Attuatore meccanico: design, funzionamento e sue applicazioni

Nelle macchine elettriche, un attuatore è un componente essenziale utilizzato per spostare e controllare un sistema o un dispositivo. Un attuatore utilizza una fonte di energia e anche un dispositivo di controllo. Generalmente, il dispositivo di controllo è una valvola. Una volta che un dispositivo di controllo riceve un segnale di controllo, un attuatore reagisce immediatamente semplicemente trasformando la fonte di energia in movimento meccanico. Sono disponibili diversi tipi di attuatori come attuatori morbidi, idraulici, pneumatici, elettrici, termici/magnetici e meccanici. Quindi questo articolo discute uno dei tipi di attuatori, vale a dire attuatori meccanici – lavorare con le applicazioni.

Cos'è un attuatore meccanico?

L'attuatore meccanico è un dispositivo che utilizza una fonte di alimentazione per ottenere il movimento fisico. Questi attuatori sono importanti e disponibili quasi su ogni macchina automatizzata. Le fonti di alimentazione utilizzate in questi attuatori sono; corrente elettrica, pneumatica e idraulica che vengono azionate manualmente o attivate/disattivate tramite un sistema automatizzato. La funzione dell'attuatore meccanico è quella di cambiare il movimento da rotativo a lineare con l'ausilio di ingranaggi a una velocità diversa. Gli attuatori meccanici sono classificati come viti di comando, viti a ricircolo di sfere, pignone e cremagliera, trasmissione a cinghia, ecc. Il diagramma dell'attuatore meccanico è mostrato di seguito.

Principio di funzionamento dell'attuatore meccanico

Il principio di funzionamento di un attuatore meccanico consiste nell'eseguire il movimento trasformando il movimento rotatorio in movimento lineare. Quindi il funzionamento dell'attuatore meccanico dipende principalmente da combinazioni di componenti strutturali come rotaie e ingranaggi o catene e pulegge.

Progettazione di attuatori meccanici

L'attuatore meccanico è progettato utilizzando vari componenti, ma i componenti più attivanti sono il motore, l'ingranaggio, il gruppo vite e il tubo di prolunga. Questi attuatori normalmente funzionano cambiando il movimento da rotativo a lineare.

Il motore

Il motore utilizzato in questo attuatore è un motore a corrente continua in cui viene prodotta tutta la potenza dell'attuatore.

Ingranaggio

Un ingranaggio è progettato con plastica o acciaio che viene utilizzato per modificare il rapporto tra la velocità del meccanismo di guida e la velocità delle parti azionate. L'ingranaggio è collegato semplicemente a una fonte di alimentazione come il motore.

Vite

Questo attuatore funziona sulla vite. Quindi, ruotando il dado di un attuatore, l'albero della vite si muoverà all'interno di una linea.

Tubo di prolunga

Il tubo di prolunga è anche chiamato tubo interno che è generalmente realizzato in acciaio inossidabile o alluminio. Questo tubo è collegato al dado di azionamento filettato e si estende e si ritrae una volta che il dado gira lungo il mandrino rotante.

Una volta che il motore nell'attuatore è alimentato, ruota l'ingranaggio. Quindi questo ingranaggio moltiplica semplicemente la coppia e diminuisce la velocità del motore. Gli ingranaggi ruotano una vite e il dado sulla vite è semplicemente collegato al tubo di prolunga e viene spostato dentro o fuori in base alla direzione della vite.

C'è una rottura della molla avvolgente in diversi attuatori che manterranno il carico una volta che il motore non funziona. Questa rottura a molla avvolgente manterrà il carico in qualsiasi direzione spingendo o tirando senza alimentazione. Le viti utilizzate in diversi attuatori sono viti di trasmissione o viti a ricircolo di sfere.

Tipi di attuatori meccanici

Sul mercato sono disponibili tre tipi di attuatori meccanici: pneumatici o a pressione pneumatica, idraulici o a pressione del fluido e attuatori elettrici.

Attuatori pneumatici

Un attuatore pneumatico utilizza gas pressurizzato o aria compressa per formare un movimento controllato. Questi attuatori sono versatili e possono essere modificati per essere utilizzati in qualsiasi progetto. Il vantaggio principale di questo attuatore è; è molto semplice da utilizzare ed è un'alternativa sicura agli attuatori idraulici ed elettrici poiché non necessitano di elettricità o accensione per funzionare. Lo svantaggio principale di questo attuatore è che un compressore dovrebbe funzionare continuamente per mantenere la pressione di lavoro indipendentemente dal fatto che il dispositivo venga utilizzato o meno.

Attuatore idraulico

Un attuatore meccanico idraulico utilizza la pressione del liquido per eseguire un movimento meccanico. Pertanto, questi attuatori vengono utilizzati principalmente ogni volta che è richiesta una quantità significativa di potenza per il funzionamento di un sistema o di una macchina. Questi sono comunemente disponibili nei macchinari pesanti in cui la potenza idraulica è controllata semplicemente attraverso la quantità di liquido all'interno di un cilindro. Quando il fluido viene aumentato, viene creata la pressione e la pressione viene ridotta diminuendo il fluido. Anche se questi attuatori sono molto utili quando è richiesta energia ad alta potenza, sono volatili all'interno della loro natura e necessitano di meccanici estremamente addestrati per il funzionamento e la manutenzione. Per saperne di più Attuatore idraulico .

Attuatore elettrico

Un attuatore elettrico viene utilizzato per cambiare l'energia da elettrica a meccanica da una fonte di alimentazione elettrica. Un attuatore elettrico viene utilizzato per il funzionamento delle valvole, la produzione di alimenti e bevande, la movimentazione dei materiali e le attrezzature di taglio. In generale, questi sono molto facili da mantenere rispetto agli attuatori idraulici e forniscono un'elevata gamma di precisione. Si prega di fare riferimento a questo link per saperne di più Attuatore elettrico .

I principali inconvenienti di questi attuatori sono; non sono adatti a tutti gli ambienti e richiedono il controllo per le tendenze al surriscaldamento. Questi attuatori non hanno una posizione affidabile in caso di perdita di potenza e hanno un tasso medio di guasto maggiore rispetto all'attuatore pneumatico.

Proprietà

Di seguito sono elencate le proprietà degli attuatori pneumatici ed elettrici.

Vantaggi e svantaggi

I vantaggi degli attuatori meccanici includono quanto segue.

• Questi attuatori sono molto facili da usare.
• Il livello di precisione è alto.
• Questi sono convenienti.
• Questi sono versatili e personalizzabili.
• Questi sono molto sicuri.
• Le sue prestazioni sono di lunga durata.
• Affidabilità estesa
• Configurazione e installazione facili
• Il controllo del movimento è più preciso.
• Meno rumore.
• Meno manutenzione.
• Il consumo di energia è inferiore.
• Nessuna perdita e una gamma completa di dimensioni, opzioni e configurazioni.

Il gli svantaggi degli attuatori meccanici includono quanto segue.

• Rispetto al pneumatico, l'attuatore elettrico è meno conveniente.
• Ambiente di lavoro severo
• In caso di interruzione dell'alimentazione, non esiste una posizione di sicurezza.
• In un attuatore pneumatico, il compressore dovrebbe funzionare costantemente
• Gli attuatori idraulici hanno natura instabile.
• Gli attuatori idraulici necessitano di meccanici estremamente addestrati.
• Questi sono molto sensibili alle vibrazioni

Applicazioni

Le applicazioni degli attuatori meccanici includono quanto segue.

• Gli attuatori meccanici vengono utilizzati per cambiare il movimento rotatorio in movimento lineare.
• Questi sono applicabili dove sono richiesti movimenti lineari come elevazione, traslazione e posizionamento lineare.
• Questo attuatore funziona semplicemente cambiando un tipo di movimento in un altro utilizzando pulegge, ingranaggi, catene, ecc.
• Questi attuatori trasformano il segnale elettrico i/p in una forza di eccitazione meccanica. Questi sono utilizzati in combinazione con un radiatore separato all'interno di altoparlanti in modalità distribuita e applicazioni di controllo attivo per vibrazione e cancellazione del rumore.
• Questi dispositivi forniscono semplicemente movimenti limitati e controllati che funzionano manualmente, elettricamente o con fluidi diversi come idraulici, aria, ecc.

Quindi, questa è una panoramica di un meccanico attuatore – funzionante con applicazioni. In questo attuatore, i meccanismi interni utilizzati per convertire la potenza i/p in movimento differiscono principalmente in base alla direzione di uscita prevista e alla particolare fonte di alimentazione utilizzata. La direzione del movimento o/p è rotativa o lineare. In genere, questi attuatori sono molto potenti rispetto ai tipi elettromagnetici così utilizzati nelle applicazioni con coppia elevata. Ecco una domanda per te, cos'è un attuatore?