Attuatore lineare

Attuatore lineare con chiocciola basato su motore passo passo ibrido

Un attuatore lineare è un attuatore che crea il movimento lungo una linea dritta, in contrasto con il moto rotativo di un motore elettrico convenzionale. L'attuatore lineare è usato nel campo dell'automazione, nell'automotive (gestione carburatore, movimentazione fari...), nelle periferiche dei computer (disk driver e stampanti), nelle valvole ed in altri campi d'impiego dove è previsto un movimento lineare. In aggiunta esistono cilindri pneumatici, idraulici ed altri tipi di meccanismi per ottenere uno spostamento lineare.

Tipologia

Attuatori meccanici

Lavorano tipicamente traducendo un moto rotativo in lineare. Nella maggior parte dei casi la conversione avviene mediante:

• Vite/chiocciola: ruotando la vite, la chiocciola si muove linearmente eseguendo lo spostamento. Per esempio gli accoppiamenti vite/madrevite o vite a ricircolo di sfere.
• Ruota dentata e asse lineare: ruotando la ruota l'asse esegue un movimento lineare. È tipica degli accoppiamenti con cinghia, catena o pignone/cremagliera.
• Camma: ruotando la camma (che ha una forma eccentrica) si ottiene un movimento lineare, anche se di corsa contenuta.

La forza e la precisione del movimento dipendono dal tipo di collegamento e dal rendimento del sistema. Ad esempio una vite con passo più lungo sarà più veloce e con rendimenti migliori ma perderà in risoluzione e forza. A seconda del profilo della camma si può ottenere una forza ed un profilo di spostamento diverso. Lavorando con i rapporti fra denti nel collegamento a cinghia/catena si possono ottenere forze e precisioni differenti; inoltre la cinghia ha un rendimento più alto della catena.

A seconda del tipo di collegamento l'attuatore può solo tirare, spingere (come la camma) o fare forza in entrambe le direzioni.

Attuatori idraulici

Tipicamente sono costituiti da un cilindro cavo in cui è inserito un pistone. Fornendo una pressione al pistone questo eserciterà una forza capace di spostare un oggetto esterno. Essendo i liquidi delle sostanze incomprimibili permettono all'attuatore una buona precisione nel movimento. L'attuatore idraulico necessita di una pompa per poter funzionare, che gli garantisce sia la forza che la precisione.

Attuatori pneumatici

Gli attuatori pneumatici sono del tutto simili a quelli idraulici, sostituendo l'aria compressa al liquido in pressione.

Attuatori elettromeccanici

Sono simili agli attuatori meccanici con l'aggiunta di un motore elettrico per il controllo del movimento.

I dispositivi più semplici sono costituiti da un motore collegato alla madrevite su cui scorre una chiocciola. In alcuni casi è presente un dispositivo antirotazione che permette alla chioccola solo lo spostamento lineare e non rotativo. La chiocciola viene poi ancorata al dispositivo da far traslare rendendo efficace il sistema. Le caratteristiche più importanti associate ad un attuatore lineare sono: corsa, velocità, forza, precisione e ciclo di vita.

Si possono usare vari tipi di motori per un sistema lineare, e la loro scelta dipende dai requisiti dell'applicazione e dai carichi richiesti. Motori CC con o senza spazzole, bldc, motori ad induzione o motore passo passo: ognuno ha le sue caratteristiche d'impiego. Ad esempio, dove sono richieste velocità e forza tralasciando la risoluzione il motore ad induzione si presta (valvole per raffineria); viceversa dove la precisione è fondamentale (strumenti diagnostici da laboratorio, movimentazione di laser o ottiche...) il motore passo passo è più adatto. In aggiunta si possono adoperare encoder per avere la certezza dello spostamento e della precisione del movimento.

Voci correlate

• Attuatore
• Motore elettrico
• Cremagliera
• Pignone (meccanica)
• Cinghia
• Catena (meccanica)
• Camma
• Vite a ricircolo di sfere

Altri progetti

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Collegamenti esterni

• Schema e descrizione attuatore lineare passante, su valpower.it.