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Introduzione agli attuatori lineari con trasmissione a 180°

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Introduzione agli attuatori lineari con trasmissione a 180°

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Introduzione agli attuatori lineari con azionamento a 180°

Che cos'è un attuatore lineare elettrico?

In numerose applicazioni in campo medico e industriale, il movimento lineare può essere richiesto per eseguire diversi compiti. Un attuatore lineare elettrico sfrutta l'energia elettrica e il movimento rotatorio di un motore elettrico, trasformandolo rispettivamente in energia meccanica e movimento lineare.

Un attuatore lineare elettrico è un componente cruciale della macchina, comunemente impiegato per semplici movimenti di spinta e trazione, ma anche per applicazioni di sollevamento e inclinazione. Il vantaggio significativo degli attuatori lineari elettrici risiede nella loro capacità di fornire un controllo del movimento efficiente, duraturo e sostenibile.

Tipi di attuatori lineari elettrici*

1. Vite principale montata su albero. In questo sistema, la vite guida è montata sull'albero del motore o del riduttore e la chiocciola è guidata nell'elemento antirotazione per limitare il suo movimento rotatorio. Quando la vite di comando ruota, la chiocciola fornisce il movimento lineare, spostandosi avanti e indietro lungo la vite di comando. Per ottenere il movimento lineare desiderato nell'applicazione, è essenziale guidare la chiocciola a livello dell'applicazione. Se i requisiti di coppia e velocità sono superiori alle capacità della tecnologia del motore, il progetto prevede un riduttore.

2. Vite di guida integrata nel motore per il movimento lineare diretto. In questo sistema, la chiocciola è integrata nel rotore del motore e la vite guida è accuratamente guidata da una funzione antirotazione. La rotazione del rotore facilita la corsa lineare della vite principale, ottenendo un movimento lineare diretto da questo design.

*I sistemi di attuatori lineari possono utilizzare viti a ricircolo di sfere o viti cilindriche. Questo blog si concentra su quelli che utilizzano viti a ricircolo di sfere.

Ognuno di questi sistemi è comune e facilmente disponibile sul mercato. La scelta del tipo di sistema corretto si basa sulle specifiche del sistema di attuatori e sui requisiti dell'applicazione.

Che cos'è un attuatore lineare a 180°?

Questo interessante meccanismo di azionamento presenta una caratteristica unica: il movimento in uscita è intelligentemente sfalsato rispetto all'asse del motore. In parole povere, il movimento generato sull'asse di uscita è esattamente 180° opposto a quello dell'asse di ingresso. Per visualizzare meglio questo concetto, si osservi il diagramma (sul sito web) che illustra gli assi di ingresso e di uscita, con l'alimentazione che scorre senza soluzione di continuità dal motore alla vite e al dado. Questa disposizione unica rende l'attuatore lineare con azionamento a 180° un meccanismo estremamente versatile per un'ampia gamma di applicazioni.

Perché è necessario un azionamento a 180°?

Per alcune applicazioni, i tipi di attuatori lineari sopra citati non sono ideali a causa dei vincoli di spazio o dei requisiti di imballaggio; in altri casi, l'applicazione richiede un movimento lineare sfalsato rispetto all'asse del motore, che consente di progettare un'applicazione più ergonomica. È anche possibile che gli attuatori standard non soddisfino i requisiti di forza e velocità richiesti dall'applicazione. In questo caso, la possibilità di selezionare individualmente il motore, il riduttore e la vite di comando per il sistema lineare a 180° può rappresentare un vantaggio significativo.

Componenti di un meccanismo di azionamento a 180°

Questo meccanismo comprende un motore elettrico, un sistema di retroazione, un sistema di ingranaggi, una vite di comando e una chiocciola. La scelta della tecnologia del motore elettrico dipende dai requisiti specifici dell'applicazione (per saperne di più su come selezionare la tecnologia del motore ideale, leggete qui). Allo stesso modo, la tecnologia di trasmissione appropriata può essere scelta in base all'uscita desiderata. I componenti della vite e della chiocciola sono disponibili in configurazioni standard e possono essere personalizzati in base alle esigenze specifiche dell'applicazione.

Configurazioni potenziali per meccanismi di azionamento a 180°

Le figure 5-7 mostrano alcune configurazioni potenziali dei componenti di azionamento precedentemente menzionati, ma queste possibilità non sono esaustive. Esistono due configurazioni principali per le viti di guida: quella vincolata e quella non vincolata. Nella disposizione non vincolata, la funzione antirotazione è prevista dall'applicazione per ottenere un movimento lineare. Al contrario, nella disposizione vincolata, la funzione antirotazione è fornita all'interno dell'attuatore stesso per ottenere il movimento lineare.

Applicazioni che utilizzano un attuatore lineare con trasmissione a 180°

L'attuatore lineare con azionamento a 180° offre vantaggi in un'ampia gamma di applicazioni in ambito medico e industriale. Nel settore medicale, un'applicazione chiave è rappresentata dai meccanismi di azionamento delle siringhe negli autoiniettori e negli iniettori a contatto con il corpo, ottimizzando le dimensioni e l'ergonomia del dispositivo. Altre applicazioni, come le pipette elettroniche, le mani protesiche e le cucitrici chirurgiche, possono sfruttare la combinazione unica di forza e velocità con le dimensioni compatte.

Conclusione

Gli attuatori lineari elettrici svolgono un ruolo fondamentale nel convertire il movimento rotatorio di un motore elettrico in un preciso movimento lineare in un'ampia gamma di applicazioni mediche e industriali. L'attuatore lineare con azionamento a 180°, con la sua esclusiva potenza di uscita sfalsata, ha diverse configurazioni potenziali ed è versatile nella sua capacità di uscita. Gli ingegneri, grazie alla conoscenza di questi sistemi di attuatori lineari, possono affrontare con precisione le complessità del movimento lineare per ideare soluzioni personalizzate ed efficienti.