Passer de l'hydraulique à l'électrique : Points clés à considérer pour les actionneurs

Alors que la mondialisation favorise une concurrence accrue, les fabricants cherchent des moyens de rester en tête en transformant bon nombre de leurs processus de base. Cela inclut la conversion des systèmes hydrauliques en systèmes électriques.

Les cylindres hydrauliques et les actionneurs électriques offrent tous deux de nombreux avantages pour de nombreuses applications de mouvement linéaire. L'hydraulique offre une force élevée à des coûts abordables, tandis que les actionneurs électriques offrent les mêmes capacités avec une flexibilité, une précision et une fiabilité accrues.

Dans cet article, nous vous aidons à comprendre la nature de la conversion d'un système hydraulique en actionneur électrique, les paramètres clés impliqués et ses avantages potentiels.

Paramètres clés à considérer

Plusieurs paramètres clés sont à prendre en compte lors de la conversion d'un système hydraulique en actionneur électrique. Ceux-ci incluent :

Force

Les cylindres hydrauliques sont conçus pour avoir des pressions de fonctionnement élevées. Un cylindre hydraulique de 3 pouces fonctionnant à 2 200 psi peut fournir environ 15 000 livres de force (lbf). Pendant ce temps, les actionneurs électriques alimentés par des vis à rouleaux sont capables de fournir 50 000 lbf.

Les actionneurs électriques ont tendance à être plus attractifs car ils peuvent générer une force instantanément, tandis que les systèmes hydrauliques ont besoin de temps pour monter en pression.

Contrôle du mouvement

Les actionneurs électriques offrent un contrôle beaucoup plus précis que les cylindres hydrauliques. C'est parce que les moteurs électriques peuvent être contrôlés rapidement et facilement avec des dispositifs de rétroaction, tels que des encodeurs. Les actionneurs électriques offrent également un positionnement infini, ce qui signifie qu'ils peuvent s'arrêter à n'importe quel point le long de leur course.

Les cylindres hydrauliques, en revanche, s'appuient sur des vannes pour contrôler le flux, ce qui n'est pas aussi précis, mais ils fonctionnent mieux dans des applications simples.

Tolérance à la température

Les actionneurs électriques peuvent fonctionner dans une plage de températures beaucoup plus large que les cylindres hydrauliques. C'est parce que les moteurs électriques sont plus tolérants aux températures extrêmes. D'un autre côté, les fluides hydrauliques peuvent se dégrader à haute température, ce qui peut endommager le système.

Collecte de données

Les actionneurs électriques peuvent collecter des données, telles que la position, la vitesse et la force. Ces données peuvent être utilisées pour améliorer l'efficacité du système. Les cylindres hydrauliques, en revanche, n'ont pas cette capacité.

Risques environnementaux

Les actionneurs électriques ne présentent pas les mêmes risques environnementaux que les cylindres hydrauliques. Les fluides hydrauliques peuvent fuir et contaminer l'environnement. En revanche, les actionneurs électriques sont alimentés par l'électricité, qui n'est pas nocive pour l'environnement.

Coûts du cycle de vie

Les actionneurs électriques ont un coût de cycle de vie inférieur à celui des cylindres hydrauliques. C'est parce que les actionneurs électriques n'ont pas besoin de fluides hydrauliques, qui doivent être remplacés périodiquement. Les actionneurs électriques ont également une durée de vie plus longue que les cylindres hydrauliques.

Conversion de l'hydraulique à l'électrique

Il existe de nombreuses raisons de passer d'un système hydraulique à un actionneur électrique. Les avantages des actionneurs électriques les rendent attrayants pour de nombreuses applications telles que les machines avec moteurs électriques comme les automobiles, les ventilations et les réfrigérateurs.

La première étape pour passer de l'hydraulique à l'électrique est de ne pas dimensionner pour la puissance hydraulique. Les ingénieurs doivent garder à l'esprit que la plupart des cylindres à puissance hydraulique sont souvent dimensionnés deux ou trois fois plus grands que nécessaire.

Se fier à la puissance hydraulique pour le dimensionnement peut faire apparaître la force de sortie d'un cylindre hydraulique surdimensionné comme plus grande que ce que l'application spécifie. C'est parce que plus le cylindre est grand, plus sa capacité de force augmente.

Cela crée deux problèmes spécifiques :

• Premièrement, cela fait apparaître les exigences de force de l'application comme plus élevées que ce qu'un actionneur électrique peut fournir.
• Deuxièmement, les actionneurs électriques peuvent avoir un prix d'achat plus élevé que les cylindres hydrauliques et le surdimensionnement conduit souvent à des coûts inabordables.

Exigences de force réelles

Avant de se pencher sur un actionneur électrique, les ingénieurs doivent être clairs sur les exigences de force réelles pour l'application. Une série de tests doit être menée sur l'application pour ce faire.

Ces tests aideront à identifier la force de sortie requise par l'actionneur et constituent une étape cruciale dans le choix d'un actionneur électrique. Le test doit inclure une amplitude de mouvement complète à différentes vitesses et sous diverses charges.

1. Déterminer la force de pointe

Après avoir mené la série de tests, les ingénieurs comprendront clairement la force requise par l'application et pourront déterminer la force de pointe.

La force de pointe est la force maximale requise par l'application. La déterminer peut se faire en réduisant la pression dans le système hydraulique jusqu'à ce que le cylindre puisse à peine fonctionner.

Utiliser la pression réelle dans l'équation « Force = Pression x Surface » est un bon moyen d'obtenir la force réelle. Cependant, ce processus ne permettra d'identifier que la force de pointe de l'application au lieu de cartographier la force sur l'ensemble du cycle d'extension et de rétraction.

2. Installation d'une cellule de charge

L'étape suivante consiste à installer une cellule de charge. Une cellule de charge est un type de capteur qui mesure la force. Elle est souvent utilisée dans les applications où la force doit être mesurée avec précision, comme une balance.

Dans ce cas, la cellule de charge sera utilisée pour mesurer la force de sortie de l'actionneur électrique. Cela garantira que la force de sortie de l'actionneur électrique est précise et pourra être utilisée pour cartographier la force sur le cycle d'extension et de rétraction.

Les lectures des cellules de charge peuvent être consultées, évaluées et enregistrées sur un ordinateur personnel ou un système de collecte de données. Il existe de nombreux types de cellules de charge, il est donc crucial d'en choisir une adaptée à l'application.

Adopter les avantages de la conversion aux actionneurs électriques

La conversion des cylindres hydrauliques en actionneurs électriques peut être intimidante, mais elle offre divers avantages comme une précision, une sécurité et une fiabilité accrues.

Ils sont connus pour offrir un contrôle programmable des paramètres de mouvement, une répétabilité et une collecte/rapport de données. Les actionneurs électriques sont également plus faciles à entretenir que les cylindres hydrauliques.

Tant que vous gardez à l'esprit ces paramètres importants et d'autres facteurs, comme ceux mentionnés dans cet article, lors de la conversion des cylindres hydrauliques en actionneurs électriques, le processus sera beaucoup plus fluide.

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