Capitolo 1: 1: Introduzione
Gli elettromagneti tubolari a spinta e trazione sono gli attuatori elettromeccanici più comunemente utilizzati nell'automazione industriale moderna. La loro funzione è quella di convertire l'energia elettrica in movimento lineare, consentendo alle macchine di eseguire operazioni quali bloccare, spingere, tirare, sollevare o rilasciare oggetti.
I solenoidi tubolari più comunemente utilizzati sono
Elettrovalvole di spinta con alloggiamento tubolare
Elettrovalvole di trazione con alloggiamento tubolare
Elettrovalvole push-pull con alloggiamento tubolare
Per un ingegnere, un progettista di prodotto o un integratore di sistemi, è fondamentale conoscere le differenze tra questi tre tipi di solenoidi per poter scegliere quello più adatto alle proprie esigenze.
Capitolo 2: Qual è la funzione delle elettrovalvole tubolari di spinta e trazione?
Un solenoide tubolare è un dispositivo elettromagnetico che converte l'energia elettrica in movimento rettilineo.
Le parti principali di un solenoide tubolare
Avvolgimento della bobina: questa è la parte che genera il campo magnetico quando viene alimentata.
Pistone o indotto: questa è la parte mobile del solenoide, realizzata in ferro.
Alloggiamento magnetico: l'involucro esterno del solenoide completa il campo magnetico.
Molla di ritorno: Questa è la molla che spinge indietro il pistone quando il solenoide non è alimentato.
Il tubo che guida lo stantuffo per garantirne un movimento fluido è chiamato tubo guida.
Quando il solenoide viene alimentato, la corrente elettrica fa sì che la bobina crei un campo magnetico che spinge il pistone verso il centro del solenoide.
Capitolo 3: Come funzionano i solenoidi tubolari di spinta e trazione
Il solenoide sfrutta l'elettromagnetismo per funzionare.
La bobina del solenoide è in grado di condurre elettricità.
Attorno alla bobina si crea un campo magnetico.
Il circuito magnetico attrae il pistone, realizzato in materiale ferromagnetico, verso il nucleo.
Lo stantuffo crea un'azione meccanica che sposta un carico.
La molla riporta lo stantuffo nella sua posizione originale quando l'alimentazione viene interrotta.
La differenza principale tra un solenoide a spinta e uno a trazione risiede nel modo in cui l'energia in uscita viene utilizzata meccanicamente.
Capitolo 4: Che cos'è un solenoide di spinta tubolare?
Che cos'è un solenoide che spinge un tubo?
Quando il solenoide viene attivato, il pistone si sposta verso l'esterno, creando una spinta.
Il campo magnetico all'interno del solenoide continua ad attrarre qualcosa verso di sé, e questo crea un movimento che viene convertito meccanicamente in una spinta.
Richiesta di lavoro
Quando si accende l'alimentazione, lo stantuffo si ritrae.
Spegnimento: la molla ritrae lo stantuffo.
Pro
Azione diretta: premere
Facile da collegare a leve e attuatori
Design semplice
Facile da collegare a leve e attuatori
Adatto per meccanismi di espulsione
Contro
Forza inferiore a quella di un solenoide di trazione
Corta di breve lunghezza
un po' meno efficiente
Elettrovalvola tubolare a spinta Applicazione comune
Macchine che vendono cose
Macchine che emettono biglietti
Macchine utilizzate nei giochi di flipper
Elettrovalvole con tubi
Capitolo 5: Che cos'è un solenoide di trazione tubolare?
Quando il solenoide viene attivato, un solenoide tubolare a trazione si muove attirando il pistone all'interno del corpo del solenoide.
Questa è la configurazione del solenoide più diffusa ed efficiente perché il campo magnetico viene utilizzato per attrarre l'armatura verso di sé.
Movimento di lavoro
Accensione: lo stantuffo si muove all'interno.
Spegnere → La molla lo spinge indietro.
Pro
Maggiore forza magnetica
Capacità di remare più a lungo
Molto efficiente
Un design stabile e affidabile
Contro
Potrebbe essere necessario un collegamento esterno per effettuare un movimento di spinta.
L'installazione potrebbe richiedere più spazio per i componenti meccanici.
Utilizzi comuni
Serrature sulle porte
Sistemi di bloccaggio
Pinze per robot
Strumenti per automatizzare le fabbriche
Dispositivi di bloccaggio per la sicurezza
Capitolo 6: Elettrovalvole tubolari push-pull
Che cos'è un solenoide che spinge e tira?
A seconda del punto in cui è collegato il carico, un solenoide push-pull può fornire un'azione meccanica di spinta o di trazione.
Quando l'asta del solenoide push-pull viene spinta o tirata, può muoversi in qualsiasi direzione, ma il pistone si muove verso l'interno.
Vantaggi
L'installazione può essere modificata
Può muoversi in due modi
Piccolo
Ideale per sistemi meccanici che si muovono in più di una direzione
Contro
Configurazione meccanica più complessa
Più costoso da realizzare
Utilizzi comuni
Macchine per smistare automaticamente gli oggetti
Sistemi per l'automazione delle fabbriche
Serrature intelligenti
Macchine per l'imballaggio
Capitolo 7: Confronto tra solenoidi push, pull e push-pull
| Caratteristica | Solenoide di spinta | Tirare il solenoide | Elettrovalvola push-pull |
| direzione del movimento | spinta verso l'esterno | Attrazione verso l'interno | Spingere o tirare |
| Efficienza magnetica | Medio | Alto | Alto |
| Capacità di ictus | Corto-medio | Medio-lungo | Medio |
| Flessibilità di installazione | Medio | Medio | Alto |
| Utilizzo tipico | Espulsione | Blocco | Automazione flessibile |
Capitolo 8: Considerazioni di progettazione per i solenoidi tubolari
Nella progettazione di solenoidi tubolari, gli ingegneri devono tenere in considerazione i seguenti fattori.
8.1. La forza necessaria
La necessità di ricorrere alla forza dipende da:
Peso del carico
Attrito delle macchine
Fattore di sicurezza
La forza di un solenoide diminuisce all'aumentare della lunghezza della corsa, quindi i calcoli devono essere precisi.
8.2. Lunghezza della corsa
Le corse di un comune solenoide tubolare sono
2 mm a 20 mm
Le corse più lunghe richiedono:
Dimensioni maggiori del solenoide
Maggiore consumo energetico
8.3. Potenza e tensione
Alcuni voltaggi comuni sono
12V DC
24 Volt di corrente continua
48V DC
8.4 Ciclo di lavoro
Bisogna inoltre considerare il ciclo di lavoro:
Dovere di lavorare sempre
Doveri che vanno e vengono
Il ciclo di lavoro si riferisce alla durata di utilizzo di un solenoide.
Esempio:
ciclo di lavoro del 10% = brevi periodi di tempo
ciclo di lavoro del 50% = periodi di tempo moderati
Un ciclo di lavoro del 100% significa che funziona ininterrottamente.
Se si utilizza un ciclo di lavoro errato, il dispositivo può surriscaldarsi.
8.5. Condizioni meteorologiche
I solenoidi industriali devono essere protetti contro:
Sporcizia
Umidità
Molto caldo
Vibrazione
Alcuni metodi comuni per proteggersi sono:
Alloggiamenti con classificazione IP
Isolamento per alte temperature
Rivestimenti che non arrugginiscono
Capitolo 9: Come scegliere i solenoidi tubolari di spinta e trazione più adatti
Questo è un metodo semplice per scegliere un solenoide tubolare.
Passaggio 1: Che tipo di movimento è?
Effettua la selezione in base al tipo di movimento:
Azione di spinta
Spingere il solenoide
movimento di trazione
Tirare il solenoide
Elettrovalvola a spinta/trazione
Movimento flessibile
Fase 2: quanta forza è necessaria?
Aggiungere:
Peso del carico
Attrito
Fattore sicurezza
Passo 3: Qual è la distanza richiesta?
Scegli un solenoide in grado di erogare la forza richiesta a fine corsa.
Passaggio 4: Quale tensione e ciclo di lavoro
Assicurati che sia compatibile con la tua tensione di alimentazione.
Passaggio 5: Spazio per l'installazione
Assicurati che le dimensioni del solenoide siano adatte al design della macchina.
Capitolo 10: Considerazioni finali
I solenoidi tubolari a spinta e trazione rappresentano un'ottima soluzione per numerose applicazioni industriali e commerciali.
Comprendendo le differenze tra solenoidi a spinta, a trazione e a spinta-trazione, gli ingegneri possono selezionare il tipo di attuatore più adatto al loro progetto.
In generale, le differenze sono le seguenti:
I solenoidi a trazione sono i più potenti ed efficienti.
I solenoidi a spinta sono ideali per applicazioni che richiedono un movimento diretto verso l'esterno.
Le elettrovalvole push-pull semplificano il collegamento di diverse parti di un sistema di automazione complesso.
Gli ingegneri possono rendere i sistemi più efficaci e prolungarne la durata valutando attentamente i requisiti di forza, corsa, carico di lavoro e installazione.
Capitolo 11: Domande e risposte sui solenoidi tubolari
- Qual è la principale differenza tra solenoidi a spinta e solenoidi a trazione?
Quando un solenoide di spinta viene attivato, sposta gli oggetti verso l'esterno, mentre un solenoide di trazione li attira verso il centro.
- Quale tipo di solenoide ha la potenza maggiore?
I solenoidi a trazione sono generalmente i più potenti perché il circuito magnetico attrae naturalmente l'armatura verso il centro della bobina.
- È possibile utilizzare un solenoide di trazione come solenoide di spinta?
Sì. Un solenoide di trazione può essere utilizzato per generare un movimento di spinta tramite un collegamento meccanico o un'estensione dell'asta.
- Quanto durano in genere i solenoidi tubolari?
I solenoidi industriali di alta qualità possono durare milioni di cicli, a seconda del ciclo di lavoro e dell'ambiente operativo.
- A quale tensione funzionano i solenoidi tubolari?
12 V CC, 24 V CC e 48 V CC sono solo alcune delle tensioni con cui possono funzionare.
- È possibile utilizzare i solenoidi tubolari per un funzionamento continuo?
Sì, a condizione che dispongano di bobine per il funzionamento a ciclo di lavoro completo.
- Come si può rendere più potente il solenoide?
Procedendo come segue, è possibile potenziare il solenoide:
Aumentare la corrente nella bobina
Accorciare la distanza della corsa
Migliorare le prestazioni dei materiali magnetici
- Quali tipi di aziende utilizzano i solenoidi tubolari?
Alcuni dei settori sono
Automazione nell'industria
Robotica
Dispositivi per l'assistenza sanitaria
Macchine che vendono cose
Serrature intelligenti
Sistemi automobilistici
