O que é um atuador?

Um atuador é um componente que ajuda as máquinas a realizar movimentos físicos, convertendo energia, geralmente elétrica, pneumática ou hidráulica, em força mecânica. Simplificando, é o componente em qualquer máquina que possibilita o movimento.

Às vezes, para responder à pergunta sobre o que um atuador faz, o processo é comparado ao funcionamento do corpo humano. Assim como os músculos do corpo permitem que a energia seja convertida em alguma forma de movimento, como o movimento dos braços ou das pernas, os atuadores funcionam em uma máquina para realizar uma ação mecânica.

Em termos simples, um atuador é um dispositivo que converte energia, que pode ser elétrico, hidráulico ou pneumático, to mechanical output in such a way that it can be controlled. The quantity and the nature of input depend on the kind of energy to be converted and the function of the actuator. Electric actuators work on the input of electric current or voltage; for hydraulic actuators, it's incompressible liquid, and for pneumatic actuators, the input is air. 

Os componentes normalmente utilizados no funcionamento de um atuador são os seguintes:

• Fonte de energiaFrequentemente encontrados na forma de válvulas proporcionais hidráulicas e inversores elétricos, eles fornecem a energia necessária para acionar o atuador. No setor industrial, esses atuadores são geralmente elétricos ou hidráulicos e podem converter sua fonte de entrada em um valor de saída de acordo com as medições definidas pelo controlador.
• Atuador: O dispositivo que converte a energia fornecida em força mecânica.
• Carga mecânica: A energia convertida pelo atuador é geralmente usada para fazer um dispositivo mecânico funcionar. A carga mecânica refere-se ao sistema mecânico que está sendo acionado pelo atuador.
• ControladorUm controlador garante que o sistema funcione perfeitamente com as quantidades de entrada apropriadas e outros pontos de ajuste definidos por um operador.

Tipos de atuadores lineares

Dependendo do tipo de movimento Os atuadores lineares são fabricados e a fonte de energia utilizada para o seu funcionamento é um dos diversos tipos de atuadores. Aqui está uma lista dos vários tipos de atuadores lineares:

Como o próprio nome indica, atuadores lineares elétricos Utilizam energia elétrica para possibilitar movimentos em linha reta, empregando uma variedade de componentes internos Eles funcionam em conjunto. Seu funcionamento consiste em mover um eixo para frente e para trás com base em sinais elétricos. Os atuadores lineares elétricos funcionam com um motor que gera movimento rotacional de alta velocidade e uma caixa de engrenagens que reduz seu impacto. Isso, por sua vez, aumenta o torque que seria usado para girar um fuso, resultando no movimento linear de um eixo ou porca de acionamento.

Motores CC com escovas e sem escovas São comumente usados como acionamento rotativo de atuadores elétricos. Utilizando diferentes engrenagens, diferentes velocidades também podem ser alcançadas — velocidades mais altas resultam em menos força. Um interruptor de limite dentro do eixo principal do atuador, nas extremidades superior e inferior, interrompe o movimento do parafuso quando ele atinge o final do seu curso. Quando o eixo atinge o fim do curso, o interruptor corta a energia do motor; no entanto, um diodo conectado em paralelo ao interruptor permite a passagem de corrente na direção oposta, possibilitando a inversão do sentido de rotação quando necessário.

O objetivo de um atuador linear hidráulico é o mesmo de um atuador linear elétrico: gerar um movimento mecânico em linha reta. A diferença reside no fato de que os atuadores lineares hidráulicos alcançam esse objetivo por meio de uma pressão desequilibrada aplicada com fluido hidráulico sobre um pistão dentro de um cilindro oco, o que pode resultar em um torque suficientemente forte para mover um objeto externo.

A principal vantagem de um atuador linear hidráulico é a alta quantidade de torque que ele pode gerar. Isso ocorre porque os líquidos são praticamente incompressíveis. Os atuadores hidráulicos de ação simples possuem pistões que se movem em apenas uma direção, sendo necessária uma mola para o movimento inverso. Já um atuador hidráulico de dupla ação aplica pressão em ambas as extremidades para permitir um movimento semelhante em ambos os lados. 

Os atuadores pneumáticos são frequentemente considerados os mais econômicos e simples de todos os atuadores. Eles utilizam ar comprimido para gerar movimento, seja estendendo e retraindo um pistão ou, mais raramente, utilizando um carro que se desloca sobre uma plataforma ou um tubo cilíndrico. A retração do pistão é feita por uma mola ou pelo fornecimento de fluido pela outra extremidade.

Os atuadores lineares pneumáticos são ideais para alcançar alta velocidade e torque em um espaço relativamente pequeno. Sua principal vantagem é o movimento rápido e preciso, e eles não são facilmente danificados por paradas bruscas. Essa robustez os torna populares em dispositivos que precisam ser à prova de explosão ou resistentes a condições extremas, como altas temperaturas.

Um guia completo de A a Z sobre como selecionar, testar e implementar movimento linear para qualquer aplicação. Escrito por engenheiros, para engenheiros.

Facilidade de uso

Uma das vantagens de usar atuadores lineares elétricos é a praticidade que oferecem como uma alternativa simples de operar para produzir movimento linear. Os atuadores elétricos padrão usam um motor CC com escovas e possuem uma operação simples de dois fios para estender e retrair. Conectar um atuador a um interruptor basculante ou caixa de controle permite uma instalação limpa e organizada, sem a necessidade de tubos, válvulas ou mangueiras encontradas em sistemas hidráulicos e pneumáticos. 

Embora as alternativas possam ter um custo inicial menor para produzir movimento linear, os atuadores lineares elétricos eliminam o inconveniente de toda a mão de obra extra necessária para integrá-los como soluções rápidas e fáceis de usar.

Baixa manutenção

Os atuadores lineares elétricos possuem lubrificação interna automática durante toda a vida útil da unidade e não requerem manutenção quando utilizados dentro de suas especificações. Isso contribui para a economia de tempo e recursos humanos ao longo da vida útil do atuador. Existem também opções com proteção contra água e intempéries (IPP) e resistência à névoa salina, oferecendo maior resistência à corrosão. Como resultado, apresentam uma vida útil prolongada, reduzindo a necessidade de substituições frequentes.

Operação ecologicamente correta

Alternativas como sistemas hidráulicos e pneumáticos exigem mais componentes para funcionar, como trocadores de calor, reservatórios de fluido, reguladores e compressores. O excesso de materiais e o calor gerado por esses componentes têm um impacto ambiental maior. Os atuadores elétricos garantem uma forma ecologicamente correta de proporcionar movimento linear, sem o risco de poluição oceânica por vazamentos de óleo. A operação ecologicamente correta dos atuadores elétricos também pode reduzir o trabalho extra necessário para que certos fabricantes de equipamentos originais (OEMs) atendam a regulamentações específicas de saúde e segurança.

Ao adquirir um atuador, é crucial entender qual modelo melhor se adapta às suas necessidades, com base no design e nas especificações. Aqui estão algumas considerações importantes sobre como escolher o atuador certo para suas necessidades:

1. Requisitos de cargaRefere-se à quantidade de força necessária para sua aplicação. Isso influenciará sua escolha do modelo de atuador.
2. VelocidadeDependendo da aplicação, você pode precisar de um atuador linear rápido ou lento. Escolha de acordo com as necessidades da sua aplicação.
3. Comprimento do cursoIsso indica a distância que o atuador precisa percorrer. Certifique-se de que o comprimento do curso corresponda aos requisitos de distância de deslocamento do seu projeto.
4. Requisitos de energia elétricaOs requisitos de tensão e corrente de cada modelo de atuador podem variar. Considere a tensão e opções de fonte de alimentação Disponível para o seu atuador.
5. Resistência ambientalConsidere a sua aplicação e o ambiente para determinar se o seu atuador linear deve suportar um certo nível de poeira, entrada de líquidos e/ou corrosão. 
6. Feedback PosicionalDetermine se sua aplicação exigirá um certo nível de precisão de movimento/recursos avançados ou se o controle manual básico de avanço e recuo será suficiente.
7. Compatibilidade do sistema de controle: Escolha sistemas de controle que sejam compatíveis com o(s) atuador(es) elétrico(s) escolhido(s). Se você já possui sistemas de controle, certifique-se de que o(s) atuador(es) escolhido(s) seja(m) compatível(is).

Confira nosso Canal do YouTube Para obter uma visão geral da nossa linha de atuadores, visite nosso site. Também disponibilizamos um guia para download com perguntas que podem auxiliar engenheiros, compradores e gerentes de operações na escolha do modelo mais adequado dentro da nossa gama de atuadores lineares.

Requisitos de carga

Existem alguns fatores envolvidos em encontrar a força certa Classificação para suportar os requisitos de carga de uma aplicação. As variáveis podem incluir a carga, o ângulo de aplicação da carga e as dimensões da carga. Os requisitos de carga são medidos pela força necessária para empurrar e/ou puxar diretamente o eixo de um atuador (exemplos de unidades: libras, kg, Newtons). Use nossa Ferramenta de cálculo de atuadores Para obter estimativas iniciais como ponto de partida para modelos de atuadores, você pode considerar o seguinte: 

Classificação de velocidade

A velocidade de deslocamento geralmente depende das opções de força nominal para as quais o atuador foi configurado. Alguns modelos vêm com várias opções de força nominal que podem ser selecionadas ao fazer um pedido online. Essas diferentes opções de força nominal têm suas relações de engrenagem internas ajustadas para uma determinada configuração de torque, o que também afeta a velocidade de deslocamento do atuador. A velocidade de um atuador é medida pela distância percorrida em um determinado período de tempo (exemplo: polegadas/segundo, mm/segundo).

Comprimento do curso

A distância entre furos (H2H) de um atuador, medida do centro do furo de montagem traseiro ao centro do furo de montagem dianteiro, é afetada pelo comprimento do curso. Isso ocorre porque um curso mais longo exige um atuador com um corpo mais longo para acomodar o eixo interno. O comprimento do curso pode ser calculado subtraindo-se a distância H2H totalmente fechada da distância H2H totalmente aberta do atuador (exemplo de unidades: polegada ou mm).

Requisitos de energia elétrica

Uma aplicação pode vir com uma fonte de energia elétrica pré-existente ou ter uma fonte de alimentação recém-instalada com determinadas especificações e requisitos de energia elétrica. Verifique as especificações de tensão (VCC ou VCA) e corrente (Ampere ou A) da(s) fonte(s) de alimentação e do(s) atuador(es) para verificar se estão dentro da faixa adequada. A regra geral é que a fonte de alimentação precisa ter uma capacidade de corrente superior à soma da corrente máxima exigida por todas as unidades conectadas a ela.

Atuadores de 12V ou 24V: qual escolher?

Resistência ambiental

O Classificação de Proteção contra Ingresso (IP) O sistema utiliza um código de dois dígitos para definir o nível de proteção de todos os produtos. O primeiro dígito representa a proteção contra sólidos e o segundo, contra líquidos. O Código IP foi criado para padronizar os níveis de proteção e limitar interpretações errôneas ou representações equivocadas da capacidade de proteção de um produto. Classificação de névoa salina É crucial para a proteção contra a corrosão que pode ocorrer devido ao sal em estradas, praias, água salgada, etc.

Feedback Posicional

Dispositivos de feedback posicional integrados, como encoders, sensores de efeito Hall, potenciômetros, etc., são usados para transmitir sinais que serão lidos por um controlador para determinar a posição do curso do atuador. Isso permite recursos como múltiplos atuadores que podem se mover simultaneamente na mesma velocidade em movimento síncrono, predefinições de memória e/ou exibição de posição.

Compatibilidade do sistema de controle

Verifique se o seu atuador possui protocolos de comunicação/Feedback posicional compatíveis com os controladores que você estava considerando. Por exemplo, os PA-12-T (TTL/PWM) e PA-12-R (RS-485) servoatuadores de microprecisão oferecem controle de posição preciso, com precisão posicional de até 100 μm, e exigem protocolos de comunicação avançados para esse desempenho. Outra coisa a considerar é se o tipo de motor do seu atuador será compatível com um sistema de controle. Motores sem escovas de operação contínua, como os encontrados em nossos PA-14 atuadores lineares personalizados, exigem caixas de controle compatíveis com seu funcionamento, como a caixa de controle LC-241.

Para ver quais de nossas caixas de controle e atuadores são compatíveis entre si, confira nossas tabelas de comparação e tabelas de compatibilidade abaixo:

Funções Programáveis

As caixas de controle, como a nossa série FLTCON, permitem programar funções, recursos de segurança e outras configurações do usuário, acessíveis através da conexão. controle remotoQuando vários atuadores do tipo efeito Hall são conectados a uma caixa de controle FLTCON, a caixa de controle garante a sincronização dos motores para que se movam juntos à mesma velocidade.

Controles manuais básicos

Considere se havia alguma restrição orçamentária para o projeto e escolha um sistema de controle que ofereça o melhor custo-benefício, atendendo aos seus requisitos de desempenho. Por exemplo, projetos simples para ambientes internos que não exigem alta precisão funcionariam sem problemas com um sistema de controle. Como instalar um interruptor basculante básico sem alta proteção contra entrada de água para controlar um microcontrolador de 2 fios ou mini atuador linear a um preço acessível.

Os atuadores lineares elétricos vêm em uma ampla variedade de designs, cada um projetado para atender a requisitos específicos de desempenho, condições ambientais e restrições de espaço. De microunidades compactas que cabem nos espaços mais apertados a modelos industriais de serviço pesado capazes de mover milhares de libras, cada categoria oferece pontos fortes e aplicações exclusivas.

Fatores como fator de forma, capacidade de força, comprimento de Recorrido e ambiente operacional desempenham um papel na determinação do atuador certo para a tarefa. Compreender as características e especialidades dos diferentes tipos de atuadores — como tubulares, micro, industriais, mini, padrão, de trilho e telescópicos — pode ajudar você a escolher a melhor solução para o seu projeto, seja para robótica de precisão, máquinas de grande porte ou sistemas de automação sob medida.

Para comparar nossos diferentes modelos de atuadores lineares, temos nossa ferramenta de comparar atuadores e compilamos uma tabela comparativa de referência de atuadores.

Microatuadores

Microatuadores São projetados para aplicações onde o espaço é extremamente limitado. Seu formato compacto permite a integração em sistemas pequenos, embora isso comprometa a força de saída, que geralmente fica na faixa baixa a média. Variantes de microatuadores podem se destacar no posicionamento de alta precisão, em vez de levantamento de cargas pesadas, e são frequentemente escolhidas por sua construção leve e adaptabilidade. 

Mini atuadores

Mini atuadores Os miniatuadores preenchem a lacuna entre os microatuadores e os atuadores padrão, oferecendo um equilíbrio entre tamanho compacto e capacidade de força moderada. Seu design permite a instalação em aplicações com espaço limitado, sem comprometer o desempenho necessário para diversas necessidades de automação. Os miniatuadores oferecem flexibilidade sem sacrificar muito a força ou o curso, tornando-os uma opção versátil para projetos de média potência e com restrições de espaço. Também disponibilizamos um questionário online com perguntas que podem ajudá-lo a escolher o modelo mais adequado às suas necessidades em nossa linha de micro e miniatuadores.

Atuadores padrão

Atuadores padrão São a categoria mais comum e versátil, projetada para uso geral em uma ampla gama de indústrias. Estão disponíveis em diversos comprimentos de curso e níveis de força, com ampla compatibilidade com sistemas de controle e fácil integração em configurações simples e complexas com funções de feedback. Sua combinação equilibrada de desempenho, disponibilidade e preço acessível as torna a escolha ideal para projetos que exigem confiabilidade sem restrições especializadas. 

Atuadores industriais

Atuadores industriais São projetados para aplicações de alta exigência que demandam força máxima e alta resistência às intempéries. Fabricados com materiais robustos, motores de alta capacidade e sistemas de engrenagens reforçados, são capazes de produzir forças que podem ultrapassar 1360 kg (3000 libras). Muitos modelos oferecem opções de montagem personalizáveis e estão em conformidade com as normas industriais. Em ambientes onde o tempo de atividade e a capacidade de carga são críticos, os atuadores industriais oferecem a durabilidade e o desempenho confiável necessários para condições exigentes em ambientes agressivos.

Atuadores Tubulares

Atuadores tubulares Possuem um invólucro cilíndrico que lhes confere uma aparência elegante e discreta, tornando-os funcionais e esteticamente agradáveis. Seu design fechado geralmente oferece classificações de proteção contra entrada de água e poeira mais elevadas, como IP65 ou superior. O design tubular permite uma largura e altura mais compactas em troca de um comprimento total retraído maior. Isso os torna ideais para ambientes externos ou aplicações onde o atuador ficará exposto às intempéries e para instalações com espaço limitado em largura e altura.

Atuadores de trilho

atuadores de esteira Os atuadores de trilho operam de forma diferente dos designs tradicionais de haste, utilizando um carro deslizante interno para criar movimento dentro de um corpo de comprimento fixo. Como o comprimento do corpo não se altera com o curso, são ideais para situações em que o espaço de extensão é limitado. Esse design aprimora a estabilidade, pois o carro móvel possui múltiplos pontos de contato com um caminho predefinido, em vez de ficar suspenso no ar. Como a arquitetura aberta dos atuadores de trilho é mais sensível à poeira e à água em comparação com os designs convencionais selados, eles são mais adequados para aplicações internas.

Atuadores telescópicos

Atuadores telescópicos Empregam múltiplos estágios aninhados de eixos que se estendem uns a partir do interior dos outros, de forma semelhante às seções de um telescópio. Isso permite alcançar longos comprimentos de curso sem exigir um longo comprimento retraído, tornando-os ideais para aplicações com severas restrições de espaço quando armazenados. Semelhante a colunas de elevaçãoEmbora sejam geralmente mais complexos mecanicamente, oferecem capacidades únicas que os atuadores padrão não conseguem igualar. Combinando armazenamento compacto com grande capacidade de extensão, os atuadores telescópicos proporcionam uma solução eficaz para alcançar locais mais distantes em aplicações com espaço limitado.

A maneira mais simples de garantir que você tenha os suportes de montagem corretos para seu atuador linear é obter seus suportes de montagem do fabricante original do atuador e verificar se são compatíveis. Para mais informações, oferecemos nossa tabela de compatibilidade de suportes de montagem e descrições de produto em cada um de nossos atuadores. Outros fabricantes também podem ter fontes semelhantes; no entanto, você também pode entrar em contato com suporte ao cliente conforme necessário. Em certos casos, usuários com requisitos exclusivos ou aplicações especializadas podem considerar fabricar seus próprios suportes sob medida de acordo com as medidas, o design e o formato de que precisam. Confira nossos desenhos 3D de atuadores como fonte de referência adicional.

Tão importante quanto encontrar suportes de montagem compatíveis para seus atuadores lineares é selecionar o processo de montagem mais adequado para sua aplicação. Abaixo, apresentamos dois métodos comuns utilizados para montar um atuador linear elétrico. 

• Montagem de pivô duplo 
• Montagem fixa

Montagem de pivô duplo

A montagem com pivô duplo é um método que consiste em fixar um atuador em ambos os lados com um ponto de montagem que permite a rotação livre, geralmente um pino de fixação ou um garfo. Essa montagem permite que o atuador gire em ambos os lados durante a extensão e retração, possibilitando um movimento de trajetória fixa com dois pontos de pivô livres.

Um exemplo de aplicação desse método é abrir e fechar automaticamente. portas do galinheiroQuando o atuador se estende, os dois pontos de fixação permitem que a porta se abra. O movimento de abertura e fechamento da porta causa mudanças de ângulo, mas o pivô proporciona espaço suficiente para a rotação dos dois pontos de fixação. Ao usar este método, certifique-se de que haja espaço suficiente para a extensão do atuador, sem obstáculos em seu caminho.

Montagem fixa

No método de montagem estacionária, o eixo pode se estender e retrair da carcaça em linha reta, enquanto o restante do atuador permanece montado em uma posição fixa. Um suporte de montagem para a carcaça do eixo pode ser utilizado para auxiliar no alinhamento ideal do atuador na superfície de montagem. Esse tipo de montagem é comumente utilizado para realizar ações como empurrar e puxar um acessório frontalmente. Por exemplo, essa forma de montagem é ideal para empurrar e puxar. uma trava de porta deslizante Para trancar e destrancar uma porta. Ao optar por este método, certifique-se de que o dispositivo de montagem suporte a carga aplicada pelo atuador. 

A versatilidade dos atuadores lineares elétricos, com sua operação eficiente, construção durável, opções de personalização e especificações de alto desempenho, abre um mundo de possibilidades infinitas. Aqui estão alguns exemplos de aplicações e setores onde são utilizados: 

• Automação residencial: a conveniência e a segurança adicionais de ter... fechaduras de segurança para portas, pérgolas motorizadas com cobertura de venezianas, portas automáticas, e persianas Os atuadores tornam-se soluções populares para casas inteligentes. Eletrodomésticos como TVs podem ser posicionados na altura ideal sem complicações. elevadores de TV que utilizam atuadores elétricos lineares. Existem também elevadores de mesa que utilizam atuadores para ajustar a altura de acordo com as necessidades dos usuários.

Aplicações de atuadores elétricos na automação residencial:

• Projetos personalizados/faça você mesmo: Em muitos casos, prototipagem um novo produto ou criação versões em pequena escala É uma etapa crucial no processo de identificação de possíveis desafios que precisam ser abordados antes de prosseguir com um projeto finalizado. Parques de diversões personalizados e fantasias de Halloween utilizam essa abordagem. animatrônicos, robôs de cinemae adereços de efeitos especiais que cativam o público através de movimentos realistas.
  
• Indústrias médicas: No campo médico, precisão O controle de microatuadores é crucial para equipamentos projetados para lidar com fluxo de fluidos, acionar robôs cirúrgicos ou posicionar equipamentos médicos. Camas ajustáveis, cadeiras, equipamentos de reabilitação e equipamentos de imagem podem incorporar miniatuadores para proporcionar movimentos silenciosos e suaves. ambientes hospitalares.
  
• Indústrias AutomotivasAs aplicações automotivas apresentam uma variedade de casos de uso diferentes e exigem soluções inovadoras com atuadores lineares personalizados, projetados para atender à crescente demanda. Os casos de uso podem incluir a abertura de portas e janelas. compartimentos de armazenamento, criando campistas, inclinação dos espelhos, ajustes dos vidros, ajustes dos assentos e conversão automática do teto.
• Aplicações marítimasAs opções de design à prova d'água e resistentes à água, combinadas com recursos de desempenho versáteis, também tornam os atuadores lineares elétricos populares em aplicações marítimas e casos de uso OEM. Torres de wakeboard F, compartimentos internos e controles invertidosOs atuadores oferecem flexibilidade e operações limpas que atendem às normas marítimas e ambientais.
  
• Indústria de ManufaturaAs fábricas utilizam atuadores lineares no manuseio de materiais, como em equipamentos de corte que se movem para cima e para baixo, e em válvulas que controlam o fluxo de matérias-primas. Robôs e braços robóticos, tanto dentro quanto fora da indústria de manufatura, também fazem uso de sistemas de atuadores lineares para realizar movimentos em linha reta. 
• Energia renovávelOs sistemas de rastreamento solar são essenciais em instalações modernas de energia solar, projetados para otimizar o alinhamento dos painéis solares com o sol, maximizando a captação de energia. Os atuadores lineares elétricos aprimoram significativamente a funcionalidade desses sistemas, proporcionando controle preciso, automação avançada e recursos de segurança robustos.

Na Progressive Automations, a qualidade está no centro de tudo o que fazemos. Desde o primeiro dia, construímos uma organização obcecada pela qualidade, com um conjunto rigoroso de padrões, visando sempre o melhor para nossos clientes e buscando melhorias contínuas. Por isso, temos o prazer de anunciar que a Progressive Automations agora é Certificação ISO 9001:2015Atender e superar esse conjunto de padrões é o que nos permite superar consistentemente as expectativas dos clientes.

Como uma marca global com presença consolidada em EUA, Canadá, e AustráliaA Progressive Automations se destaca por sua ampla seleção de atuadores lineares elétricos, incluindo modelos robustos, micro e tubulares. Com entrega rápida, suporte especializado e soluções personalizadas para OEMs, somos um fornecedor de atuadores elétricos de referência para diversos setores, desde automação residencial até manufatura industrial. Nosso compromisso com a qualidade e a experiência do cliente nos torna uma das principais opções entre os fornecedores de sistemas de atuadores.

Se os atuadores padrão não atenderem às suas necessidades, também oferecemos atuadores lineares personalizados!