Introdução
Atuadores rotativos pneumáticos e cilindros rotativos são usados quando uma máquina precisa de movimento angular em vez de movimento linear. Eles giram peças, indexam dispositivos, movimentam pequenos braços, abrem e fecham portinholas, posicionam ferramentas e acionam mecanismos de fixação. Em muitos sistemas de automação, é mais fácil criar um movimento de 90 graus ou 180 graus com um atuador rotativo do que com um cilindro linear e um mecanismo de articulação.
O movimento rotativo exige uma abordagem diferente na seleção. Em vez de considerar apenas o diâmetro e o curso, os compradores devem avaliar torque, ângulo de rotação, inércia da carga, precisão de parada, montagem, suporte do eixo, amortecimento e força aplicada na extremidade de um braço. Um atuador rotativo pequeno demais pode não completar o movimento. Um atuador grande demais pode atingir o fim de curso com muita força e sobrecarregar o mecanismo.
A HOMIPNEU oferece opções de atuadores rotativos, como atuadores pneumáticos compactos de mesa rotativa MSQB, atuadores rotativos compactos CRQ2B, atuadores rotativos pneumáticos CDRA1, atuadores rotativos pneumáticos DSM, e cilindros de fixação rotativos, como os das séries MKB, ACK, MRB e SRC.
Quando usar atuadores rotativos
Atuadores rotativos são úteis quando uma máquina precisa de um movimento angular controlado. Exemplos comuns incluem mudar a orientação de uma pequena peça, posicionar um braço de parada, girar uma placa de dispositivo, virar um componente ou abrir uma portinhola.
O uso de um cilindro linear com um mecanismo de articulação pode funcionar, mas acrescenta peças mecânicas e preocupações com o alinhamento. Um atuador rotativo reúne o movimento angular em uma unidade compacta. Isso pode tornar o projeto mais simples e fácil de reproduzir em outras máquinas.
Em equipamentos compactos, os atuadores rotativos podem economizar espaço porque o movimento ocorre ao redor do corpo do atuador, em vez de ao longo do curso de um cilindro comprido.
Torque e inércia da carga
Torque é a força de rotação produzida pelo atuador. O torque necessário depende do peso da carga, da distância em relação ao centro de rotação, do atrito, da direção do movimento e da aceleração. Uma carga pequena montada longe do eixo pode exigir mais torque do que uma carga mais pesada montada perto do eixo.
A inércia da carga é importante quando o movimento é rápido. Mesmo que o atuador consiga iniciar o movimento, pode ser difícil parar a carga suavemente. Uma inércia elevada pode provocar impactos no fim da rotação.
Ao selecionar um atuador rotativo, calcule ou estime o torque com um fator de segurança. Se o movimento for vertical ou envolver elevação contra a gravidade, a exigência poderá ser maior do que em um simples movimento horizontal.
Ângulo de rotação
Ângulos de rotação comuns incluem 90 graus e 180 graus, mas alguns atuadores permitem ângulos ajustáveis ou faixas de rotação mais amplas. O ângulo correto depende da função da máquina. Uma unidade de transferência de peças pode precisar de 180 graus, enquanto uma portinhola ou um batente pode precisar de 90 graus.
Produtos como cilindros rotativos ajustáveis QGK e cilindros rotativos QSW de 360 graus atendem a aplicações em que a flexibilidade do ângulo é importante.
O ajuste do ângulo deve ser travado com segurança após a regulagem. Se o ponto de parada mudar durante a operação, sensores e dispositivos nas etapas seguintes poderão perder o alinhamento.
Mesas rotativas para posicionamento
Atuadores de mesa rotativa são usados quando a carga precisa de uma plataforma giratória estável. A mesa rotativa pneumática da série MSQB e o atuador compacto de mesa rotativa MSQB são adequados para indexação, rotação de dispositivos e tarefas de posicionamento em espaços compactos.
Em muitas aplicações, uma mesa rotativa oferece melhor suporte à carga do que um atuador simples com eixo. Ela pode ser útil quando uma placa, dispositivo ou pequeno conjunto precisa girar mantendo a estabilidade.
Assim como nos cilindros de mesa deslizante, a rigidez da montagem é importante. O atuador deve ser instalado em uma superfície plana e resistente para manter a precisão do posicionamento.
Cilindros de fixação rotativos
Cilindros de fixação rotativos combinam rotação e fixação. São comuns em dispositivos nos quais um braço de fixação precisa girar até a posição correta e prender uma peça. Isso economiza espaço, pois o braço pode se afastar durante o carregamento e retornar durante a fixação.
Produtos HOMIPNEU, como cilindros de fixação rotativos MKB, cilindros de fixação rotativos ACK, cilindros de fixação rotativos MRB, e cilindros pneumáticos rotativos SRC atendem a sistemas de automação de dispositivos e fixação.
Para cilindros de fixação, o comprimento do braço e a força de fixação são fundamentais. Um braço mais longo reduz a força efetiva de fixação e aumenta a carga de flexão. Use o comprimento de braço e o suporte de montagem adequados.
Amortecimento e batentes de fim de curso
O movimento rotativo frequentemente exige uma parada controlada. Se o atuador atingir o batente de fim de curso com muita força, a máquina poderá vibrar, a carga poderá se deslocar ou o atuador poderá sofrer desgaste prematuro. Amortecimento, amortecedores de choque e controle de velocidade ajudam a reduzir o impacto.
Não ajuste o atuador sem carga presumindo que ele se comportará da mesma forma com o ferramental definitivo. A inércia real do braço, da garra ou do dispositivo altera o comportamento na parada.
Em máquinas de alta cadência, o controle suave no fim da rotação protege tanto o atuador quanto o produto.
Dicas de instalação e circuito pneumático
Use uma válvula e tubos dimensionados para fornecer vazão de ar suficiente à velocidade desejada. Se o atuador se mover lentamente, verifique a vazão da válvula, o diâmetro dos tubos, as conexões e possíveis restrições no escape antes de substituir o atuador.
Os parafusos de montagem devem estar bem apertados e, sempre que possível, a carga deve estar equilibrada. Evite cargas pesadas em balanço, a menos que o atuador seja dimensionado para elas. Se a carga precisar de suporte adicional, use mancais ou guias externas.
Sensores podem ser necessários para confirmar as posições de rotação. Instale-os em locais onde possam ser ajustados e protegidos contra danos.
Erros comuns de seleção
Um erro é estimar o torque apenas com base no peso da carga. Aplicações rotativas dependem muito do raio. Uma ferramenta leve montada em um braço longo pode exigir mais torque do que o esperado, pois a força atua longe do centro de rotação.
Outro erro é ignorar a precisão de parada. Algumas aplicações precisam apenas que uma peça gire para abrir e fechar. Outras exigem posicionamento angular preciso e repetível. Se a máquina precisar de precisão, verifique o projeto dos batentes, a folga, o amortecimento e a necessidade de batentes mecânicos externos.
Os compradores também devem verificar se o eixo ou a mesa do atuador pode suportar a carga diretamente. Se o ferramental for pesado ou estiver deslocado, pode ser necessário um mancal externo de suporte. O atuador deve fornecer a rotação, não suportar sozinho todas as cargas mecânicas.
Exemplos práticos de aplicação
Em equipamentos de embalagem, um atuador rotativo pode abrir e fechar uma portinhola guia, girar um pequeno braço de rejeição ou movimentar um cabeçote de sucção entre as posições de coleta e colocação. Na automação de dispositivos, um cilindro de fixação rotativo pode afastar o braço de fixação durante o carregamento e trazê-lo de volta para prender a peça. Em equipamentos de montagem, um atuador de mesa rotativa pode indexar uma pequena peça entre estações.
Cada exemplo tem uma prioridade diferente. Uma portinhola guia pode precisar de velocidade e repetibilidade simples. Um cilindro de fixação precisa de força de retenção e posição estável do braço. Uma mesa rotativa precisa de suporte para a carga e precisão angular. Escolher o atuador de acordo com a prioridade real é mais confiável do que escolher apenas pelo tamanho.
Produtos pneumáticos relacionados
Atuadores rotativos trabalham com válvulas solenoides, controladores de velocidade, conexões, tubos, sensores e unidades de preparação de ar. A categoria de cilindros pneumáticos da HOMIPNEU inclui mesas rotativas, atuadores rotativos compactos, atuadores de palheta, acionamentos semirrotativos e cilindros de fixação rotativos.
Para movimentos lineares, cilindros pneumáticos padrão ou compactos podem ser mais simples. Para movimentos angulares, atuadores rotativos geralmente permitem um projeto de máquina mais simples.
Perguntas frequentes
Para que serve um atuador rotativo pneumático?
Ele é usado para criar movimentos angulares controlados, como giro, indexação, oscilação, fixação e rotação de dispositivos.
Como escolher o torque de um atuador rotativo?
Considere o peso da carga, a distância em relação ao eixo, o atrito, a direção do movimento, a velocidade e o fator de segurança. A inércia da carga é importante para movimentos rápidos.
O que é um cilindro de fixação rotativo?
É um cilindro que gira um braço de fixação até a posição desejada e aplica força de fixação, sendo frequentemente usado em dispositivos.
Atuadores rotativos podem girar 360 graus?
Alguns modelos permitem rotações mais amplas ou movimentos de 360 graus, enquanto muitos atuadores padrão são projetados para 90 ou 180 graus.
Por que um atuador rotativo bate com muita força?
As possíveis causas incluem velocidade excessiva, alta inércia da carga, amortecimento inadequado, ajuste incorreto do controle de vazão ou um atuador superdimensionado.
Conclusão
Atuadores rotativos pneumáticos e cilindros rotativos são úteis quando equipamentos de automação precisam de movimento angular controlado. Uma boa seleção exige verificar o torque, o ângulo, a inércia da carga, a montagem, o amortecimento e o projeto do circuito pneumático. Quando escolhidos corretamente, os atuadores rotativos tornam as operações de giro, indexação e fixação compactas e repetíveis.
