Atuador Mecânico: Projeto, Trabalho e Suas Aplicações

Em máquinas elétricas, um atuador é um componente essencial usado para mover e controlar um sistema ou dispositivo. Um atuador usa uma fonte de energia e também um dispositivo de controle. Geralmente, o dispositivo de controle é uma válvula. Uma vez que um dispositivo de controle recebe um sinal de controle, um atuador reage imediatamente simplesmente mudando a fonte de energia para movimento mecânico. Existem diferentes tipos de atuadores disponíveis, como atuadores macios, hidráulicos, pneumáticos, elétricos, térmicos/magnéticos e mecânicos. Portanto, este artigo discute um dos tipos de atuadores, a saber, atuadores mecânicos – trabalhar com aplicativos.

O que é um atuador mecânico?

O atuador mecânico é um dispositivo que usa uma fonte de energia para atingir o movimento físico. Esses atuadores são importantes e estão disponíveis em quase todas as máquinas automatizadas. As fontes de energia utilizadas nestes atuadores são; corrente elétrica, pneumática e hidráulica que são operadas manualmente ou ligadas/desligadas através de um sistema automatizado. A função do atuador mecânico é mudar o movimento de rotativo para linear com a ajuda de engrenagens em uma velocidade diferente. Os atuadores mecânicos são categorizados como fusos de avanço, fusos de esferas, pinhão e cremalheira, acionados por correia, etc. O diagrama do atuador mecânico é mostrado abaixo.

Princípio de Funcionamento do Atuador Mecânico

O princípio de funcionamento de um atuador mecânico é realizar o movimento alterando o movimento rotativo em movimento linear. Portanto, a operação do atuador mecânico depende principalmente de combinações de componentes estruturais, como trilhos e engrenagens, ou correntes e polias.

Projeto do Atuador Mecânico

O atuador mecânico é projetado usando vários componentes, mas os componentes mais ativos são o motor, a engrenagem, o conjunto do parafuso e o tubo de extensão. Esses atuadores normalmente funcionam alterando o movimento de rotativo para linear.

Motor

O motor usado neste atuador é um motor DC onde toda a potência do atuador é produzida.

Engrenagem

Uma engrenagem é projetada com plástico ou aço que é usado para alterar a relação entre a velocidade do mecanismo de acionamento e a velocidade das peças acionadas. A engrenagem é conectada simplesmente a uma fonte de energia como o motor.

Parafuso

Este atuador funciona no parafuso. Então, girando a porca de um atuador, o eixo do parafuso se moverá dentro de uma linha.

Tubo de extensão

O tubo de extensão também é chamado de tubo interno que geralmente é feito de aço inoxidável ou alumínio. Este tubo é conectado à porca de acionamento rosqueado e se estende e retrai quando a porca gira ao longo do fuso rotativo.

Uma vez que o motor no atuador é alimentado, ele gira a engrenagem. Portanto, esta engrenagem simplesmente multiplica o torque e diminui a velocidade do motor. As engrenagens giram um parafuso e a porca no parafuso é simplesmente conectada ao tubo de extensão e é movida para dentro ou para fora com base na direção do parafuso.

Há uma quebra de mola em vários atuadores que manterão a carga quando o motor não estiver funcionando. Esta quebra de mola enrolada manterá a carga em qualquer direção, empurrando ou puxando sem energia. Os parafusos usados ​​em diferentes atuadores são parafusos de avanço ou fusos de esferas.

Tipos de Atuadores Mecânicos

Existem três tipos de atuadores mecânicos disponíveis no mercado pneumáticos ou de pressão de ar, hidráulicos ou de pressão de fluidos e atuadores elétricos.

Atuadores Pneumáticos

Um atuador pneumático usa gás pressurizado ou ar comprimido para formar um movimento controlado. Esses atuadores são versáteis e podem ser modificados para uso em qualquer projeto. A principal vantagem deste atuador é; é muito simples de utilizar e é uma alternativa segura para atuadores hidráulicos e elétricos, pois eles não precisam de eletricidade ou ignição para operar. A principal desvantagem deste atuador é que um compressor deve funcionar continuamente para manter a pressão de trabalho, independentemente de o dispositivo ser usado ou não.

Atuador Hidráulico

Um atuador mecânico hidráulico usa a pressão do líquido para fazer um movimento mecânico. Portanto, esses atuadores são usados ​​principalmente sempre que uma quantidade significativa de energia é necessária para um sistema ou máquina funcionar. Estes são comumente disponíveis em máquinas pesadas onde a potência hidráulica é simplesmente controlada através da quantidade de líquido dentro de um cilindro. Quando o fluido é aumentado, a pressão é criada e a pressão é diminuída através da diminuição do fluido. Mesmo que esses atuadores sejam muito úteis, uma vez que a energia de alta potência é necessária, eles são voláteis na natureza e precisam de mecânicos extremamente treinados para operar e manter. Para saber mais sobre Atuador Hidráulico .

Atuador elétrico

Um atuador elétrico é usado para mudar a energia de elétrica para mecânica de uma fonte de energia elétrica. Um atuador elétrico é usado para operação de válvulas, fabricação de alimentos e bebidas, manuseio de materiais e equipamentos de corte. Geralmente, eles são muito fáceis de manter em comparação com o atuador hidráulico e fornecem uma alta faixa de precisão. Consulte este link para saber mais sobre Atuador Elétrico .

As principais desvantagens desses atuadores são; eles não são adequados para todos os ambientes e requerem controle para tendências de superaquecimento. Esses atuadores não têm posição confiável se houver perda de energia e têm uma taxa média de falha maior em comparação com o atuador pneumático.

Propriedades

As propriedades dos atuadores pneumáticos e elétricos estão listadas abaixo.

Vantagens e desvantagens

As vantagens dos atuadores mecânicos incluem o seguinte.

• Esses atuadores são muito fáceis de usar.
• O nível de precisão é alto.
• Estes são rentáveis.
• Estes são versáteis e personalizáveis.
• Estes são muito seguros.
• Seu desempenho é duradouro.
• Confiabilidade estendida
• Fácil configuração e instalação
• O controle de movimento é mais preciso.
• Menos barulho.
• Menos manutenção.
• O consumo de energia é menor.
• Sem vazamentos e uma gama completa de tamanhos, opções e configurações.

o As desvantagens dos atuadores mecânicos incluem o seguinte.

• Comparado ao pneumático, o atuador elétrico é menos econômico.
• Ambiente de trabalho severo
• Se a energia for perdida, não há posição de segurança contra falhas.
• Em um atuador pneumático, o compressor deve funcionar constantemente
• Atuadores hidráulicos têm natureza instável.
• Atuadores hidráulicos precisam de mecânicos extremamente treinados.
• Estes são muito sensíveis à vibração

Formulários

As aplicações de atuadores mecânicos incluem o seguinte.

• Os atuadores mecânicos são usados ​​para alterar o movimento rotativo para o movimento linear.
• Estes são aplicáveis ​​onde são necessários movimentos lineares, como elevação, translação e posicionamento linear.
• Este atuador simplesmente funciona mudando um tipo de movimento para outro usando polias, engrenagens, correntes, etc.
• Esses atuadores alteram o sinal i/p elétrico para uma força de excitação mecânica. Eles são usados ​​em combinação com um radiador separado em alto-falantes de modo distribuído e aplicativos de controle ativo para cancelamento de vibração e ruído.
• Esses dispositivos simplesmente fornecem movimentos limitados e controlados que funcionam manualmente, eletricamente ou com diferentes fluidos, como hidráulico, ar, etc.

Assim, esta é uma visão geral de uma mecânica atuador - funcionando com aplicativos. Neste atuador, os mecanismos internos que são usados ​​para converter a energia i/p em um movimento diferem principalmente com base na direção de saída pretendida e na fonte de energia específica utilizada. A direção do movimento o/p é rotativa ou linear. Geralmente, esses atuadores são muito poderosos em comparação com os tipos eletromagnéticos usados ​​em aplicações de alto torque. Aqui está uma pergunta para você, o que é um atuador?