Principales causes de pannes d'actionneurs électriques et conseils de prévention

Des machines de fabrication et équipements agricoles aux voitures électriques et robots, l'actionneur électrique fait avancer le monde moderne – littéralement et figurativement. Cette dépendance n'est pas près de changer. Cela signifie qu'une compréhension plus approfondie du fonctionnement des actionneurs électriques deviendra de plus en plus nécessaire.

Pour développer cette compréhension plus approfondie, apprendre les problèmes courants des actionneurs électriques est crucial. Pour ceux qui ont des intérêts dans des projets industriels, en particulier, savoir pourquoi un actionneur électrique ne fonctionne pas à son plein potentiel aidera à réduire les temps d'arrêt et à améliorer la productivité globale.

Cet article discutera des problèmes les plus courants qui peuvent affecter les performances d'un actionneur électrique.

Pièces de l'actionneur électrique

Une bonne première étape pour comprendre ce qui ne va pas avec un actionneur électrique défaillant est d'apprendre ses pièces, en particulier celles qui posent habituellement des problèmes.

Il y a deux catégories principales pour les pièces de base des actionneurs électriques : le système électrique, qui comprend l'entraînement et le moteur, et le système mécanique, qui comprend les accouplements et l'actionneur.

Moteur

Le moteur entraînant un actionneur électrique crée le mouvement rotatif par la rotation de la broche ou du rotor. Le moteur, par l'intermédiaire de l'arbre d'entraînement, est connecté à une vis hélicoïdale qui tourne ensuite dans un écrou à billes. L'écrou à billes est entraîné vers l'avant ou vers l'arrière au fur et à mesure que la broche tourne. L'actionneur linéaire se déplace en suivant un piston creux attaché à l'écrou à billes.

La puissance du moteur et le couple qu'il génère dictent la force du mouvement. Les moteurs plus puissants ont généralement des applications différentes de ceux qui créent moins de couple.

Entraînement

L'entraînement électrique contrôle le moteur. Il crée des variations de vitesse de rotation et de couple qui, à leur tour, modifient la vitesse et la force générées par l'actionneur linéaire. Ces variations sont essentielles pour adapter l'actionneur à différentes applications.

Un mécanisme de rétroaction, généralement sous forme d'encodeur ou de résolveur, fournit des informations de position à l'entraînement pour manipuler l'actionneur dans une position commandée. L'entraînement peut ensuite être programmé pour bouger, s'arrêter ou revenir à sa position de repos ou d'origine.

Accouplements

Les accouplements sont utilisés pour connecter le moteur rotatif à la vis à billes de l'actionneur électrique.

Ils sont fabriqués à partir de divers matériaux, tels que l'aluminium, l'acier inoxydable et d'autres métaux. Des accouplements appropriés sont nécessaires pour les opérations de précision. Ils peuvent affecter la douceur de l'accélération, le contrôle et la variation de vitesse, la limite de charge, et l'isolation des chocs et vibrations. Ils sont également nécessaires pour mieux synchroniser les actionneurs.

Actionneur

L'actionneur, souvent appelé actionneur linéaire, convertit le mouvement rotatif du moteur en mouvement linéaire pour différentes applications, selon la force, la vitesse, la capacité de charge, la résistance au frottement et d'autres facteurs.

Les actionneurs transmettent la vitesse et le couple fournis par le moteur à une variété de mécanismes d'entraînement, y compris les systèmes de transmission de puissance à vis, courroie et crémaillère et pignon. Les composants de base d'un actionneur linéaire consistent en le corps de l'actionneur, une méthode de transmission de puissance (vis, courroie ou crémaillère et pignon), des roulements pour soutenir la vis, un système de roulements pour soutenir la charge et un chariot sur lequel les composants connexes peuvent être montés. Les fabricants sont généralement en mesure de varier la méthode de transmission de puissance ainsi que la structure des roulements pour fournir différentes caractéristiques de vitesse et de capacité de charge en fonction des exigences de l'application.

Problèmes courants avec les actionneurs électriques

Problème : Charge en porte-à-faux

Cause courante : L'actionneur est sous-dimensionné pour la charge.

Un actionneur sous-dimensionné est la cause la plus probable d'un problème de charge en porte-à-faux. Le dimensionnement correct des actionneurs pour l'application est un facteur crucial souvent négligé au profit de l'efficacité coût. Cependant, un actionneur sous-dimensionné ne pourra pas fonctionner. La plupart des fabricants d'actionneurs fournissent à l'utilisateur des outils de dimensionnement basés sur logiciel pour aider à sélectionner l'actionneur approprié pour répondre aux critères de l'application.

Pour trouver la bonne taille d'actionneur, il doit être capable de faire ce qui suit :

• Supporter de manière constante les charges dynamiques et statiques qui lui sont appliquées
• Développer une vitesse et un couple suffisants sur toute la plage de mouvement pour soutenir l'application
• Répondre aux facteurs de service et de sécurité qui peuvent être établis par le fabricant ou l'utilisateur final

Problème : Pas de mouvement de courroie

Cause courante : Un couple moteur excessif a arraché la courroie ou la courroie est mal tendue

Si la courroie ne bouge pas, la cause la plus courante est que le moteur produit trop de couple, ce qui arrache les dents de la courroie. Cela peut être résolu en confirmant que les spécifications de couple du moteur ne dépassent pas les spécifications de couple d'entrée maximum de l'actionneur et en ajustant si nécessaire.

Le problème peut également indiquer que la courroie n'a pas la bonne taille ou la tension appropriée. Les courroies ont des indices de résistance de travail et de traction qui doivent être pris en compte lorsqu'elles sont employées dans des applications industrielles. Dans les actionneurs sans tige, une mauvaise fabrication peut causer un manque de mouvement de la courroie.

Problème : Particules présentes dans l'actionneur

Causes courantes : La courroie est exposée, ou il n'y a pas de pression d'air positive pour éliminer les particules.

Lorsque des particules pénètrent dans le système d'actionneur, la cause est très probablement la courroie exposée. Les courroies exposées attirent les particules de l'environnement. Une fois que ces particules entrent dans l'actionneur, les opérations peuvent être compromises.

Une autre cause courante est qu'il n'y a pas de pression d'air positive suffisante ou nulle dans le système nécessaire pour éliminer les particules.

Problème : Moteur brûlé

Causes courantes : Le moteur a un cycle de service inapproprié ou la mauvaise tension. Il peut également y avoir de la contamination dans le système.

Les brûlures peuvent être causées par des moteurs avec des cycles de service inappropriés, ou le pourcentage qui représente combien de temps le moteur peut fonctionner par rapport au temps dont il a besoin pour se reposer. Le fabricant fournit des limitations de cycle de service. Elles doivent être prises en compte lors du choix de moteurs pour différentes applications.

La mauvaise tension peut également causer des brûlures de moteur. Les brûlures peuvent se produire lorsque un moteur reçoit des tensions supérieures à la quantité recommandée.

La contamination par des particules peut causer plus de résistance et exiger plus de couple du moteur. Cela peut finalement causer une brûlure si suffisamment de particules entrent dans le système.

Problème : Défaillance de composants

Causes courantes : Vieillesse, dimensionnement incorrect et utilisation soutenue et intensive des composants

Lorsque les composants d'actionneur électrique échouent, il peut y avoir différentes causes. La première est l'âge du composant. Avec le temps, les composants s'usent et devront être remplacés. La deuxième cause est l'utilisation soutenue et intensive. Lorsque les composants sont utilisés au-delà de leurs indices recommandés, ils sont sujets à la défaillance.

Un dimensionnement incorrect est également une cause courante de défaillance des composants. Les actionneurs fonctionnent sur des mesures précises. Même de minuscules disparités peuvent éventuellement causer des défaillances de composants.

Conclusion

Les actionneurs électriques ont de nombreuses utilisations dans différentes industries. Il est important de se familiariser avec leurs problèmes quotidiens pour maintenir les temps d'arrêt au minimum. Comprendre les pièces de base et comment elles peuvent échouer est l'une des étapes les plus essentielles pour prévenir les problèmes. Un actionneur électrique peut rencontrer des problèmes de dimensionnement, d'usure, de contamination, d'incompatibilité, et plus encore.

Cela dit, bien qu'il soit bon de développer une compréhension de l'actionneur électrique, il est préférable de laisser le diagnostic, la réparation ou le remplacement à des professionnels comme JHFoster. Nous équipons les entreprises depuis 1938. Nous sommes des experts en automatisation industrielle et systèmes d'air comprimé.

Pour des questions sur les problèmes d'actionneur électrique et d'autres problèmes, contactez notre équipe.