Vantaggi e svantaggi degli attuatori elettrici, pneumatici e idraulici

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Esistono tre tipi diversi di attuatori – pneumatici, idraulici ed elettrici – riguardo ai quali vengono espresse numerose opinioni preconcette. Sebbene determinate applicazioni prediligano l’utilizzo di un tipo di attuatore specifico, il progresso tecnologico e l’innovazione hanno permesso una maggiore intercambiabilità, offrendo più di un’opzione per ogni progetto.

Tuttavia, per effettuare una scelta che risponda pienamente alle proprie esigenze, è prima di tutto essenziale comprendere il funzionamento di ciascuno di questi sistemi.

Tre tipi di attuatori

Attuatori lineari penumatici

L’attuatore pneumatico è un dispositivo che trasforma l’energia pneumatica (aria compressa) in energia meccanica (movimento). Tale moto consiste in un pistone che si sposta lungo uno stelo di metallo all’interno di un cilindro composto da due spazi vuoti, denominati camere. L’aria compressa che penetra in una delle camere, spinge il pistone in una direzione, facendo scorrere l’aria dall’altra camera. Il pistone, poi, ritorna in posizione grazie a una molla. Questo passaggio continuo di energia permette all’attuatore pneumatico di creare applicazioni di moto lineare.

Attuatori lineari idraulici

Simili agli attuatori pneumatici, quelli idraulici funzionano per compressione di un fluido (generalmente olio) iniettato da una pompa all’interno del cilindro. Il meccanismo è lo stesso, in quanto la pressione esercitata dal fluido azionerà i movimenti lineari del tubo lungo l’asse del pistone.

Gli attuatori idraulici possono sostenere carichi molto pesanti e offrono corse elevate, ma non sono programmabili.

Attuatori elettrici lineari

Compatti e programmabili, gli attuatori elettrici lineari offrono elevata potenza, precisione e velocità, insieme a un’accelerazione e una decelerazione controllata. Gli attuatori elettrici convertono la forza di rotazione di un motore (energia elettrica) in moto lineare (coppia). Il moto rotatorio della vite senza fine, attivato dal motore, innesta lo spostamento della madrevite dall’alto al basso producendo, in questo modo, il movimento di spinta o di trazione del carico. Gli attuatori elettrici lineari sono un’ottima alternativa agli attuatori pneumatici o idraulici, in quanto non corrono rischi di perdite di olio o problematiche legate ai tubi o ai compressori. Sono molto affidabili e non necessitano di alcuna manutenzione ordinaria, contrariamente ai loro omologhi.

Vantaggi e Svantaggi

Ciascun tipo di attuatore dispone di caratteristiche ben specifiche, che è importante analizzare al fine di scegliere il tipo di dispositivo più adatto al proprio progetto.

Caratteristiche	Attuatori pneumatici	Attuatori idraulici	Attuatori elettrici
Sistema	Sistema semplice	Sistema moderatamente complesso	Sistema di comando preciso. Gestione multipla e complessa di diversi dispositivi
Potenza	Elevata	Molto elevata	Elevata
Controllo	Valvole semplici	Intervento umano obbligatorio	Controllo elettrico, flessibilità di gestione grazie a una centralina elettronica
Precisione di posizionamento	Posizionamento preciso difficile da raggiungere	La posizione a metà corsa richiede componenti supplementari e l’intervento dell’utilizzatore	Il posizionamento preciso e il controllo della velocità permettono la sincronizzazione.
Velocità	Molto rapido	Moderatamente rapido	Moderatamente rapido
Capacità di carico	Elevata	Molto elevata	Può essere aumentata in funzione della velocità e del posizionamento desiderato.
Ciclo di vita	Moderato	Elevato	Elevato
Accelerazione	Molto elevato	Molto elevato	Moderato
Capacità di sopportare urti sul carico	Resistente agli urti	Antideflagrante, resistente agli urti e alle scintille	Limitata resistenza agli urti
Ambiente	Livello di rumore elevato	Trattamento e perdite di fluidi idraulici	Impatto minimo
Componenti	Compressore, tubi, elettricità	Pompa, tubi, elettricità	Elettricità
Efficacia	Limitata	Limitata	Elevata
Affidabilità	Eccellente	Buona	Buona
Manutenzione	Elevata	Elevata	Praticamente inesistente
Costo di acquisto	Basso	Elevato	Elevato
Costo di funzionamento	Moderato	Elevato	Basso
Costo di manutenzione	Basso	Elevato	Basso

Ciascuno di questi sistemi di attuazione presentano vantaggi e limiti. È dunque essenziale, nelle prime fasi di un progetto, determinare quelle che sono le caratteristiche indispensabili e necessarie al funzionamento ottimale del vostro prodotto.

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