Conheça Atuador pneumático: Noções básicas do atuador rotativo
22/04/2021
Atuadores Rotativos pneumáticos são comumente usados para converter a pressão de ar comprimido (na forma de um curso de cilindro) em um movimento giratório oscilante. Como outros componentes pneumáticos, eles são duráveis, oferecem simplicidade e alta força para seu tamanho e podem operar em ambientes perigosos.
Existem dois tipos principais de atuadores Rotativos pneumáticos: Tipo Cremalheira e pinhão e Tipo palheta - ambos estão disponíveis em atuação simples ou dupla:
Os atuadores Rotativo de cremalheira e pinhão usam um pistão cilíndrico conectado a uma engrenagem de cremalheira. Quando acionados, o pistão e a cremalheira se movem de maneira linear, girando a engrenagem do pinhão e o eixo de saída. Uma unidade de rack duplo utiliza dois racks em lados opostos da engrenagem do pinhão, duplicando o torque de saída da unidade. A serie AP700L da é um exemplo de atuador rotativo de cremalheira e pinhão que converte o movimento linear por meio de uma transmissão de cremalheira e pinhão em um eixo de saída macho ou fêmea.
Os atuadores pneumáticos podem ser de ação simples ou dupla. Um atuador de dupla ação fornece ar para ambos os lados do pistão. Uma pressão de ar mais alta em ambos os lados cria movimento para abrir e fechar a válvula. Um atuador de ação simples, por outro lado, tem o ar fornecido para um lado e usa uma ou mais molas para retornar o pistão de volta à posição. Um atuador de retorno por mola pode ser projetado para ser fechado ou aberto por mola. Esses atuadores conservam o ar comprimido, no entanto, atuadores de dupla ação fornecem melhor controle e operam em taxas de ciclo mais altas. Em certas aplicações, pode ser uma vantagem dos atuadores de retorno por mola retornar à posição base em caso de perda de pressão ou potência.
Em atuadores giratórios pneumáticos, a força linear de um pistão é convertida em torque por mecanismos como cremalheira e pinhão ou scotch yoke. Atuadores do tipo palheta, entretanto, podem produzir torque diretamente a partir da pressão do ar.
Uma cremalheira e pinhão, conforme mostrado na Figura abaixo, consiste em uma engrenagem circular (o pinhão) acoplada a uma engrenagem linear (a cremalheira). Quando acionado, o pistão que está preso à cremalheira move-se linearmente. Devido à conexão da engrenagem ao pinhão, ele gira com o eixo de saída conectado, transformando efetivamente o movimento linear em rotação.
Figura 4: Atuadores Scotch Yoke
Em um mecanismo Scotch Yoke, o eixo do pistão é acoplado a um eixo rotativo por meio de um pino e uma ranhura, conforme mostrado na Figura 5. O movimento linear do eixo faz com que o pino gire. Os atuadores Scotch Yoke podem ser de retorno por mola ou de dupla ação. Esses atuadores também podem ser equipados com dois pistões opostos para dobrar a quantidade de torque no eixo de saída, conforme mostrado na Figura 5 à direita. Os atuadores Scotch Yoke são atuadores de serviço pesado que produzem torques que variam de vários milhares a centenas de milhares de Nm.
Figura 5: Atuadores pneumáticos de retorno de mola Scotch Yoke (ação simples)
Os atuadores de palheta têm uma câmara cilíndrica na qual uma palheta é montada em um eixo central. A pressão do ar aplicada em um lado da palheta força-a a girar até atingir o final do curso. Alternativamente, a pressão do ar do lado oposto da palheta impulsiona o eixo na direção oposta até atingir o final do curso. Em um estilo de palheta única, o movimento rotativo é normalmente limitado a 280 graus. Em um estilo de palheta dupla, o movimento é normalmente de 90 ou 100 graus, oferecendo menos amplitude de rotação com o dobro da força da construção de palheta única. A série PRO-PRN é um exemplo de atuador de palheta disponível em 9 tamanhos nas versões de palheta simples ou dupla.
Os atuadores rotativos muitas vezes podem passar despercebidos no processo de especificação, pois os cilindros pneumáticos comuns são especificados com um braço articulado para obter o movimento rotativo necessário. No entanto, os atuadores rotativos têm o potencial de simplificar muito as aplicações porque são componentes independentes, capazes de suportar cargas devido aos conjuntos de rolamentos internos.
Além disso, não há necessidade de projetar e construir rolamentos de mancal externos. Ao contrário das hastes de pistão expostas a contaminantes transportados pelo ar, os atuadores rotativos podem reduzir as dores de cabeça de manutenção em ambientes sujos.
A primeira etapa na seleção de um atuador pneumático Rotativo é descobrir o tipo de atuador mais adequado para sua aplicação. Embora os atuadores scotch yoke sejam usados principalmente para aplicações pesadas , é aconselhável considerar suas opções ao selecionar um atuador rotativo para aplicações leves e médias, em media 95% desses atuadores são utilizados para automatizar valvulas esfera, Valvula borboleta, e valvula macho, sendo assim é muito importante saber todos os dados da valvula principalmente o torque necessario para abrir e fechar a valvula.
Atuadores de cremalheira e pinhão:
Atuadores tipo palheta:
O dimensionamento do atuador seria então a próxima etapa. Os atuadores pneumáticos são frequentemente caracterizados de maneira mais importante pela quantidade de torque que podem produzir ou parar e que leva ao dimensionamento do atuador. Um atuador de um determinado tamanho provavelmente também fornecerá uma faixa de torque dependendo da pressão de controle que é alimentada a ele. Outros critérios a serem considerados ao selecionar um atuador rotativo são o ângulo de rotação, volume de ar necessário para a operação, meio de controle, materiais e interface, incluindo opções de eixo de saída, tamanhos de flange e portas de ar piloto.
