Tipos de atuadores lineares

Introdução

Este trabalho tem por objetivo, descrever o funcionamento, as particularidades e modelos dos principais atuadores hidráulicos e pneumáticos do mercado, bem como sua empregabilidade nos processos onde se faz necessário o uso de tais equipamentos.

Atuadores

Atuadores são equipamentos capazes de converter energia hidráulica e/ou pneumática em movimento, estão divididos principalmente em lineares e rotativos e são utilizados nas mais diversas aplicações e segmentos, como os exemplos abaixo:

-Robótica

-Máquinas para conformação de metal

-Máquinas da indústria de plásticos e borracha

-Linhas de produção de automóveis e eletrônicos, entre outros.

Os sistemas hidráulicos e pneumáticos podem ser descritos em três operações básicas:

GERAÇÃO CONTROLE ATUAÇÃO

Este estudo concentra-se na categoria final, a de atuação e aplicação de equipamentos atuadores.

Tipos de atuadores lineares

Cilindro

Transforma trabalho hidráulico ou pneumático em deslocamento mecânico linear. Um cilindro consiste de uma camisa de cilindro, de um pistão móvel e de uma haste ligada ao pistão. Os cabeçotes são presos ao cilindro por meio de roscas, prendedores, tirantes ou solda. Conforme a haste se move para dentro ou para fora, ela é guiada por embuchamentos removíveis chamados de guarnições. O lado para o qual a haste opera é chamado de lado dianteiro ou "cabeça do cilindro". O lado oposto sem haste é o lado traseiro.

Segue abaixo figura demonstrativa:

Desenho ilustrativo de um cilindro hidráulico (fonte: Parker Tecnologia Hidráulica industrial)

Tipos de cilindros mais comuns

Cilindros de ação simples - um cilindro no qual a pressão de fluido é aplicada em somente uma direção para mover o pistão.

Cilindro com retorno com mola de simples ação - um cilindro no qual uma mola recua o conjunto do pistão.

Cilindro tipo martelo de simples ação - um cilindro no qual o elemento móvel tem a mesma área da haste do pistão.

Cilindro de dupla ação - Um cilindro no qual a pressão do fluido é aplicada ao elemento móvel em qualquer uma das direções, onde a força aplicada pode ser ajustada tanto no avanço quanto no retorno.

Cilindro de haste dupla - Um cilindro com um pistão simples e uma haste ligada a cada lado, onde a força aplicada pode ser ajustada tanto no avanço quanto no retorno, em que enquanto um lado avança o outro esta em retorno.

Cilindro telescópico ou de múltiplo estágio – um cilindro com arranjo multitubular da haste, que provê um curso longo com uma camisa curta na retração, muito utilizado em operações que exijam elevação de cargas a grandes alturas, com ajuste da força no avanço e no retorno e com uma área pequena de cilindro, muito utilizado em máquinas de construção civil.

Cilindro duplex contínuo ou cilindro Tandem - consiste de dois ou mais cilindros montados em linha com pistões interligados por uma haste comum. As guarnições são montadas entre os cilindros para permitir a ação dupla de operação de cada cilindro. Um cilindro Tandem fornece uma força resultante maior quando o diâmetro do pistão é limitado, mas o seu curso não é. Neste tipo de cilindro a força pode ser considerada praticamente o dobro do que teríamos em um cilindro comum.

Cilindro duplex - consiste de dois cilindros montados em linha e com hastes múltiplas (uma para cada cilindro). As guarnições são montadas entre os cilindros para permitir dupla ação de cada cilindro. Os cilindros duplex dão uma capacidade de três posições.

Tipos de atuadores rotativos

Transformam a força hidráulica ou pneumática em força mecânica rotacional, em escala de giro contínuo tipo motor, bem como de giro em uma escala limitada de graus, como os osciladores ou em operações onde não é necessária rotação completa do componente em que a força esta sendo aplicada.

Osciladores de cremalheira e pinhão

Convertem energia hidráulica em movimento rotativo, sob um determinado número de graus.

Esse tipo de atuador rotativo fornece um torque uniforme em ambas as direções e através de todo o campo de rotação. Nesse mecanismo, a pressão do fluido acionará um pistão que está ligado à cremalheira que gira o pinhão. Unidades de cremalheira e pinhão do tipo standard podem ser encontradas em rotações de 90, 180, 360 graus ou mais. As variações dos atuadores de cremalheira e pinhão podem produzir unidades com saídas de torque de até 60 x 104 kgf.m.

Figura ilustrativa (Fonte: Parker Tecnologia Hidráulica industrial)

Osciladores de palheta (simples ou dupla)

Estes modelos são providos de máximo valor de saída de torque para um tamanho reduzido. Utilizados para uma grande variedade de aplicações industriais, são disponíveis em modelo de palheta simples, onde possui um ângulo de rotação máxima de 280°. A unidade de palheta dupla produz em dobro o torque de saída para uma mesma dimensão de carcaça e tem um giro máximo limitado a 100°.

Oscilador de palheta (Fonte: Parker Tecnologia Hidráulica industrial)

Motores Hidráulicos

De Palheta

Os motores hidráulicos transformam a energia de trabalho hidráulico em energia mecânica rotativa, que é aplicada ao objeto por meio de um eixo. Todos os motores consistem basicamente de uma carcaça com conexões de entrada e saída e de um conjunto rotativo ligado a um eixo.

(Fonte: