O que é um atuador linear?
Um atuador linear é qualquer dispositivo que produz trabalho convertendo energia não linear em movimento linear. Existem muitos tipos diferentes de fontes de energia primária usadas em atuadores lineares, desde motores elétricos a pressão de fluido e ar e expansão térmica. Cada tipo ou classe de atuador é adequado para diferentes aplicações com base em requisitos de tamanho, saída, potencial e energia. Isso inclui abridores de portas, atuadores de máquinas para serviços pesados e pequenos controladores de processo de precisão. Estes variam desde o humilde abridor de bandeja de DVD a carneiros hidráulicos gigantes capazes de produzir dezenas de milhares de libras de pressão. O princípio básico por trás desses dispositivos indispensáveis é a conversão de um, tipicamente fonte de energia não linear, tipicamente pequena, em movimento linear de aumento da magnitude. Existem várias fontes de energia primária comumente usadas em atuadores lineares; cada um tem seu ocomo mecanismo de conversão particular. Na maioria das vezes, esses são movimentos rotativos ou entradas de fluido pressurizadas, embora existam vários tipos usados com menos frequência, como atuadores de cera quente.
O atuador linear da fonte rotativa geralmente utiliza um motor elétrico para fornecer sua energia de entrada. Este atuador faz uso de cames ou arranjos de parafuso de chumbo para converter a energia rotacional do motor em movimento da linha reta. O exemplo do parafuso de chumbo é uma escolha popular, pois fornece uma ampla gama de potencial de comprimento de extensão. O motor gira um parafuso de chumbo rosqueado grosso que passa através de uma porca presa ao braço do atuador. A porca e o atuador são impedidos de girar e, como resultado, avançam para cima e para baixo o parafuso de chumbo à medida que gira, fornecendo movimento linear.
Um atuador linear do tipo came utiliza uma câmera excêntrica conectada ao braço do atuador por meio de uma série de vínculos ou um slot na face da câmera. Quando a câmera vira, éempurra o braço do atuador para frente ou o retira de volta. Essa variante não possui uma amplitude de movimento tão grande quanto o atuador do parafuso de chumbo, mas é capaz de entradas muito precisas. Os atuadores de came geralmente usam motores de passo eletrônicos que permitem maior controle de avanço e a precisão adicional necessária para o controle do processo de precisão.
Atuadores hidráulicos e pneumáticos usam um gás ou líquido pressurizado para obter movimento linear e possui o maior potencial de saída. Esses sistemas consistem em um pistão contido em um tubo selado com válvulas em cada extremidade. O pistão é conectado a uma haste do atuador que passa por uma vedação em uma extremidade do tubo. Uma fonte externa de gás ou líquido pressurizado, tipicamente ar ou óleo hidráulico, é introduzido no cilindro através de uma das válvulas. Dependendo se o fluido é introduzido acima ou abaixo do pistão, o atuador será encaminhado ou para trás.
Existem muitos outros tipos de atuador linear com menos frequência, como AC térmicoTuadores que utilizam a expansão de materiais como cera para fornecer movimento linear. Outros tipos incluem atuadores piezoelétricos, magnéticos e rack e pinhões. Talvez o mais simples de tudo seja o tipo de parafuso manual semelhante ao usado para ajustar um vernier. Esse tipo de atuador linear usa o mesmo princípio que as variedades de parafuso de chumbo, mas normalmente possui uma rosca mais fina para um ajuste mais preciso.