Design a rack singolo vs. design a rack doppio

Gli attuatori a pignone e cremagliera offrono la più ampia gamma di coppia e rotazione rispetto ad altri meccanismi di conversione della forza lineare in coppia rotazionale. Hanno un'elevata efficienza meccanica e le coppie che sono in grado di produrre vanno da un paio di Nm a diverse migliaia di Nm.

Tuttavia, uno dei potenziali svantaggi del design a pignone e cremagliera è il gioco. Il gioco si verifica quando gli ingranaggi a pignone e cremagliera non sono completamente allineati e c'è un piccolo spazio tra ogni collegamento degli ingranaggi. Questo disallineamento può causare l'usura degli ingranaggi durante il ciclo di vita dell'attuatore, che a sua volta aumenta il gioco.

Un'unità a doppia cremagliera utilizza una coppia di cremagliere sui lati opposti del pignone. Questo aiuta a eliminare il gioco dovuto a una forza contraria e raddoppia anche la coppia di uscita dell'unità, aumentando l'efficienza meccanica del sistema. Nell'attuatore a doppio effetto mostrato in Figura 3, le due camere laterali sono riempite di aria pressurizzata, che spinge i pistoni verso il centro e, per riportare i pistoni nella posizione iniziale, la camera centrale viene a sua volta pressurizzata.

Funzione

Gli attuatori pneumatici a pignone e cremagliera possono essere a semplice o doppio effetto. È anche possibile che questi attuatori forniscano più arresti.

Semplice effetto vs. doppio effetto

In un attuatore a semplice effetto, l'aria viene fornita solo a un lato del pistone ed è responsabile del movimento del pistone in una sola direzione. Il movimento del pistone nella direzione opposta è eseguito da una molla meccanica. Gli attuatori a semplice effetto risparmiano aria compressa, ma eseguono il lavoro in una sola direzione. Uno svantaggio dei cilindri a semplice effetto è la forza di uscita non costante per tutta la corsa a causa della forza opposta della molla. La Figura 4 mostra un attuatore rotativo pneumatico a semplice effetto a doppia cremagliera.

In un attuatore a doppio effetto, l'aria viene immessa nelle camere su entrambi i lati del/i pistone/i. Una pressione dell'aria più elevata su un lato può spingere il/i pistone/i verso l'altro lato. Gli attuatori a doppio effetto vengono utilizzati quando è necessario eseguire un lavoro in entrambe le direzioni. La Figura 5 mostra un attuatore rotativo pneumatico a doppio effetto e doppia cremagliera.

Uno dei vantaggi dei cilindri a doppio effetto è la forza di uscita costante lungo l'intero intervallo di rotazione. Gli svantaggi dei cilindri a doppio effetto sono la necessità di aria compressa per il movimento in entrambe le direzioni e la mancanza di una posizione definita in caso di interruzione di corrente o pressione.

Posizionamento multiplo

Alcuni attuatori a pignone e cremagliera sono in grado di arrestarsi in più posizioni durante un intervallo di rotazione, controllando la pressione sulle porte. Le posizioni di arresto possono essere in qualsiasi sequenza, consentendo all'attuatore di superare selettivamente una posizione di arresto intermedia.

Bulloni di arresto della corsa

I bulloni di finecorsa si trovano sul lato del corpo dell'attuatore (come mostrato in Figura 6) e consentono la regolazione delle posizioni finali dei pistoni limitando la rotazione del pignone dall'interno. Durante l'installazione dell'attuatore, avvitare entrambi i bulloni di finecorsa fino a quando non entrano in contatto con il tappo di finecorsa. Continuare ad avvitare il bullone di finecorsa sinistro fino a quando la fessura del pignone visibile sulla parte superiore non ruota nella posizione parallela alla lunghezza del corpo dell'attuatore.