Attuatori. Gli attuatori costituiscono gli elementi che controllano e permettono il movimento delle parti

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1 Attuatori Gli attuatori costituiscono gli elementi che controllano e permettono il movimento delle parti meccaniche di una macchina automatica. Sono una componente della parte operativa di una macchina automatica, e vengono controllati dall unità di governo.

2 Attuatori Gli attuatori sono dispositivi che trasformano in modo controllato una energia primaria (elettrica, pneumatica o idraulica) in energia meccanica. Oltre alla trasformazione energetica principale esistono sempre trasformazioni energetiche secondarie di tipo dissipativo che producono perdite di energia. Pertanto l energia meccanica in uscita è sempre inferiore all energia in ingresso. Energia Entrante Energia Meccanica Perdite Energia Meccanica Calore

3 Attuatori Tutte le perdite contribuiscono ad abbassare il rendimento di un attuatore. Si definisce rendimento effettivo il rapporto tra la potenza d uscita e la potenza d ingresso: η = P out P in Il rendimento dei motori pneumatici ed idraulici può arrivare al 90%. Tale valore però deve poi essere moltiplicato per il rendimento, molto inferiore, di pompe, compressori, valvole e linee di connessione, necessari al funzionamento ed al controllo. Nel caso degli attuatori elettromeccanici, il rendimento aumenta all aumentare delle dimensioni, fino a raggiungere valori superiori al 75% per macchine di taglia superiore ai 10 kw. Valori più bassi, fino al 40%, sono invece tipici negli attuatori di piccola taglia (< 1 kw). Il rendimento della macchina elettrica deve poi essere moltiplicato per quello del convertitore statico di potenza che in genere è superiore all 80%.

4 Sistema meccanico con moto lineare

5 Sistema meccanico con moto lineare

6 Sistema meccanico con moto lineare Forza d attrito Per un corpo che si muove su un piano a velocita sufficientemente alta la forza d attrito che si oppone al moto vale: f L =c + c 1 u + c 2 u 2 Il termine costante corrisponde all attrito dinamico o di Coulomb Il termine lineare corrisponde all attrito viscoso causato dalle forze di adesione tra il corpo ed il piano di supporto ed è preponderante alle basse velocità. Il termine quadratico corrisponde all attrito viscoso causato dagli urti frontali del corpo con le molecole del fluido in cui si muove ed è preponderante alle alte velocità.

7 Sistema meccanico con moto rotazionale

8 Sistema meccanico con moto rotazionale

9 Sistema meccanico con moto rotazionale Coppia d attrito Per un corpo che ruota a velocita sufficientemente alta la coppia d attrito che si oppone al moto vale: T L =c + c 1 ω + c 2 ω 2

10 Sistema meccanico con moto rotazionale Rigidezza torsionale Se la rigidezza torsionale K è un valore finito possono essere innescate delle risonanze meccaniche

11 Tipi di carico Sistema meccanico con moto rotazionale

12 Sistema meccanico con moto rotazionale

13 Operazioni sui quattro quadranti Sistema meccanico con moto rotazionale

14 Riduttore Sistema meccanico con moto rotazionale

15 Momento d inerzia equivalente Sistema meccanico con moto rotazionale

16 Sistema meccanico con moto rotazionale Conversione da moto rotazionale a moto lineare con cinghia e puleggia

17 Sistema meccanico con moto rotazionale Conversione da moto rotazionale a moto lineare con vite senza fine (o vite madrevite) Permette di trasformare il moto rotatorio della vite in moto lineare della madrevite. Velocita' della madrevite V [m/s] V = n p/ (60 x1000) n: Velocita di rotazione della vite [rpm] p: passo dell'elica [mm] 60 [min/sec],1000 [mm/m] fattori di conversione

18 Sistema meccanico con moto rotazionale Analogia tra sistemi meccanici ed elettrici Sistema meccanico Sistema meccanico Sistema elettrico con moto lineare con moto rotazionale Forza Coppia Corrente Velocità Velocità angoloare Tensione Posizioneione Posizione ione angolare Flusso Inerzia Momento d inerzia Capacità Costante elastica Costante elastica 1/Induttanza Coefficiente di smorzamento Coefficiente di smorzamento 1/Resistenza Rapporto di riduzione Rapporto di riduzione Rapporto di trasformazione

19 Analogia tra sistemi meccanici ed elettrici Sistema meccanico con moto rotazionale

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