Progettazione elettromeccanica in applicazioni di controllo del movimento.

Quando un'applicazione richiede forze di spinta pure, il tipo di attuatore lineare più adatto è spesso un attuatore a stelo. Denominati anche "attuatori di spinta" e (quando è integrato un motore) "attuatori elettrici", questi dispositivi elettromeccanici eccellono nel fornire forze assiali, o di spinta, per spingere, tirare o sostenere carichi. Sebbene la loro funzione sia semplice, gli attuatori di spinta sono disponibili in una vasta gamma di modelli, dimensioni e configurazioni.

I meccanismi di azionamento tipici per gli attuatori di spinta sono viti a ricircolo di sfere, viti senza fine o viti a rulli e motori lineari tubolari. Meccanismi di azionamento meno comuni in questi progetti sono i sistemi a cinghia e puleggia o a cremagliera e pignone. Queste tecnologie di azionamento non offrono sufficiente forza di spinta e rigidità (cinghie) o un fattore di forma adatto (cremagliera e pignone) per essere impiegate con successo negli attuatori di spinta.

La forza di spinta viene trasmessa al carico tramite un'asta che si estende e si ritrae, guidata da una boccola liscia, a partire dal corpo dell'attuatore. Gli attuatori di spinta tipici non includono guide lineari, poiché la loro progettazione non è intrinsecamente finalizzata al trasporto di carichi, ma solo alla loro spinta, trazione o mantenimento. Se è necessario supportare o guidare il carico, si utilizzano binari, alberi o guide, indipendenti dall'attuatore.

Sebbene la maggior parte degli attuatori a stelo sia progettata in modo che l'alloggiamento rimanga fisso e il tubo di spinta si estenda e si ritragga, alcuni modelli consentono di fissare il tubo e di far muovere l'alloggiamento. Questa configurazione è più comune negli attuatori con motore lineare, ma è disponibile anche in alcuni modelli con azionamento a vite.

Poiché spesso sostituiscono le versioni pneumatiche o idrauliche, è comune che gli attuatori elettromeccanici di spinta siano progettati con dimensioni esterne e opzioni di montaggio conformi agli standard, come ISO e NFPA, a cui si attengono comunemente i cilindri pneumatici e idraulici. Azionati da viti a ricircolo di sfere di grande diametro o da viti a rulli, gli attuatori elettromeccanici di spinta presentano una densità di potenza estremamente elevata e offrono una soluzione meno complessa rispetto agli attuatori idraulici. Inoltre, le versioni con viti a ricircolo di sfere e a vite senza fine rappresentano un'ottima alternativa alle tecnologie pneumatiche, eliminando la necessità di compressori, filtri, valvole e altre apparecchiature per il trattamento dell'aria.

Rispetto ai tradizionali attuatori a stelo, gli attuatori elettromeccanici a stelo sono più frequentemente dotati di motore e hardware di controllo integrati. Oltre a semplificare il processo per i produttori di apparecchiature originali (OEM) e gli utenti finali, la disponibilità di una soluzione elettromeccanica completa in un unico pacchetto rende meno oneroso il passaggio dalla tecnologia pneumatica o idraulica a quella elettromeccanica. Le opzioni di integrazione per gli attuatori di spinta spaziano dai motori CC a bassa tensione con finecorsa per un semplice posizionamento end-to-end, ai servomotori plug-and-play con motore, azionamento e controller integrati.

L'alloggiamento di un attuatore di spinta è in genere un design completamente chiuso che incapsula i componenti meccanici ed elettrici. Con l'aggiunta di una guarnizione all'asta di spinta, questi attuatori possono spesso raggiungere elevati gradi di protezione IP, risultando ideali per applicazioni in cui l'attuatore è esposto a particelle fini, liquidi o lavaggi frequenti. I produttori offrono in genere diverse opzioni di materiali per l'alloggiamento, tra cui placcature e rivestimenti per garantire la resistenza alla corrosione in un'ampia gamma di agenti chimici e ambienti.