Deseño de rack único fronte a rack dual

Os actuadores de piñón e cremalleira ofrecen os rangos máis amplos de par e rotación en comparación con outros mecanismos de conversión para converter forza lineal en par de rotación. Teñen unha alta eficiencia mecánica e os pares que son capaces de producir van desde un par de Nm ata varios miles de Nm.

Non obstante, unha posible desvantaxe do deseño de piñón e cremalleira é a folgura. A folgura prodúcese cando as engrenaxes de piñón e cremalleira non están completamente aliñadas e hai un pequeno espazo entre cada conexión de engrenaxes. Este desalineamento pode causar desgaste nas engrenaxes durante o ciclo de vida do actuador, o que á súa vez aumenta a folgura.

Unha unidade de dobre cremalleira usa un par de cremalleiras en lados opostos do piñón. Isto axuda a eliminar o xogo debido a unha forza contraria e tamén duplica o par de saída da unidade e aumenta a eficiencia mecánica do sistema. No actuador de dobre acción que se mostra na Figura 3, as dúas cámaras dos laterais están cheas de aire presurizado, que empurra os pistóns cara ao centro e, para devolver os pistóns á posición inicial, a cámara do centro está á súa vez presurizada.

Función

Os actuadores neumáticos de piñón e cremalleira poden ser de simple efecto ou de dobre efecto. Tamén é posible que estes actuadores proporcionen varias paradas.

Simple efecto vs. dobre efecto

Nun actuador de simple efecto, o aire só se subministra a un lado do pistón e é responsable do movemento do pistón nunha soa dirección. O movemento do pistón na dirección oposta realízase mediante un resorte mecánico. Os actuadores de simple efecto conservan aire comprimido, pero realizan traballo nunha soa dirección. Unha desvantaxe dos cilindros de simple efecto é a forza de saída inconsistente ao longo dunha carreira completa debido á forza oposta do resorte. A figura 4 mostra un actuador rotatorio pneumático de dobre cremalleira de simple efecto.

Nun actuador de dobre acción, o aire subministrase ás cámaras a ambos os dous lados do(s) pistón(es). Unha maior presión de aire nun lado pode impulsar o(s) pistón(es) ao outro lado. Os actuadores de dobre acción utilízanse cando é necesario realizar traballo en ambas direccións. A figura 5 mostra un actuador rotatorio pneumático de dobre acción e dobre cremalleira.

Unha das vantaxes dos cilindros de dobre efecto é a forza de saída constante en todo o rango de rotación. As desvantaxes dos cilindros de dobre efecto son a súa necesidade de aire comprimido para o movemento en ambas direccións e a falta dunha posición definida en caso de fallo de enerxía ou presión.

Posicionamento múltiple

Algúns actuadores de piñón e cremalleira poden deterse en varias posicións ao longo do rango de rotación controlando a presión nos portos. As posicións de parada poden estar en calquera secuencia, o que permite que o actuador pase selectivamente unha posición de parada intermedia.

Parafusos de tope de viaxe

Os parafusos de tope de desprazamento están no lateral do corpo do actuador (como se ve na Figura 6) e permiten axustar as posicións finais dos pistóns limitando a rotación da engrenaxe do piñón desde o interior. Ao instalar o actuador, introduza os dous parafusos de tope de desprazamento ata que entren en contacto coa tapa do tope de desprazamento. Continúe aparafusando o parafuso esquerdo do tope de desprazamento ata que a ranura do piñón visible na parte superior xire á posición paralela á lonxitude do corpo do actuador.