Atuadores lineares elétricos são uma ferramenta essencial no nosso dia a dia, ajudando a automatizar diversos processos. Esses dispositivos essenciais muitas vezes podem ser integrados a muitas aplicações em que a sensibilidade ao ruído pode ser importante, por exemplo, em camas hospitalares modernas. Ao analisar os tipos de atuadores que você pode escolher tendo a contenção de ruído em mente, fica claro que os atuadores elétricos são a melhor escolha. Os atuadores lineares elétricos emitem menos ruído do que sistemas pneumáticos, o que é uma das principais razões pelas quais os atuadores elétricos vêm superando os pneumáticos em muitas áreas (incluindo instalações médicas).
Com isso em mente, surge a pergunta: além da superioridade sobre os sistemas pneumáticos, o que pode fazer um atuador linear soar diferente ou operar mais ruidoso do que o normal? O ruído excessivo é um problema difícil de abordar, pois provavelmente não há uma única fonte do problema. Este artigo apresenta algumas das causas mais comuns de ruído excessivo em atuadores lineares.
Imperfeições de tolerância do fuso de avanço & porca de acionamento
Este problema é caracterizado por ruído mecânico periódico que ocorre quando o atuador está se movendo. Normalmente, o ruído é mais perceptível sob cargas elevadas, o que é atribuído ao fuso de avanço e à porca não se encaixarem bem. Se o fuso de avanço e a porca estiverem muito folgados, isso pode causar vibrações conforme o motor se move e, por outro lado, se o fuso de avanço e a porca estiverem muito apertados, haverá ruído extra e uma queda na velocidade devido ao atrito. Abaixo incluímos dois vídeos: um mostrando a porca de acionamento e o fuso de avanço funcionando normalmente e o segundo demonstrando o efeito se estiverem apertados demais.
Espaçamento entre a porca de acionamento e o fuso de avanço muito apertado
Porca de acionamento e fuso de avanço funcionando normalmente
Se a sua suspeita é de que o espaçamento entre a porca de acionamento e o fuso de avanço está muito apertado, isso pode ser testado desmontando a unidade e girando a porca. Girar a porca deve fazê-la girar ao redor do fuso de avanço e avançar. Se houver resistência excessiva ou se girar a porca fizer o fuso de avanço girar junto, é provável que haja um problema de ruído, pois o atrito está muito alto. Isso é um problema de fabricação, já que você tem uma porca defeituosa ou um fuso de avanço danificado. Esse problema deve estar coberto pela garantia de fabricação, mas você pode conseguir resolvê-lo substituindo a porca de acionamento.
Problemas no estator do motor
O motor é sustentado entre dois rolamentos. Se os rolamentos estiverem folgados em seus alojamentos, o movimento do motor causará vibrações. Essas vibrações podem resultar em mais ruído na caixa de engrenagens devido ao espaçamento das engrenagens do rotor, ou apenas em um zumbido dentro do próprio motor. Rolamentos soltos podem até levar a problemas de corrente excessiva se ficarem presos em uma posição que faça o motor compensar um torque adicional. As imagens abaixo mostram um rolamento preso ao eixo do rotor em vez de assentado firmemente no seu alojamento.
Os dois vídeos abaixo mostram a porca de acionamento sendo facilmente girada em operação normal, com o segundo vídeo mostrando quando esse mecanismo fica mais duro após a troca para um estator não conforme.
Operação normal - porca de acionamento fácil de girar
A porca de acionamento fica mais difícil de girar após trocar para o estator não conforme
Para testar definitivamente se este é o caso, um método de verificação é girar manualmente o fuso de avanço, conforme o segundo vídeo. Girar o fuso de avanço fará o rotor se mover e, idealmente, os rolamentos devem permitir que ele se mova livremente. No entanto, se houver um problema de desgaste excessivo dos rolamentos ou desalinhamento, o fuso de avanço será difícil de girar. Esse problema pode ser resolvido recolocando os rolamentos dentro de seus alojamentos e garantindo que estejam completamente assentados. Dito isso, é provável que o problema volte a ocorrer, portanto, o ideal é substituir os rolamentos por completo. Às vezes, esse problema também pode ocorrer simplesmente porque o atuador está ficando antigo, então pode ser melhor substituir todo o atuador.
Ruído da caixa de engrenagens: espaçamento dos dentes & alinhamento do eixo
Se as engrenagens dentro da caixa de engrenagens não estiverem fazendo contato adequado, elas podem causar ruído excessivo. Esta é provavelmente a causa mais comum de ruído excessivo em engrenagens metálicas. Em operação normal, as engrenagens devem deslizar umas nas outras com lubrificação adequada. Se as engrenagens estiverem muito próximas, haverá atrito excessivo e elas podem travar ou raspar entre si. Embora isso pudesse levar a uma operação muito mais silenciosa e suave, também causaria desgaste nas engrenagens e potencialmente travamentos.
Alternativamente, a distância entre as engrenagens pode ser grande demais. Nesse caso, a folga das engrenagens criará muito ruído e a operação não será suave. O nível de ruído é extremamente sensível à distância entre as engrenagens, o que nos deixa uma margem de erro relativamente pequena.
Exemplo/ilustração da sensibilidade ao espaçamento das engrenagens
Os requisitos de espaçamento das engrenagens podem ser violados devido às tolerâncias de fabricação das engrenagens - ambas as engrenagens acopladas podem estar no limite inferior do espectro e não engatar corretamente. Também é possível que, por diversos motivos, o próprio rotor esteja um pouco inclinado, o que afetaria a folga entre as engrenagens.
Você pode conseguir resolver o problema comprando um novo conjunto de engrenagens de reposição. Também é possível verificar os rolamentos do rotor – se estiverem desalinhados, a folga das engrenagens pode ser maior. Se a fonte do ruído for o espaçamento das engrenagens, é provável que seja um problema de fabricação. Nesse caso, você precisa verificar se o ruído está fora das especificações e, se estiver, substitua o atuador.
Graxa insuficiente na caixa de engrenagens
A lubrificação das engrenagens em uma caixa de engrenagens fechada com velocidade relativamente baixa, como em um atuador, normalmente é feita com graxa em vez de óleo. Se não houver graxa suficiente nas engrenagens, o atrito mecânico será alto demais e as engrenagens não apenas produzirão mais ruído, como também se desgastarão muito mais rápido. A falta de graxa é um problema de fabricação – geralmente deve haver graxa suficiente dentro da caixa de engrenagens para durar toda a vida útil do atuador. A lubrificação insuficiente dentro da caixa de engrenagens também causará vibração e pode fazer com que as engrenagens superaqueçam.
Felizmente, este é um dos problemas fáceis de resolver. Você pode adicionar graxa às engrenagens para corrigir o problema ou, potencialmente, distribuir a graxa que já está dentro da caixa de engrenagens de forma mais uniforme e eficiente. Se, por algum motivo, não houver graxa, você pode perguntar ao fabricante qual graxa usar e resolver o problema.
Conclusão
Os atuadores lineares geralmente são escolhidos como uma alternativa de menor ruído aos atuadores hidráulicos e pneumáticos. Dito isso, os atuadores elétricos ainda podem ser bastante barulhentos por vários motivos, com os mais comuns listados acima. É importante prestar atenção ao ruído que sai dos atuadores durante a operação, pois esse ruído pode ser o som de um atuador com defeito e indicar um sério problema de fabricação. Essa ação antecipada pode economizar tempo de solução de problemas no futuro. Infelizmente, na maioria dos casos o ruído excessivo não pode ser resolvido sem substituir as peças danificadas ou até mesmo todo o atuador.
Se o som do seu atuador linear estiver irregular e fazendo ruído excessivo, é uma boa ideia investigar e reparar/substituir os componentes danificados. Alternativamente, entre em contato conosco e nossos engenheiros terão prazer em ajudar a solucionar esse problema.