Spécification d'un actionneur linéaire : 3 facteurs clés

Sep 19, 2023

17 novembre 2021 par Mark Allinson Laisser un commentaire

Par Japh Humphries, responsable des ventes et du commerce au Royaume-Uni, Matara UK

Les systèmes de mouvement linéaire sont essentiels pour les entreprises dans un large éventail d'industries, des usines de transformation des aliments aux fabricants de semi-conducteurs et aux producteurs d'emballages pour n'en citer que quelques-uns.

En fait, pratiquement partout où les charges doivent être déplacées de manière rentable en ligne droite, en toute sécurité, en toute sécurité et avec précision.

Ces systèmes ont amélioré l'automatisation tout en réduisant simultanément les coûts de production, ce qui les rend inestimables.

Les actionneurs linéaires sont au cœur d'un système de mouvement linéaire, combinant des guides linéaires et des composants de transmission de puissance dans une seule unité.

Alors que les constructeurs de machines peuvent choisir de concevoir et de produire ces éléments en interne, la majorité opte pour des actionneurs linéaires prêts à l'emploi, car ils réduisent les coûts globaux de conception et de fabrication de la machine et, comme ils présentent une construction testée et optimisée, ils sont très fiables, précis et offrent une répétabilité ; qui sont tous au cœur des machines de production et des systèmes d'automatisation.

Bien qu'il soit important de considérer tous les composants d'un système de mouvement linéaire séparément et dans leur ensemble, le choix du bon actionneur linéaire - à entraînement par courroie, à vis à billes ou à tige électrique - est fondamental. Il y a un certain nombre de facteurs qui doivent être pris en considération, mais trois d'entre eux se tiennent au-dessus des autres et « feront ou détruiront » un système.

Facteur clé 1 : Vitesse

La vitesse du processus en cours aura un impact sur la longévité et l'efficacité de l'actionneur.

Un actionneur linéaire à vis à billes fonctionnera généralement à environ 0,35 à 1,5 m/s à des longueurs de course inférieures à un mètre, bien que des vitesses plus élevées et des longueurs plus longues puissent être obtenues en ajoutant des supports à l'ensemble.

Cependant, cela ne vous mènera que dans la mesure où un actionneur à vis à billes peut être susceptible de "fouet de vis" à des vitesses élevées, où la vis vibre et s'incline lorsqu'elle tourne. Au fil du temps, cela peut avoir un impact négatif sur les performances de l'actionneur, entraînant une usure prématurée et raccourcissant sa durée de vie.

Bien qu'il n'y ait pas de seuil universel auquel un actionneur linéaire à vis à billes ne soit plus une option - cela dépend beaucoup d'une série de facteurs, y compris les dimensions et le matériau de la vis et l'utilisation et l'environnement des actionneurs - si vous souhaitez atteindre des vitesses plus élevées, jusqu'à 3 m/s, un actionneur à courroie doit être envisagé.

Les actionneurs à courroie fonctionnent mieux à des vitesses plus élevées et également dans les applications qui nécessitent une longue course. Ce qui nous amène à notre prochain facteur clé.

Facteur clé 2 : Longueur de course

La longueur de course fait référence à la distance nécessaire à l'actionneur de rail linéaire pour déplacer une charge dans une direction.

Les actionneurs linéaires à vis à billes sont généralement conçus avec une longueur de course d'environ 1 000 mm, bien que des longueurs plus petites et plus grandes puissent être prises en compte, par exemple, en utilisant des billes de diamètre différent.

Cependant, nous ne recommandons jamais un actionneur à vis à billes pour des longueurs de course supérieures à 54 000 mm. Pour les longueurs de course plus longues, les actionneurs entraînés par courroie sont une meilleure option. Chez Matara, nous sommes en mesure de fabriquer des actionneurs linéaires de 100 mm à 6 700 mm de longueur de course.

L'une des considérations les plus importantes lorsque l'on regarde la longueur de course, et qui est trop souvent négligée, est la course de sécurité.

La course de sécurité est une tolérance qui permet à l'actionneur de s'arrêter en roue libre si un arrêt d'urgence du système est nécessaire. Cela empêche la table de roulement (et la charge) de heurter les extrémités de l'actionneur, ce qui peut causer des dommages.

Même si les arrêts d'urgence sont rares dans votre processus particulier, il est toujours recommandé de prendre en compte une course de sécurité, car les actionneurs linéaires ne sont pas conçus pour être constamment exécutés dans un arrêt brutal, car cela peut entraîner une usure du fonctionnement interne de l'actionneur au fil du temps.

Pour calculer la course de sécurité, pour les actionneurs entraînés par courroie, spécifiez une distance égale à deux tours du moteur à chaque extrémité de l'actionneur (ou quatre tours au total). Pour les actionneurs à vis à billes, basez-le sur deux fois le pas de la vis à billes. D'autres facteurs peuvent devoir être pris en considération, mais ce calcul est un bon point de départ.

Facteur clé 3 : charge

La longueur de course a un impact sur la vitesse et vice versa, mais la charge a un effet direct sur les deux.

Toute personne impliquée dans une capacité d'ingénierie appréciera l'importance de la capacité de charge sur une structure et les systèmes de mouvement linéaire ne sont pas différents à cet égard. Calculez mal la charge et, au mieux, il y aura une perte de précision, mais au pire, vous pourriez envisager une défaillance catastrophique avec des dommages à l'ensemble de l'actionneur et au produit, et un risque potentiel grave pour la santé et la sécurité.

Là où les systèmes de mouvement linéaire diffèrent de nombreux autres calculs de capacité de charge, c'est la nécessité de se baser sur la capacité de charge dynamique. Contrairement à la charge statique, qui est la charge sur l'actionneur lorsqu'il est en position fixe, une charge dynamique est celle que supporte l'actionneur lorsqu'il est en fonctionnement et en mouvement. En d'autres termes, quelle quantité de travail la machine peut-elle réellement effectuer ? combien peut être poussé ou tiré.

Vous devez baser le calcul sur la capacité de charge radiale et axiale, ainsi que sur la capacité de moment du chariot de support. La position de la charge en termes de taille (y compris tout porte-à-faux) ainsi que l'orientation dans laquelle la charge est déplacée doivent également être prises en compte.

Les actionneurs à vis à billes peuvent généralement déplacer des charges plus élevées et sont largement utilisés dans les applications nécessitant un mouvement sur un axe vertical, telles que les robots portiques. Un actionneur à courroie doit surtout être évité pour le mouvement de l'axe vertical car il risque de casser la courroie en raison de la tension.

Cependant, les actionneurs entraînés par courroie peuvent être "renforcés" pour atteindre des charges dynamiques plus élevées en utilisant des rails linéaires et des chariots comme guides externes. Les rails linéaires ont deux pistes parallèles qui contiennent des rouleaux pour supporter une charge mobile, fournissant un guidage et un support pour une charge portée par un actionneur entre deux points.

Les rails linéaires sont utilisés dans toute une gamme d'applications et peuvent supporter des charges allant de composants électroniques extrêmement légers à des charges lourdes pesant des milliers de kilogrammes dans l'industrie lourde.

En fin de compte, le choix de l'actionneur linéaire sera influencé par les trois facteurs et quel facteur est prioritaire pour la machine en cours de conception et le processus auquel il est destiné. Il y aura également d'autres facteurs à considérer, y compris la direction dans laquelle votre actionneur est monté, la précision et la répétabilité, les exigences de maintenance et l'environnement opérationnel. Mais sans avoir les trois grands droits - vitesse, longueur de course, capacité de charge - aucun des autres n'aura d'importance.

Matara conçoit et fabrique une gamme de produits d'automatisation pneumatiques et linéaires, y compris des actionneurs de rails linéaires. Les produits sont disponibles en stock ou peuvent être fabriqués sur commande.

Pour plus d'informations, contactez-nous :

https://www.matara.com/products/actuator-systems/linear-actuators/[email protected]éléphone : +44 (0)1684 850000

À propos de l'auteur : Japh Humphries est le directeur des ventes et du commerce au Royaume-Uni chez Matara UK Limited, basé à Tewkesbury Business Park, Angleterre, Royaume-Uni.

Classé sous : Conception, Caractéristiques, Promu Marqué avec : actionneur, actionneurs, bille, courroie, capacité, entraîné, facteur, facteurs, longueur, longueurs, linéaire, charge, mouvement, vis, course