Capitolo 4: Le caratteristiche di carico e velocità di un attuatore elettrico lineare

Quando ci si appresta a sviluppare un nuovo progetto per la propria azienda, occorre prendere in considerazione molteplici fattori, al fine di scegliere la soluzione di automazione elettrica lineare ideale per l’applicazione specifica.

 

Grazie alla personalizzazione di diversi parametri, come ad esempio le caratteristiche della vite senza fine, i numeri di giri al minuto del motore (RPM), il rapporto di trasmissione e la velocità dell’attuatore elettrico, TiMOTION progetta attuatori elettrici con diverse capacità di carico e velocità adatte alle esigenze specifiche di ciascun progetto.

 

Tipologie di viti senza fine

Il tipo di vite senza fine scelto determinerà, in parte, la velocità dell’attuatore elettrico e la capacità di carico. TiMOTION produce attuatori elettrici lineari con vite senza fine filettata o a ricircolo di sfere. Esistono tre tipi di filettature per la vite senza fine: filettatura quadra, filettatura ACME e filettatura a dente di sega.

 

Vite senza fine filettata

TiMOTION produce una vite filettata con filettatura ACME (compatibile con madrevite ACME). La filettatura ACME offre una capacità di carico elevata, ma ha una velocità limitata rispetto alla vite a ricircolo di sfere, per via della maggiore frizione che si crea tra la madrevite e la filettatura della vite. La troviamo in tutti gli attuatori elettrici TiMOTION, come ad esempio: TA2, TA4, TA6, TA23.

 

Vite senza fine a ricircolo di sfere

L’altro tipo di vite senza fine utilizzata nei nostri attuatori elettrici, come ad esempio l’MA1, è quella a ricircolo di sfere. Poiché l’albero offre un circuito a chiocciola in cui le sfere della madrevite scivolano più facilmente, questo tipo di vite crea meno attrito rispetto alla vite ACME e, di conseguenza, è più efficiente e permette di ottenere velocità più elevate. Allo stesso tempo, però, elimina la capacità di autofrenanza, necessitando quindi di un freno per aiutare l’attuatore a sostenere un carico e a mantenerlo nella posizione stabilita.

 

Specifiche

Le specifiche della vite senza fine esercitano senza dubbio un’influenza significativa sulla velocità dell’attuatore elettrico, ma soprattutto sul carico che può essere sollevato. Tali caratteristiche dipendono dal passo della filettatura, dall’avanzamento totale e dal numero dei princìpi.

 

Il passo è la distanza assiale tra la scanalatura di un filetto e quella del filetto successivo. L’avanzamento totale è la distanza lineare che la chiocciola copre ad ogni giro di vite completo. Il principio è il numero di filetti indipendenti intorno alla vite.

Velocità di rotazione (RPM) e rapporto di trasmissione

Un altro elemento da considerare per definire i parametri di carico e velocità di un attuatore elettrico, è la regolazione della velocità di rotazione e del rapporto di trasmissione. Quest’ultimo è il rapporto tra il numero dei giri al minuto (RPM) dell’ingranaggio conduttore e il numero di giri al minuto dell’ingranaggio condotto. Ad esempio, se un ingranaggio conduttore a pignoni dritti possiede 12 denti e quello condotto ne ha 24, significa che l’ingranaggio condotto è due volte più grande di quello conduttore, il quale deve ruotare due volte per operare un giro completo dell’ingranaggio condotto. Il rapporto di trasmissione è dunque di 2:1.

 

In funzione del rapporto tra forza e velocità richiesto dal progetto, altri ingranaggi supplementari possono essere aggiunti all’equazione, in quanto, in un attuatore elettrico, la forza e la velocità sono legate dalla formula seguente: Potenza meccanica= Forza x Velocità.

 

Dove ci conduce tutto ciò? Supponiamo che un’applicazione necessiti di una capacità di carico particolarmente elevata. In questo caso, TiMOTION aggiungerà altri ingranaggi e regolerà il rapporto di trasmissione al fine di creare più coppie sull’attuatore, il quale sarà quindi in grado di esercitare più forza sulla vite senza fine e, dunque, di spostare il carico.

 

 

Potenza meccanica necessaria

Quando si definiscono la capacità di carico e la velocità di un attuatore elettrico, si deve anche tenere conto della quantità di potenza meccanica necessaria al funzionamento dell’applicazione. Tale potenza è misurata in Watt. La cosa principale da tenere a mente, riguardo alla corrente, alla velocità e al carico nei motori a corrente continua, è che quando il carico aumenta, la corrente aumenta e la velocità tende a diminuire (come mostrato nel grafico sopra).

 

Oltre a questa correlazione fondamentale, numerosi altri parametri elettromeccanici influenzano il carico e la velocità dell’attuatore, come ad esempio il tipo di alimentazione utilizzata o la potenza del motore. Durante il processo produttivo di un attuatore elettrico, TiMOTION analizza ciascuno di questi parametri al fine di scegliere la soluzione più adatta alle applicazioni dei propri clienti.

 

TiMOTION produce trasformatori elettrici compatibili con gli attuatori elettrici lineari a 12V CC, 24V CC e 36V CC. Poiché la maggior parte degli attuatori TiMOTION funziona a corrente continua (CC), le nostre centraline di controllo sono in grado di convertire la corrente alternata (AC) in corrente continua, così da permettere il collegamento a muro.

È inoltre possibile integrare alla centralina un trasformatore SMPS (Switch Mode Power Supply) o un trasformatore toroidale. I trasformatori SMPS sono compatibili sia con le prese a 110V CA sia con quelle a 220V CA, permettendo così di collegare i dispositivi in prese diverse in tutto il mondo.

 

Di seguito, una tavola ricapitolativa dei termini e delle conversioni. La prima riguarda le caratteristiche delle tensioni; la seconda la conversione dei Newton (N) in Libbre (Lbs) e in Chilogrammi (Kg); la terza la conversione di Millimetri (mm) in Pollici (Po).

 

Espressioni della tensione

12 Volts CC	12V CC	12 VCC
24 Volts CC	24V CC	24 VCC
36 Volts CC	36V CC	36 VCC
48 Volts CC	48V CC	48 VCC
110 Volts CA	110V CA	110 VCA
220 Volts CA	220V CA	220 VCA

 

Conversione dei pesi (N-Lbs-kg)

1 Newton (N)	.22481 Libbre (Lbs)
1 Newton (N)	.1 Chilogrammi (kg)

 

 

Distanza (mm-po)

1 Millimetro (mm)

.03937 Piede (po)

 

 

Si conclude qui il nostro capitolo dedicato ai parametri di carico e velocità di un attuatore elettrico, e a come valutarli e definirli in fase di progettazione al fine di scegliere la soluzione più adatta al vostro progetto.

Il capitolo seguente riguarderà gli Indici di Protezione (IP), che apportano agli attuatori elettrici una protezione supplementare contro i contaminanti solidi e liquidi.

 

Per qualsiasi domanda supplementare o per richiedere assistenza nell’avvio del vostro progetto, non esitate a contattare il servizio vendite più vicino!