Capitolo 2: componenti di un attuatore elettrico lineare

Benvenuti nel secondo capitola della nostra guida dedicata agli attuatori elettrici lineari e agli elementi da tenere in considerazione al momento dell’acquisto di un sistema di automazione elettrica.

 

TiMOTION fabbrica attuatori elettrici lineari e tecnologie associate da più di 15 anni. Offre ai propri clienti soluzioni complete chiavi in mano, oltre a un elevato servizio di personalizzazione, al fine di rispondere ai requisiti specifici di funzionamento di ciascun progetto.

 

Per comprendere meglio come opera un sistema di automazione lineare, vediamo insieme tutti gli elementi che compongono un attuatore elettrico.

 

A. Attacco frontale/posteriore

L’attacco è un pezzo di metallo a forma di U, con un foro su ciascuna estremità, nel quale passa un dispositivo di fissaggio, un perno o un bullone. Il fissaggio con perno a forcella sulla parte fontale e posteriore dell’attuatore ne permette l’installazione sull’applicazione. Gli attacchi TiMOTION sono di forma circolare, a U (o a taglio) oppure provvisti di un foro. Gli attacchi con perno a forcella sono personalizzabili e adattabili a qualsiasi esigenza.

 

B. Tubo esterno

Conosciuta anche come tubo di protezione, questa struttura cilindrica in alluminio estruso protegge la parte esterna del dispositivo e contiene al suo interno tutte le componenti dell’attuatore elettrico.

 

C. Tubo Interno

Il tubo interno, chiamato anche tubo d’estensione, di azionamento, di trasmissione, o pistone, è generalmente in alluminio o acciaio inossidabile. Questo pistone è fissato a una madrevite filettata e si allunga o si ritrae ogni qualvolta la madrevite si sposta lungo la vite senza fine. In posizione retratta, il tubo interno circonda la vite senza fine.

 

D. Vite senza fine

La vite senza fine, chiamata anche madrevite, vite a princìpi o vite di sollevamento è composta da un lungo stelo dritto che ruota all’interno di una macchina o di un utensile. Le rotazioni della vite senza fine innestano lo spostamento della madrevite lungo il proprio asse, permettendo al pistone interno di allungarsi o ritirarsi per produrre un moto lineare.

 

E. Blocco di sicurezza

Posto all’estremità della vite senza fine, il blocco di sicurezza impedisce l’eccessiva estensione del tubo interno.

 

F. Guarnizione

La guarnizione, fissata sull’estremità del tubo esterno, è un componente di impermeabilità che impedisce a elementi esterni solidi o liquidi di penetrare nel pistone. Assicura un’impermeabilità ottimale tra il tubo interno e quello esterno e influenza l’indice di protezione (IP) dell’attuatore elettrico lineare. Gli attuatori elettrici TiMOTION possono essere dotati di indici di protezione IP42, IP66, IP68 e IP69K.

 

G. Madrevite

La madrevite, a filettatura ACME o a ricircolo di sfere, è fissata al pistone e si sposta lungo la vite senza fine, consentendo al pistone di estendersi o ritirarsi. Può essere di metallo o plastica ed è, a volte, inchiavettata per impedire la rotazione del pistone.

 

H. Interruttori di fine corsa

Gli interruttori di fine corsa controllano la posizione del pistone quando è completamente allungato o retratto, inviando un segnale e/o interrompendo il motore elettricamente. Questi interruttori impediscono all’attuatore elettrico di estendersi o ritrarsi in maniera eccessiva.

 

I. Ingranaggi

Un ingranaggio, di acciaio o di plastica, si accoppia ad altri ingranaggi che modificano la relazione tra la velocità di un meccanismo di avvio (come il motore di un’automobile) e la velocità dei componenti azionati (le ruote del veicolo). L’ingranaggio direttamente collegato al motore si chiama ingranaggio di trasmissione. TiMOTION propone diverse opzioni di trasmissione in base al tipo di applicazione (ingranaggio elicoidale o ingranaggio a denti dritti)

 

J. Alloggiamento motore

L’alloggiamento motore contiene tutte le componenti interne del motore a ingranaggi e le protegge dai danni. Gli alloggiamenti motore TiMOTION sono, in genere, in plastica di alta qualità, fatta eccezione per i modelli industriali che sono in alluminio fuso.

 

K. Motore CC

Il motore a corrente continua genera tutta la potenza necessaria al funzionamento dell’attuatore elettrico. Esistono diversi tipi di motori CC, ma TiMOTION utilizza motori a spazzole, che sono composti da:

 

1. Statore

Questa parte, fissa ed esterna, è composta da un alloggiamento motore, due magneti permanenti e le calotte del motore. Lo statore genera un campo magnetico continuo che circonda il rotore.

 

2. Rotore

Il rotore, noto anche come indotto, è la parte mobile e interna del motore. Questo elemento compie un movimento rotatorio, ed è composto da lamelle in acciaio siliconato, un albero motore, un commutatore e avvolgimenti di rame.

 

3. Commutatore

Il commutatore è composto da una coppia di placche fissate all’albero motore. Tali placche forniscono due connessioni alla bobina dell’elettrocalamita. Il commutatore è utilizzato per invertire la polarità del motore e permette a quest’ultimo di girare senza perdere la coppia.

 

4. Spazzole in carbonio

Le spazzole in carbonio utilizzano l’attrito radente per trasmettere la corrente elettrica dallo statore al rotore del motore.

 

5. L’albero motore

L’albero motore collega il motoriduttore alla parte inferiore dello statore di un motore a corrente continua.

 

Nota: TiMOTION produce anche motori a corrente alternata (CA). Questo tipo di motore è disponibile, ad esempio, per l’attuatore elettrico industriale MA1.

 

 

6. Sensori di fine corsa e di posizione

I sensori sono utilizzati per comunicare la posizione della corsa dell’attuatore elettrico all’unità microcontrollore (MCU) della centralina di controllo. Gli attuatori elettrici lineari necessitano, in genere, di un ritorno di posizione quando l’applicazione implica funzionalità di alto livello, come la sincronizzazione di molteplici dispositivi o la memorizzazione della posizione.

 

Esistono diversi tipi di sensori:

 

Sensori a effetto Hall

Il segnale di uscita fornito dai sensori a effetto Hall è relativo alla densità del campo magnetico presente intorno al sistema. Quando tale campo magnetico supera una certa soglia prestabilita, viene rilevato dal sensore e genera una tensione chiamata Tensione di Hall. Un attuatore elettrico lineare dotato di sensore di posizione assicura affidabilità e precisione.

 

 

Potenziometro (POT)

Si tratta di un tipo di resistenza variabile a due morsetti, uno dei quali è collegato a un cursore che si sposta su una pista conduttrice e che permette di modificare il segnale elettrico in uscita. A mano a mano che la vite senza fine ruota, il valore della resistenza cambia, e ciascun valore della resistenza corrisponde a una posizione del cursore sull’attuatore.

 

Sensori Reed

I dispositivi Reed sono dei sensori di posizione magnetici. Dispongono di un commutatore elettrico azionato da un campo magnetico e sono composti da una coppia di contatti montati su delle lamine realizzate con materiale ferromagnetico e contenute in un involucro in vetro a tenuta stagna. Tali contatti possono essere normalmente aperti e chiudersi in presenza di un campo magnetico, o viceversa (arresto del circuito e dell’alimentazione dell’attuatore elettrico).

 

Termina qui il nostro capitolo dedicato alla descrizione dei componenti di un attuatore elettrico lineare. Il capitolo successivo riguarderà le opzioni di sicurezza che possono essere integrate a un sistema di automazione elettrica.

 

TiMOTION vi accompagna in tutti i progetti di automazione. Per qualsiasi ulteriore domanda, non esitate a contattare il servizio commerciale più vicino.