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  • applications d'actionneurs linéaires
    La sélection du bon actionneur linéaire pour votre application implique la prise en compte de la vitesse, de la charge, de la longueur de course, etc.

    La construction d'un système de mouvement linéaire réussi commence par le choix de l'actionneur approprié. Entre les différentes tailles, technologies et qualités, des centaines d'options existent. L'astuce consiste à vanner jusqu'à l'actionneur qui fournira les meilleurs résultats. Heureusement, ce n'est pas aussi difficile qu'il y paraît. Les exigences de l'application réduiront l'ensemble des solutions d'actionneurs possibles et les contraintes du projet détermineront le meilleur ajustement.

    Le processus commence par l'examen de la série de facteurs clés énumérés ici.

    La vitesse

    La vitesse est un facteur important à prendre en compte lors de la sélection d'un actionneur. Bien que les actionneurs à vis soient des composants efficaces et économiques, à des vitesses très élevées, ils souffrent d'un phénomène connu sous le nom de fouet à vis, dans lequel la vis s'incline en tournant. Le fouet à vis provoque des vibrations et une usure prématurée.

    Le seuil de fouet à vis, appelé vitesse critique, dépend des dimensions et du matériau de la vis. La vitesse critique peut être calculée analytiquement à l'aide d'équations bien connues. Si la vitesse est trop élevée pour l'utilisation d'un actionneur à vis, envisagez un moteur linéaire ou un actionneur à entraînement par courroie.

    Charge

    Il est essentiel que l'actionneur soit dimensionné de manière appropriée pour la charge. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors du dimensionnement de la capacité de charge : la capacité de charge radiale des paliers de guidage, la capacité de moment du chariot de support et la capacité de charge axiale des paliers de support et de la vis à billes. Il est important de choisir un actionneur conçu pour répondre aux charges présentées par l'application.

    Une idée fausse commune est que seule la capacité de charge compte, et la capacité de charge permet de calculer la durée de vie d'un actionneur sous une charge donnée. Cependant, d'autres facteurs doivent être pris en compte, tels que la rigidité de l'actionneur dans différentes directions de charge. L'équipe de conception peut effectuer des calculs de charge-déflexion pour déterminer si l'actionneur fonctionnera avec succès dans l'application.

    Un autre facteur à considérer est le positionnement de la charge. Une masse reposant sur un chariot qui court le long de l'axe de l'actionneur introduit des forces très différentes d'une charge en porte-à-faux qui applique un moment de renversement. Assurez-vous que l'actionneur est correctement dimensionné et soutenu.

    Les applications verticales nécessitent un soin particulier pour préserver la position de la charge. Pour certains paramètres de conception, les vis-mères sont autobloquantes. Cela signifie qu'ils ne peuvent pas être rétractés, même en cas de panne du moteur. Afin d'être assuré qu'une vis est autobloquante, l'efficacité de la vis doit être inférieure à 50 %, l'efficacité étant fonction de l'angle d'attaque et du coefficient de frottement entre l'écrou et la vis. Alternativement, les actionneurs à crémaillère et pignon peuvent également fonctionner.

    Les ceintures se sont nettement améliorées ces dernières années. Ils sont robustes et hautement conçus de sorte qu'ils ne nécessitent plus de tension régulière comme ils le faisaient autrefois. Les entraînements par courroie sont de bons choix si les exigences de vitesse et de course sont en dehors de ce qu'une vis à billes ou une vis sans fin peut fournir. Des précautions particulières doivent être prises si un entraînement par courroie est utilisé dans une application verticale. Il est recommandé d'utiliser un contrepoids ou un frein, le cas échéant, pour ralentir, arrêter et supporter la charge pour des raisons de sécurité.

    Longueur de course

    Le prochain facteur à considérer est la longueur de course. Les actionneurs à vis sont efficaces et peuvent, dans certains cas, être utilisés pour des courses allant jusqu'à 5 pieds ou plus. Il faut veiller à ce que les actionneurs à vis à très grande course ne dépassent pas la vitesse critique. Pour les grandes longueurs de course, les entraînements par courroie sont de meilleures options. Les courroies d'aujourd'hui sont des matériaux hautement élaborés qui nécessitent peu d'entretien. Ils peuvent être utilisés sur des distances allant jusqu'à 50 pi.

    Une autre option pour les courses longues est un moteur linéaire. Essentiellement des servomoteurs déroulés, les moteurs linéaires consistent en une force qui se déplace le long d'une piste magnétique fixe. En théorie, la piste peut être aussi longue que vous le souhaitez. D'un point de vue pratique, les moteurs linéaires sont limités à la fois par l'exigence de fournir une piste magnétique plane et soigneusement alignée et par les coûts des aimants. La gestion des câbles du moteur sur de très longues courses peut également être un défi.

    Répétabilité

    Chaque application a une exigence de répétabilité. Le bon choix d'actionneur fournit un système qui non seulement satisfera à ces exigences, mais aidera également le projet à atteindre les objectifs de budget et de temps d'assemblage. Les actionneurs à vis offrent une répétabilité de l'ordre de ±0,0001 à ±0,003 po. Cela se compare à ±0,002 à ±0,010 po. pour un entraînement par courroie.

    Le choix optimal dépend des besoins de l'application. Les entraînements par courroie ne fonctionnent pas aussi bien que les actionneurs à vis, mais pour une application avec des tolérances plus tolérantes, les entraînements par courroie peuvent offrir des économies importantes. Pour les applications plus exigeantes, les actionneurs à moteur linéaire offrent une répétabilité qui peut être inférieure au micron.

    Cycle de service

    Le cycle de service a un effet important sur la durée de vie de l'équipement. Il est important de choisir un actionneur linéaire qui peut répondre aux exigences de l'application. Les vis-mères, par exemple, sont basées sur un contact glissant, généralement de l'acier inoxydable au plastique (il existe de nombreux choix disponibles en fonction de l'application). Cela introduit une usure importante sur la durée de vie de l'appareil. Par conséquent, les vis-mères doivent être évitées si vous avez une application combinée à charge élevée et à cycle de service élevé.

    Au lieu de cela, choisissez un actionneur à vis à billes à recirculation. Ces appareils ont un frottement de roulement, pas un frottement de glissement, ils durent donc plus longtemps et la durée de vie est plus prévisible. Cependant, les balles peuvent être endommagées, surtout avec des charges élevées. Pour les applications qui ne tolèrent pas les pannes, essayez une vis à rouleaux planétaires. Ces dispositifs répartissent le poids pour minimiser l'usure, ce qui les rend parfaitement adaptés aux applications militaires et aérospatiales, entre autres. Pour les applications économiques, une transmission par courroie peut également fonctionner.

    Environnement

    L'environnement d'exploitation d'une application a également une incidence sur le choix de l'actionneur. Dans un environnement de salle blanche, évitez les actionneurs à vis sans fin. Le contact métal-plastique génère des particules qui compromettent le classement en salle blanche.

    A l'inverse, des environnements extrêmement sales peuvent endommager les actionneurs. Dans les actionneurs à tige, la vis est scellée dans le boîtier. Par conséquent, les actionneurs à tige sont raisonnablement sûrs dans les environnements contaminés et liquides. Dans les actionneurs sans tige, la charge repose sur un chariot qui doit se connecter à la vis, ce qui peut exposer l'actionneur à la contamination.

    Par conséquent, les actionneurs sans tige nécessitent des dispositions particulières, que la technologie de base soit un actionneur à vis ou un moteur linéaire. Recherchez des composants avec des indices IP. Envisagez de monter la fente vers le bas pour réduire la pénétration. Sachez que la lubrification peut piéger et retenir les particules pour endommager les surfaces au fil du temps.

    Un autre facteur à considérer concernant l'environnement est la quantité d'espace disponible. Le meilleur actionneur au monde ne sert à rien s'il ne rentre pas dans l'enveloppe à portée de main. Spécifiez les actionneurs au début de la phase de conception pour vous assurer qu'il y a suffisamment d'espace. Travaillez en étroite collaboration avec votre fournisseur pour tirer parti de tous les facteurs pouvant fournir les caractéristiques dont vous avez besoin dans un format compact.

    Budget

    Il est toujours important de garder à l'esprit les objectifs de prix. Les moteurs linéaires sont les plus chers, suivis des actionneurs à vis (vis planétaire, vis à billes et vis mère). Les transmissions par courroie sont les plus économiques.

    L'ingénierie implique toujours des compromis. La liste ci-dessus est une première coupe lors de la sélection de l'actionneur. Pour une application donnée, des contraintes spéciales peuvent signifier que le budget est une priorité plus grande que la performance, par exemple, ou que le cycle de service est plus important que la vitesse. Commencez le processus de spécification d'un actionneur le plus tôt possible dans la phase de conception. Essayez de travailler avec des composants standard. Si aucun de ceux-ci ne répond à vos besoins, discutez avec votre fournisseur du développement d'un produit personnalisé qui fera le travail.


    Heure de publication : 23 août-2021
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