Che cos'è un attuatore rotativo: funzionamento e applicazioni

Che cos'è un attuatore rotativo: funzionamento e applicazioni

Un attuatore idraulico è un tipo di dispositivo meccanico utilizzato per trasformare l'energia in un movimento lineare utilizzando l'idraulica. In generale, il funzionamento di attrezzature pesanti dipende principalmente da diversi attuatori idraulici. Per esempio; un bulldozer è in grado di sollevare tonnellate di macerie con gli attuatori che si trovano all'interno del suo braccio di sollevamento. Questi sono ampiamente utilizzati ogni volta che sono richieste operazioni ad alta velocità e grande forza come nei sistemi di controllo ad anello chiuso. Gli attuatori idraulici sono classificati in tre tipi lineari, rotativi e semirotativi. Questo articolo discute un tipo di attuatore idraulico vale a dire; attuatore rotante – lavorare con le applicazioni.




Che cos'è un attuatore rotativo?

Un attuatore rotante è un dispositivo elettrico, a fluido o manuale utilizzato per convertire l'energia elettrica in movimento rotatorio o oscillatorio. Questi attuatori sono utilizzati principalmente nel funzionamento manuale o automatico delle valvole in cui l'accessibilità di servizi come l'aria compressa o l'energia elettrica gioca un ruolo significativo nella scelta di un attuatore.

Questo tipo di attuatore è diverso da un attuatore lineare perché un attuatore lineare utilizza il movimento lineare per trasmettere potenza quando opposto alla rotazione; tuttavia, un attuatore rotante è collegato a dispositivi per formare attuatori lineari. Questi attuatori sono utilizzati su apparecchiature idrauliche mobili, a bordo di aerei e nei sistemi di controllo del movimento.





Come funziona un attuatore rotativo?

Per un sistema di alimentazione a fluido, un attuatore rotante funziona come un dispositivo o/p che trasporta un movimento oscillante al di sopra di un intervallo limitato in un giro completo del cerchio. Quindi un attuatore rotante destro produce lavoro attraverso l'azione diretta della pressione del fluido contro le palette interne. Qui il lavoro può essere definito come energia applicata a distanza. Un attuatore rotante viene utilizzato principalmente per fornire un movimento rotante o angolare semplicemente consentendo una corsa all'interno di un movimento oscillante di un angolo definito. Questi attuatori generano un tipo speciale di lavoro rotatorio noto come coppia.

  Schema del circuito dell'attuatore rotante
Schema del circuito dell'attuatore rotante

Nel diagramma del circuito dell'attuatore rotante semplice sopra, possiamo osservare che una volta applicata la forza a una coppia, si verificano le coppie. Quando questi attuatori funzionano a una velocità inferiore attraverso una coppia elevata, l'uscita della coppia viene utilizzata al posto della potenza per scopi di identificazione e valutazione. Quando si seleziona un attuatore rotativo, la velocità è una considerazione secondaria per un'applicazione specifica.



Per la misurazione della coppia, le unità tipiche sono piedi per libbra (lb.ft). Ad esempio, se viene utilizzato un attuatore rotante con un raggio di due piedi per sollevare il peso di 200 libbre, la coppia risultante richiesta per ottenere il lavoro sarà di 400 libbre•piedi.

Comprendere la relazione principale tra il sistema fisico e la coppia o/p necessaria consentirà ai progettisti di decidere l'attuatore rotativo adatto per ogni singola applicazione.

Tipi di attuatori rotanti

Gli attuatori rotanti sono disponibili in diversi tipi che vengono discussi di seguito.

Attuatori rotativi manuali

Gli attuatori rotativi manuali utilizzano spesso un azionamento a vite senza fine per aumentare la coppia che un operatore può applicare manualmente per chiudere una valvola. Questi tipi di attuatori sono comuni sulle valvole a sfera e sulle farfalle a un quarto di giro ovunque le capacità autobloccanti di diversi azionamenti a vite senza fine aiutino a mantenere la valvola chiusa. Questi attuatori utilizzano spesso volantini di grandi dimensioni per aumentare la coppia disponibile dei lavoratori. A volte questi dispositivi sono chiamati comandi manuali o operatori di ingranaggi nell'industria delle valvole.

  Attuatore rotativo manuale
Attuatore rotativo manuale

Attuatori rotativi elettrici

Gli attuatori rotanti elettrici sono utilizzati per azionare i componenti in rotazione attraverso l'energia elettromagnetica da an motore elettrico . Normalmente forniscono funzionalità di indicizzazione e controllo per consentire arresti di molte posizioni con corse. L'elemento rotante di questo attuatore è un albero circolare o un tavolo. Gli alberi circolari comprendono spesso sedi per chiavette, mentre le tabelle offrono un modello di bullone per il montaggio di componenti aggiuntivi.

  Tipo elettrico
Tipo elettrico

Le specifiche di questo attuatore includono alimentazione di tensione, coppia massima, ripetibilità, capacità di carico, temperatura di esercizio, angolo di rotazione e corsa lineare. Gli attuatori rotanti elettrici sono utilizzati in diverse applicazioni come i dispositivi di commutazione ad alta potenza, l'industria dell'energia elettrica, l'industria automobilistica e le applicazioni di imballaggio.

Attuatori rotativi a fluido

Gli attuatori rotanti a fluido sono noti anche come attuatori rotanti pneumatici o rotanti idraulici. In questi tipi di attuatori, la potenza del fluido viene fornita ai cilindri per spostare gli scotch yoke e i gruppi pignone e cremagliera o ai rotori per l'azionamento dell'albero rettilineo da aria o olio idraulico. In genere, questi tipi di attuatori si muovono tra arresti da 90° a 360° in base ai requisiti di rotazione di un componente o una valvola specificati.

  Fluido
Fluido

Attuatori rotativi a cremagliera e pignone

Si tratta di dispositivi meccanici utilizzati principalmente per controllare automaticamente serrande o valvole in applicazioni industriali. In questo attuatore, pignone e cremagliera è un nome generico utilizzato per una coppia di ingranaggi che cambiano il movimento da lineare a rotatorio. Una barra degli ingranaggi lineare è nota come cremagliera che collega i denti su un ingranaggio rotondo noto come pignone. Quando la forza lineare viene applicata sulla cremagliera provoca un movimento di rotazione del pignone.

  Tipo a pignone e cremagliera
Tipo a pignone e cremagliera

Attuatori rotativi a giogo scozzese

Questo tipo di attuatore comprende una barra scorrevole collegata ad una valvola ad un'estremità mentre un giogo è collegato all'altra estremità, che include una fessura per un blocco che scorre semplicemente avanti e indietro. Il pattino è semplicemente collegato a un pistone, di conseguenza, una volta che il pistone si muove, il blocco guida, il giogo gira e successivamente sposta la barra per aprire la valvola.

  Tipo Scotch Yoke
Tipo Scotch Yoke

Questo attuatore viene utilizzato nel settore petrolifero e del gas per attivare valvole per la separazione del flusso all'interno dei tubi, utilizzato nell'industria mineraria per attivare valvole per la separazione degli ugelli all'interno delle linee di lavaggio delle rocce e acqua e acque reflue per attivare valvole per la separazione di linee di alimentazione, serbatoi e filtri.

Attuatori elicoidali

L'attuatore rotante elicoidale utilizza una serie di ingranaggi elicoidali e un cilindro per convertire un i/p lineare in un'uscita rotante oscillatoria. Il cilindro di questo attuatore conterrà tre perni rotanti e tre scanalature elicoidali lavorate all'interno del tubo più esterno. Quindi questo tubo include anche tre chiavi nella sua parte minore per evitare che si sposti troppo attraverso le scanalature all'interno del cilindro centrale. Una volta che il cilindro è in movimento, l'aria spinge verso il basso il cilindro più esterno per aprire la valvola e premere una molla all'esterno del tubo più esterno. Quando la forza dell'aria viene rilasciata, la molla spinge la valvola per richiudersi.

  Attuatore elicoidale
Attuatore elicoidale

Attuatori elettroidraulici

Gli attuatori elettroidraulici utilizzano fluido idraulico pressurizzato per azionare una valvola, ma la loro principale fonte di energia è esclusivamente elettrica. L'energia elettrica fornita viene utilizzata per energizzare un motore elettrico per controllare una pompa idraulica, dopodiché fornisce il fluido pressurizzato per azionare un attuatore idraulico per controllare la valvola. L'intero sistema è autonomo, eliminando la necessità di un'unità di potenza idraulica separata per semplificare la costruzione del sistema e migliorare l'affidabilità e la sicurezza.

  Tipo elettroidraulico
Tipo elettroidraulico

Questo attuatore utilizza valvole rotative o lineari in base ai requisiti dell'applicazione. Questi attuatori sono perfetti per azionare valvole che richiedono grandi spinte o coppie dove sono necessarie velocità operative elevate o sistemi fail-safe.

Attuatori rotativi a palette

Gli attuatori a palette pneumatici e idraulici utilizzano semplicemente un minimo di una o due palette collegate a un mozzo in una camera circolare oa forma di cuneo, ovunque la paletta possa ruotare da 90 a 280 gradi. In questi attuatori, il mozzo ruota semplicemente tra gli arresti utilizzando olio o aria forzata per generare movimento sullo stelo di uscita. Un attuatore a doppia paletta include due pale opposte che forniscono una coppia maggiore ma la rotazione è molto limitata rispetto a un attuatore a paletta singola all'interno di una camera circolare completa.

  Attuatore rotativo a palette
Attuatore rotativo a palette

La paletta in questo attuatore ruota durante la pressurizzazione e continua a girare fino a raggiungere la fine della corsa. Una volta che la pressione dell'aria viene applicata a un'altra estremità della pala, può far girare l'albero nella direzione inversa.

Questi attuatori vengono utilizzati dove lo spazio è limitato a causa delle loro dimensioni solide; spesso utilizzato per trasferire, bloccare o posizionare carichi leggeri all'interno di applicazioni a media velocità.

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggi di un attuato rotativo r includere quanto segue.

  • Questi sono durevoli e forniscono una coppia relativamente alta per le dimensioni.
  • Riduce i problemi di manutenzione.
  • Questi attuatori ruotano, quindi possono spostare facilmente oggetti diversi a qualsiasi angolazione richiesta
  • Questo attuatore è molto stabile una volta azionato e anche a velocità inferiori.
  • Fornisce operazioni di accelerazione e decelerazione molto fluide.
  • L'attuatore rotante con un motore passo-passo, la regolazione della velocità e della posizione può essere eseguita semplicemente.

Il svantaggi degli attuatori rotanti include il seguente.

  • Un attuatore a palette ha coppia e rotazione limitate rispetto agli attuatori a pignone e cremagliera, normalmente fino a 280° più alti per un modello a paletta singola. Quindi questi sono applicabili in carichi leggeri all'interno di applicazioni a media velocità.
  • Questi attuatori possono sopportare solo carichi leggeri perché l'albero utilizza piccoli cuscinetti a boccola.
  • Capacità d'urto minima.
  • Gli arresti esterni sono normalmente necessari per applicazioni basate su velocità più elevate.

Applicazioni

Le applicazioni degli attuatori rotanti includono quanto segue.

  • Questi sono utilizzati in diversi sistemi di controllo del movimento e anche per azionare morsetti o manipolatori pick-and-place.
  • Gli attuatori rotanti sono usati frequentemente nel settore aerospaziale per convertire il movimento rotatorio ad alta velocità, a bassa coppia, ecc.
  • Anche altri attuatori rotanti specializzati sono progettati per l'uso sott'acqua.
    Questi sono utilizzati in applicazioni agricole per bracci rotanti, bracci o altri dispositivi su un particolare
  • gamma.
  • Gli attuatori rotanti idraulici sono normalmente utilizzati in applicazioni dove sono richieste coppie elevate.
  • Questi sono utilizzati nelle industrie per il posizionamento, il trasferimento e il bloccaggio di parti.
  • Questo è un cilindro pneumatico utilizzato per dare un movimento angolare o rotante semplicemente consentendo una corsa all'interno di un movimento oscillante con un angolo definito.
  • Questi sono utilizzati in applicazioni industriali, marine, movimentazione di materiali, robotica, lavorazione dei metalli, ecc.

Quindi, questo è tutto una panoramica dell'attuatore rotante – tipi con applicazioni. La scelta di questo attuatore dipende principalmente dalla coppia, dalla rotazione, dalle dimensioni del pacchetto, dal metodo di alimentazione, dall'applicazione, dalle caratteristiche meccaniche dell'oggetto in rotazione, dall'esistenza di atmosfere instabili, ecc. Questi attuatori sono più frequentemente utilizzati nel gas e industrie petrolifere. Ecco una domanda per te, cos'è un attuatore?