Como potenciômetros são apenas divisores de tensão com um resistor grande, eles lidam bem com interferência eletromagnética (EMI). A maior vantagem desse tipo de Feedback é sua simplicidade para aplicações que precisam de soluções rápidas, sem exigir tanta exatidão ou alta precisão.
Feedback do potenciômetro integrado
Feedback do sensor de efeito Hall
Sensores de efeito Hall fornecem pulsos elétricos quando o ímã está alinhado com a eletrônica de detecção. Por esse motivo, são adequados para aplicações de alta velocidade e permitem pré-programar determinados ângulos do eixo do motor. Sem necessidade de contato, são úteis em ambientes severos, altamente resistentes ao desgaste e confiáveis em ambientes com alto impacto. Essa opção de Feedback é mais adequada para aplicações que exigem confiabilidade, precisão e longa vida útil.
Feedback do sensor de efeito Hall integrado
Feedback de fim de curso
O propósito dos sinais de Feedback de fim de curso é permitir que um sistema determine se o atuador acionou fisicamente os fins de curso internos. Esse tipo de Feedback é simples e útil para aplicações que principalmente só precisam de informação sobre se o atuador atingiu as posições totalmente estendida ou totalmente retraída.
Feedback de fim de curso
Verifique se há restrições de ruído
Aplicações voltadas ao consumidor, como portas automatizadas, escotilhas ou alavancas dentro de máquinas de café, podem ter certas restrições de ruído. Para verificar se um atuador estava dentro dos níveis de ruído exigidos, realize testes em um ambiente silencioso com um medidor de decibéis mantido próximo ao atuador linear enquanto ele se estende e se retrai. Uma tabela de decibéis pode ajudar você a avaliar se o nível de ruído de um atuador está dentro de uma faixa que atenda à sua aplicação.
| Nível de decibéis | Tipo de som |
| Nível de decibéis0 | Tipo de somQuase silencioso |
| Nível de decibéis15 | Tipo de somSussurro |
| Nível de decibéis60 | Tipo de somConversa normal |
| Nível de decibéis90 | Tipo de somCortador de grama |
| Nível de decibéis110 | Tipo de somBuzina de carro |
| Nível de decibéis120 | Tipo de somShow de rock ao vivo |
| Nível de decibéis140 | Tipo de somFogos de artifício |
Realize testes físicos no seu atuador
Depois de considerar um atuador para sua aplicação, o próximo passo é realizar testes físicos na unidade para verificar se ele será uma solução de longo prazo. Cálculos e análises teóricas são bons pontos de referência; no entanto, testes em condições reais são a forma mais precisa de determinar se sua solução de atuador foi a melhor escolha. Nosso Guia gratuito de testes de atuadores cobre em detalhe todos os testes recomendados, como testes de bancada, testes de laboratório e testes de campo, para ajudar você a encontrar o melhor atuador para sua aplicação:
Em resumo
Um entendimento detalhado do que você precisa em um atuador linear é fundamental para garantir que ele seja a solução certa para sua aplicação. Com uma análise cuidadosa e procedimentos de teste completos, estamos confiantes de que você escolherá o atuador linear elétrico ideal para sua aplicação.
Como um dos principais fornecedores de atuadores e controle de movimento do mundo, a Progressive Automations oferece flexibilidade, qualidade, suporte e experiência em campo líderes do setor para atender a todas as suas necessidades. Se você tiver outras dúvidas sobre o que podemos oferecer, não hesite em entrar em contato conosco! Somos especialistas no que fazemos e queremos garantir que você encontre as melhores soluções para sua aplicação.
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