Cos'è un attuatore lineare?

Un attuatore lineare è qualsiasi dispositivo che produce lavoro convertendo energia non lineare in movimento lineare.Esistono molti tipi diversi di fonti energetiche primarie utilizzate in attuatori lineari che vanno dai motori elettrici al fluido e alla pressione dell'aria e all'espansione termica.Ogni tipo o classe di attuatore è adatto a diverse applicazioni in base a dimensioni, output, potenziale e requisiti di potenza.Questi includono apritori di porte, attuatori di macchine pesanti e piccoli controller di processo di precisione.

Esistono un numero sorprendente di processi, macchine ed elettrodomestici che utilizzano dispositivi che forniscono attuazione lineare.Questi vanno dall'umile apri del vassoio DVD a giganti arieti idraulici in grado di produrre decine di migliaia di libbre di pressione.Il principio di base dietro questi dispositivi indispensabili è la conversione di una fonte di energia in genere piccola e non lineare in movimento lineare di maggiore grandezza.Esistono diverse fonti energetiche primarie comunemente usate negli attuatori lineari;Ognuno ha il suo particolare meccanismo di conversione.Molto spesso si tratta di movimenti rotanti o ingressi fluidi pressurizzati, sebbene esistano molti tipi meno frequentemente usati come attuatori di cera calda.

L'attuatore lineare della sorgente rotante utilizza di solito un motore elettrico per fornire energia di ingresso.Questo attuatore utilizza le camme o le disposizioni a vite di piombo per convertire l'energia di rotazione dei motori in movimento della linea retta.L'esempio della vite di piombo è una scelta popolare in quanto fornisce una vasta gamma di potenziale di lunghezza di estensione.Il motore gira una vite di piombo filettata grossolana che passa attraverso un dado attaccato al braccio dell'attuatore.Il dado e l'attuatore sono impediti di girare e, di conseguenza, avanzano su e giù per la vite di piombo mentre si gira fornendo un movimento lineare.

Un attuatore lineare di tipo CAM utilizza una camma eccentrica collegata al braccio dell'attuatore tramite una serie di collegamenti o uno slot nella faccia della camma.Mentre la camma gira, spinge il braccio dell'attuatore in avanti o lo estrae.Questa variante non ha una vasta gamma di movimento come l'attuatore della vite di piombo ma è in grado di ingressi molto accurati.Gli attuatori di CAM usano spesso motori a passo elettronici che consentono un aumento del controllo dell'avanzamento e l'accuratezza aggiunta necessaria per il controllo del processo di precisione.

Gli attuatori idraulici e pneumatici utilizzano un gas o un liquido pressurizzato per ottenere un movimento lineare e possiede il maggiore potenziale di uscita.Questi sistemi sono costituiti da un pistone contenuto in un tubo sigillato con valvole a entrambe le estremità.Il pistone è collegato a un'asta dell'attuatore che passa attraverso una guarnizione a un'estremità del tubo.Una fonte esterna di gas o liquido pressurizzato, in genere aria o olio idraulico, viene introdotta nel cilindro tramite una delle valvole.A seconda che il fluido venga introdotto sopra o sotto il pistone, l'attuatore inoltrerà o all'indietro.

Esistono molti altri tipi di attuatori lineari utilizzati meno frequentemente come attuatori termici che utilizzano l'espansione di materiali come la cera per fornire movimento lineare.Altri tipi includono attuatori piezoelettrici, magnetici e rack e pignoni.Forse il più semplice di tutti è il tipo di vite manuale simile a quello usato per regolare un vernier.Questo tipo di attuatore lineare utilizza lo stesso principio delle varietà di vite di piombo, ma in genere ha una filo più fine per una regolazione più precisa.