Rack único versus design de rack duplo

Os atuadores de cremalheira e pinhão oferecem as mais amplas faixas de torque e rotação em comparação com outros mecanismos de conversão para converter força linear em torque rotacional.Possui alta eficiência mecânica e os torques que são capazes de produzir variam de alguns Nm a vários milhares de Nm.

No entanto, uma desvantagem potencial do design de cremalheira e pinhão é a folga.A folga ocorre quando as engrenagens da cremalheira e do pinhão não estão completamente alinhadas e há uma pequena folga entre cada conexão de engrenagem.Este desalinhamento pode causar desgaste nas engrenagens durante o ciclo de vida do atuador, o que por sua vez aumenta a folga.

Uma unidade de cremalheira dupla utiliza um par de cremalheiras em lados opostos do pinhão.Isto ajuda a eliminar a folga devido a uma força contrária e também duplica o torque de saída da unidade e aumenta a eficiência mecânica do sistema.No atuador de dupla ação mostrado na Figura 3, as duas câmaras laterais são preenchidas com ar pressurizado, que empurra os pistões para o centro e para retornar os pistões à posição inicial, a câmara do centro por sua vez é pressurizada.

Função

Os atuadores pneumáticos de cremalheira e pinhão podem ser de ação simples ou de dupla ação.Também é possível que esses atuadores forneçam múltiplas paradas.

Ação simples vs. ação dupla

Em um atuador de ação simples, o ar é fornecido apenas para um lado do pistão e é responsável pelo movimento do pistão em apenas uma direção.O movimento do pistão na direção oposta é realizado por uma mola mecânica.Os atuadores de ação simples conservam o ar comprimido, mas realizam trabalho em apenas uma direção.Uma desvantagem dos cilindros de ação simples é a força de saída inconsistente durante um curso completo devido à força oposta da mola.A Figura 4 mostra um atuador rotativo pneumático de rack duplo de ação simples.

Em um atuador de dupla ação, o ar é fornecido às câmaras em ambos os lados do(s) pistão(ões).Uma pressão de ar mais elevada num lado pode conduzir o(s) pistão(ões) para o outro lado.Atuadores de dupla ação são usados ​​quando o trabalho precisa ser executado em ambas as direções.A Figura 5 mostra um atuador rotativo pneumático de rack duplo de dupla ação.

Uma das vantagens dos cilindros de dupla ação é a força de saída constante em toda a faixa de rotação.As desvantagens dos cilindros de dupla ação são a necessidade de ar comprimido para movimento em ambas as direções e a falta de uma posição definida em caso de falha de energia ou pressão.

Posicionamento múltiplo

Alguns atuadores de cremalheira e pinhão são capazes de parar em múltiplas posições ao longo da faixa de rotação, controlando a pressão nas portas.As posições de parada podem estar em qualquer sequência, possibilitando que o atuador passe seletivamente por uma posição de parada intermediária.

Parafusos de parada de deslocamento

Os parafusos limitadores de deslocamento estão na lateral do corpo do atuador (conforme visto na Figura 6) e permitem o ajuste das posições finais dos pistões, limitando a rotação da engrenagem do pinhão por dentro.Ao instalar o atuador, insira ambos os parafusos limitadores de deslocamento até que entrem em contato com a tampa limitadora de deslocamento.Continue aparafusando o parafuso limitador de deslocamento esquerdo até que a ranhura do pinhão visível na parte superior gire para a posição paralela ao comprimento do corpo do atuador.