Lineaire actuatoren
Een alternatief voor hydraulische cilinders
Als u op zoek bent naar nauwkeurige, krachtige
en snelle lineaire actuatoren voor positioneer-toepassingen, dan vormt de
elektro-mechanische lineaire actuator een volwaardig alternatief voor de
hydraulische of pneumatische cilinders. Caron Vector is met de
vertegenwoordiging van Warner, Precision, IDC en Parker zeer actief op dit
gebied. Hoe werken nu deze actuatoren en wat zijn de kenmerken? Een korte
toelichting.
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française
Een lineaire actuator, kortweg
linator, vormt een compleet
elektromechanische aandrijving, waarbij de roterende beweging van de
elektromotor wordt omgezet in een rechtlijnige beweging van de lineaire
actuator. De draairichting van de motor bepaalt of de actuator "in" of
"uit" beweegt. De afstand tussen de twee uiterste posities van de
actuatorstang (volledig in of uit) is de slaglengte.
Bouw
De standaard lineaire actuator is opgebouwd uit een motor, een overbrenging,
een schroefspil, een linatorstang en een behuizing. De aangebouwde motoren zijn
meestal gelijkstroommotoren van 12V, 24V en 36V, maar wisselstroommotoren van
230V/50Hz zijn eveneens leverbaar. De overbrenging bestaat uit rechte tandwielen
en is ondergebracht in een stevige, geheel gesloten behuizing en voor de hele
levensduur gesmeerd. De schroefspil is in principe leverbaar in twee types: de
schroefspil met gerolde trapeziumdraad (de A-types) en de schroefspil met
gerolde kogelomloopdraad (de B-types). De linatorstang is vervaardigd uit
roestvrij staal en werkt via een moer met de schroefspil samen. Bij een
schroefspil met trapeziumdraad is dit een kunststofmoer, terwijl bij een
schroefspil met kogelomloopdraad een kogelomloopmoer is gemonteerd.
Tot slot is er nog de behuizing ter bescherming van de ingebouwde componenten,
die het mogelijk maakt de actuator te gebruiken in een industriële omgeving,
zowel binnen als buiten. Afhankelijk van de toepassing kan men kiezen voor een
cilindrisch of een vierkant huis.
Snelheid
De kracht die de linator moet leveren beïnvloedt zowel de snelheid van de
linatorstang als de stroomopname van de motor. Het verloop van de snelheid en de
stroomopname, als functie van de kracht, is bij elke linator in de grafieken
weergegeven.
Kracht
De linatoren zijn leverbaar in verschillende grootten van 340 N tot 6800 N
en hoger. De capaciteit van de actuatoren met kogelomloopdraad is wel dubbel zo
groot als die met trapeziumdraad voor een zelfde actuator.
Slaglengte
Per linator-grootte zijn een aantal slaglengten standaard leverbaar. Met
hulpapparatuur bestaat de mogelijkheid de slaglengten te begrenzen of in te
stellen.
Spiracon rolmoer
De Rolaram Precision is een actuator van het type kogelschroefspil. Echter
niet met de klassiek kogelschroefspil, maar met een zogenaamde Spiracon
planetaire rolmoer die de rotatie van de schroef omzet in de lineaire beweging
van de actuator. Met behulp van deze gepatenteerde moer met planetaire rollers
bekomt men een systeem met een minimum aan speling, een hoog rendement, en een
hoge dynamische belastingscapaciteit met een minimum aan axiale slijtage. Het
gamma actuatoren kan snelheden aan tot 7.000 mm/min. De maximale dynamische
belasting bedraagt zo maar eventjes 402 kN en de maximale slag bedraagt bijna 5
m. Met aangepaste drive of controller kan een positioneerreproduceerbaarheid
gehaald worden van 5µm. Voor de aandrijving, axiaal of haaks, kan men zowel
asynchrone als servomotoren gebruiken.
Niet alleen kan de lineaire actuator zich op het vlak van de prestaties met
hydraulische cilinders meten, tevens geniet hij het voordeel deze prestaties
zonder het medium olie te kunnen leveren. Daarbij komt nog dat hij volledig
onderhoudsvrij is. Het toepassingsgebied van de actuatoren situeert zich in de
meest diverse sectoren gaande van kernenergie, luchtvaart (hefplatformen),
metaalbewerking (metaalscharen), automotive (robots), over papierindustrie
(wikkel- en afwikkelmachines), communicatie, enz. tot en met de voeding en de
sector offshore en zeevaart.
Ing. Xavier De Buysscher
Actuateurs
linéaires
Une alternative pour les cylindres hydrauliques
Si vous êtes à la recherche d’actuateurs
linéaires précis, puissants et rapides pour des applications de
positionnement, l’actuateur linéaire électromécanique représente une
alternative complète pour les cylindres hydrauliques ou pneumatiques. Grâce à
la représentation de Warner, de Precision, d’IDC et de Parker, Caron Vector
est particulièrement actif dans ce domaine. Comment fonctionnent ces actuateurs
et quels sont leurs caractéristiques ? Une brève explication.
Un actuateur linéaire est un
système d’entraînement électromécanique complet dans lequel les mouvements
rotatifs de l’électromoteur sont transformés en un mouvement rectiligne de l’actuateur
linéaire. Le sens de rotation du moteur détermine si l’actuateur se déplace
en « in » ou « out ». La distance entre les deux
positions extrêmes de la tige de l’actuateur (complètement
« in » ou « out ») représente la course.
Construction
L’actuateur linéaire standard est composé d’un moteur, d’une
transmission, d’une broche filetée, d’une tige d’actuateur et d’un
boîtier.
Les moteurs adaptés sont généralement des moteurs à courant continu de 12V,
24V et 36V mais des moteurs à courant alternatif de 220V/50Hz sont également
disponibles. La transmission comprend des engrenages droits, elle est placée
dans un boîtier solide, entièrement fermé et elle est lubrifiée en
permanence. La broche filetée est en principe disponible en deux types :
la broche filetée avec fil enroulé trapéziforme (les types A) et la broche
filetée avec fil enroulé circulatoire à billes (les types B). La tige de l’actuateur
linéaire est fabriquée en acier inoxydable et fonctionne conjointement à la
broche filetée via un écrou. Dans le cas d’une broche filetée à fil
trapéziforme, il s’agit d’un écrou en matière synthétique tandis que,
dans le cas d’une broche filetée à fil circulatoire à billes, le montage
comprend un écrou circulatoire à billes.
Finalement, il y a encore le boîtier, destiné à la protection des composantes
intégrées et qui permet d’utiliser l’actuateur dans un environnement
industriel, tant à l’intérieur qu’à l’extérieur. En fonction de l’application,
on peut choisir un boîtier cylindrique ou un boîtier carré.
Vitesse
La puissance que doit fournir l’actuateur linéaire influence la vitesse
de la tige de l’actuateur, tout comme l’absorption de courant du moteur.
Pour chaque actuateur, le déroulement de la vitesse et de l’absorption de
courant est reproduit dans un graphique en tant que fonction de la puissance.
Puissance
Les sont disponibles en différentes tailles de maximum 340 N à maximum
6800 N et plus. Pour un même actuateur, la capacité des modèles à fil
circulatoire à billes est toutefois le double de celle des versions à fil
trapéziforme.
Course
Un certain nombre de courses standards sont disponibles par taille de l’actuateur.
Des appareillages auxiliaires offrent également la possibilité de limiter ou
de régler les courses.
Ecrou à molette Spiracon
Le Rolaram Precision est un actuateur du type à broche filetée à billes.
Il n’est toutefois pas pourvu de la broche filetée à billes classique mais
de ce qu’on appelle l’écrou planétaire à molette Spiracon qui transforme
la rotation du filet en mouvement linéaire de l’actuateur. Grâce à cet
écrou breveté à roulements planétaires, on obtient un système bénéficiant
d’un jeu minimal, d’un rendement élevé et d’une capacité de charge
dynamique élevée avec une usure axiale minimale.
La gamme d’actuateurs permet de faire face à des vitesses pouvant atteindre
7.000 mm/min. La charge dynamique maximale équivaut à pas moins de 402 kN et
la course maximale atteint presque 5 M. à condition de disposer du drive ou du
contrôleur adéquat, on peut atteindre une réproductibilité de positionnement
de 5µm. Pour l’entraînement, axial ou perpendiculaire, on peut avoir recours
à des moteurs asynchrones ou à des servomoteurs.
Conclusion
Non seulement l’actuateur linéaire peut se mesurer aux cylindres
hydrauliques au niveau des prestations mais il offre en plus l’avantage de
pouvoir fournir ces prestations sans huile. Ajoutons-y qu’il est totalement
exempt d’entretien. Le domaine d’application des actuateurs se situe dans
les secteurs les plus diversifiés comme l’énergie nucléaire, l’aviation
(plates-formes de levage), la métallurgie (ciseaux à métaux), l’automatisation
(robots), l’industrie du papier (machines de bobinage et de débobinage), la
communication, etc. jusqu’à l’alimentation ou au secteur offshore et la
navigation maritime.
Ing. Xavier De Buysscher
