Types d'actionneurs de vérin électriques
Un actionneur de vérin électrique est un moteur linéaire qui effectue la fonction de déplacement des charges et de translation du couple en mouvement linéaire. Voici quelques types d'actionneurs de vérin électriques :
- Moteurs à entraînement direct : Un actionneur de moteur de vérin électrique à entraînement direct déplace les charges et applique un couple en connectant les moteurs directement à la charge ou au couple entraîné. Les entraînements directs à moteur ont moins de pièces mobiles que les entraînements à moteur classiques. Cela permet un assemblage plus simple, une meilleure fiabilité et une maintenance moins fréquente au fil du temps, ce qui permet de réduire les coûts. Le chemin emprunté par un entraînement direct pour déplacer les rayures ou d'autres objets est précis et direct. Cela limite moins la vitesse maximale d'accélération et de décélération que les entraînements à moteur conventionnels avec courroies ou poulies.
- Entraînements à vis : Un actionneur à vis électrique traduit le mouvement de rotation en mouvement linéaire à l'aide d'une vis munie d'un arbre fileté et d'un écrou. Les moteurs qui entraînent la vis ou son filetage effectuent la rotation. Le mouvement de la charge se produit lorsque l'arbre fileté tourne de manière linéaire. Lorsqu'ils sont utilisés avec précaution, les entraînements à vis peuvent durer de nombreuses années. Ils nécessitent peu d'entretien en raison de leur durabilité, de leur fiabilité et de leur longévité exceptionnelles. Les moteurs qui entraînent directement leurs charges ou leur couple ont moins de pièces mobiles que les entraînements à moteur traditionnels. Cela permet un assemblage plus accessible et une réduction des besoins de maintenance au fil du temps, ce qui permet de réduire les coûts.
- Entraînements par courroie : Un actionneur à entraînement par courroie électrique déplace une charge en utilisant une courroie qui est entraînée par un moteur. Les moteurs électriques qui entraînent la courroie comprennent les moteurs pas à pas, les moteurs CC sans balais et les servomoteurs, entre autres. Ils ont moins de pièces mobiles que les entraînements à moteur traditionnels avec courroies ou poulies et permettent un assemblage plus accessible et des besoins de maintenance réduits au fil du temps. Les vitesses d'accélération et de décélération sont supérieures à celles des moteurs conventionnels avec poulies et courroies.
- Moteurs linéaires : Un actionneur de moteur linéaire pousse et tire les charges en utilisant la puissance du magnétisme ou de l'électromagnétisme pour créer un mouvement linéaire direct sans avoir besoin de transmission ou de conversion mécanique.
Spécifications et entretien
Spécifications
- Capacité de charge : Cela décrit le poids que l'actionneur peut pousser ou tirer. Elle est généralement donnée en newtons (N) ou en livres (lbs).
- Course : C'est la distance sur laquelle l'arbre de l'actionneur s'étend ou se rétracte. Elle indique la distance que l'actionneur peut parcourir et est souvent mesurée en millimètres (mm) ou en pouces.
- Vitesse : Cela indique la rapidité à laquelle l'actionneur se déplace. Elle est généralement mesurée en millimètres par seconde (mm/s) ou en pouces par seconde.
- Tension : Cela fait référence à la puissance électrique nécessaire pour faire fonctionner l'actionneur. Elle peut se situer dans différentes plages de tension, comme 12 V, 24 V ou 48 V.
- Indice de protection : Cela indique à quel point l'actionneur est protégé de la poussière et de l'eau. Par exemple, un actionneur avec un indice de protection IP65 est étanche à la poussière et protégé contre les jets d'eau.
- Température de fonctionnement : Cela indique la plage de température dans laquelle l'actionneur peut fonctionner, comme -20 °C à 60 °C.
- Options de montage : Cela décrit la manière dont l'actionneur peut être fixé en place, par exemple par des trous, des supports ou des brides.
- Type de connecteur : Cela fait référence au type de connecteur utilisé pour le câble électrique de l'actionneur, comme un connecteur étanche ou un bornier.
Entretien
- Inspection régulière : Planifiez des inspections régulières de l'actionneur pour vérifier s'il présente des signes de dommages, des pièces desserrées ou une usure anormale. Portez attention à l'arbre, aux joints, aux supports et aux composants de montage.
- Lubrification : Si l'actionneur nécessite une lubrification, assurez-vous qu'il est correctement graissé ou huilé conformément aux instructions du fabricant. Utilisez des lubrifiants adaptés et appliquez-les aux intervalles recommandés.
- Nettoyage : Nettoyez la surface de l'actionneur pour éliminer la poussière, la saleté et les contaminants. Utilisez un détergent doux ou de l'alcool pour l'essuyer délicatement. Évitez d'utiliser des matériaux abrasifs pour ne pas endommager la surface de l'actionneur.
- Connexions électriques : Vérifiez périodiquement les connexions électriques de l'actionneur. Assurez-vous que les fils et les bornes sont bien fixés et exempts de corrosion ou d'oxydation.
- Environnement de fonctionnement : Gardez l'environnement de fonctionnement de l'actionneur propre. Évitez de l'exposer à une poussière, une humidité ou des produits chimiques excessifs pour éviter les dommages et maintenir les performances.
- Contrôle de la température : Assurez-vous que la température de l'actionneur ne dépasse pas les limites spécifiées. Des températures élevées peuvent provoquer une surchauffe et endommager les composants internes.
- Faites attention à la charge : Évitez de surcharger l'actionneur. Respectez la capacité de charge spécifiée pour éviter d'éventuels dommages ou déformations.
- Évitez les impacts : Évitez les chocs et les impacts soudains pendant l'utilisation et la manipulation pour protéger les mécanismes internes de l'actionneur.
Applications des actionneurs de vérin électriques
Les vérins électriques ont de nombreuses applications dans l'industrie et la fabrication. Voici quelques exemples de leur utilisation courante :
- Agriculture : Les actionneurs linéaires de tracteurs sont couramment utilisés dans les équipements agricoles. Ils peuvent automatiser les serres en ouvrant ou en fermant les aérations en fonction de la température. De plus, ils peuvent contrôler la hauteur et la quantité de semences des machines de semis de précision afin d'accroître l'efficacité et de réduire les coûts de main-d'œuvre.
- Aérospatiale et automobile : Les vérins électriques remplissent diverses fonctions dans les voitures et les avions. Ils ajustent les suspensions des véhicules et ouvrent/ferment les coffres des voitures. Dans l'industrie aérospatiale, ils contrôlent les volets des aéronefs et le positionnement des satellites et des antennes.
- Électronique : Dans l'électronique, les actionneurs électriques linéaires insèrent des composants sur des cartes de circuits imprimés et des équipements de pick-and-place. Ils sont également utilisés pour modifier les paramètres des équipements de test et pour les curseurs et les tiroirs des équipements.
- Transformation alimentaire : Dans l'industrie alimentaire, les équipements de tri, de séparation et d'emballage des aliments utilisent des actionneurs électriques linéaires. Ils positionnent également les équipements de découpe et contrôlent le flux des matériaux sur les lignes de production.
- Meubles : Les actionneurs permettent une hauteur personnalisable des bureaux, des lits et des armoires. Par exemple, avec un lit à hauteur personnalisable, on peut régler la hauteur du lit à son goût. De plus, la hauteur personnalisable de l'actionneur permettra de régler la hauteur du bureau comme il faut, en fonction de l'âge des enfants.
- Dispositifs médicaux : Les équipements médicaux tels que les lits d'hôpital et les fauteuils roulants utilisent désormais des vérins électriques pour les rendre réglables et faciles à entretenir. Cependant, il faut calibrer le dispositif médical avant que les patients ne l'utilisent pour obtenir une hauteur sûre avec une capacité de charge garantie.
- Robotique : Les applications robotiques des vérins électriques comprennent la manutention des matériaux, le travail en ligne d'assemblage et les opérations de pick-and-place. Les robots utilisent souvent des actionneurs électriques linéaires pour obtenir un mouvement linéaire. Le mouvement linéaire fait référence à un mouvement en ligne droite, par opposition à un mouvement de rotation ou un mouvement en arc de cercle. Un actionneur linéaire est un type de moteur qui fait bouger quelque chose en ligne droite.
Comment choisir des actionneurs de vérin électriques
Lors du choix des actionneurs de vérin électriques appropriés pour une application distincte, il faut tenir compte de certaines caractéristiques et critères. Cela comprend la capacité de charge appropriée, le facteur de forme, la tension, la conception à entraînement direct, la classe de protection, la compatibilité des pièces d'actionneur de vérin électrique, la précision et l'exactitude, et le système de rétroaction, entre autres.
- Capacité de charge utile et poussée : Il faut décider de la capacité de charge appropriée. Une charge légère peut choisir un actionneur lourd, qui peut être coûteux et prendre de la place. En revanche, le choix d'un actionneur dont la capacité de charge est insuffisante peut entraîner une défaillance. Il faut également calculer la poussée requise. Elle peut être trouvée en multipliant le poids de la charge par le rayon de la charge, l'inverse du mouvement et les forces de friction.
- Facteur de forme : Cela fait référence à la taille, au poids et à la configuration de montage de l'actionneur. Lors de la prise en compte du facteur de forme, il faut tenir compte des contraintes d'espace et de poids de l'application, ainsi que de l'orientation et de la configuration de montage. Nicher l'actionneur de manière à économiser de l'espace.
- Entraînement direct ou boîte de vitesses : Les boîtes de vitesses ont des réductions différentes, et chacune a un rendement différent, il est donc plus facile de se connecter aux membres de la chaîne fonctionnelle en recherchant un moteur direct qui n'a pas de boîte de vitesses.
- Classe de protection : Lors du choix du vérin électrique approprié pour une application, il est nécessaire de tenir compte de l'environnement dans lequel il sera utilisé. Il est essentiel de réfléchir à l'atmosphère dans laquelle l'actionneur fonctionnera et à la protection nécessaire contre des éléments tels que la poussière et l'eau afin de trouver l'indice de protection IP approprié.
- Contrôleur : Le contrôleur de l'actionneur contrôle son mouvement. Il détermine la vitesse et l'accélération du moteur, et il détermine également le choix des vitesses pour la charge. Il faut tenir compte du type de boucle de contrôle - boucle ouverte, boucle fermée, régulateur PID, etc. - et du capteur utilisé pour la rétroaction lors de la recherche d'un actionneur approprié. Les choix doivent être compatibles avec l'application et doivent être faciles à interfacer.
- Précision et exactitude : Il faut tenir compte de la précision nécessaire pour l'application en question. Par exemple, la précision de placement d'un tapis roulant peut n'être que de quelques millimètres. Cependant, un bras robotique peut nécessiter un positionnement allant jusqu'à 0,01 mm. Enquêter sur le système de rétroaction utilisé pour fermer la boucle de contrôle de l'actionneur.
- Modularité : De nombreux actionneurs modulaires sont désormais dotés d'une capacité de capteur enfichable et de partage de données pour faciliter l'interopérabilité. Un contrôle sans capteur est également possible, alors vérifiez si cela convient à l'application en question, car cela permet de réduire le câblage et les points de connexion.
FAQ sur l'actionneur de vérin électrique
Q1 : Un simple pilote de moteur électrique fonctionnera-t-il avec un actionneur linéaire ?
R1 : Non, un actionneur linéaire nécessite un type de contrôleur spécifique pour fonctionner correctement. En raison de son mouvement linéaire, un actionneur exige un contrôleur capable de fournir suffisamment de courant pour contrôler le mouvement.
Q2 : Les utilisateurs peuvent-ils pousser ou tirer un actionneur ?
R2 : Non, il n'est pas recommandé de pousser ou de tirer l'actionneur. Cela pourrait endommager les composants internes ou entraîner des imprécisions.
Q3 : Un actionneur peut-il être utilisé à des températures extrêmes ?
R3 : Cela dépend des spécifications de l'actionneur. Si certains actionneurs linéaires peuvent supporter des températures extrêmes, d'autres ne le peuvent pas. Par conséquent, il est essentiel de vérifier les spécifications avant d'installer l'actionneur dans une application où les températures sont extrêmes.
Q4 : Un utilisateur peut-il coupler un actionneur à un moteur ?
R4 : Oui, il est possible de coupler un actionneur à un moteur. De nombreuses applications couplent un actionneur à un moteur pour le contrôle du mouvement. Cependant, le couplage doit être effectué avec soin pour garantir l'alignement entre le moteur et l'actionneur.
Q5 : Les actionneurs linéaires ont-ils besoin d'une lubrification ?
R5 : Les actionneurs linéaires sont généralement prélubrifiés lors de leur fabrication. Toutefois, certains peuvent nécessiter une lubrification, en fonction de leur application. Si l'actionneur linéaire est utilisé dans un environnement qui l'expose à des débris et à de la poussière, il peut nécessiter une lubrification.