WL 0623 Atuador Solenoide Rotativo para Sistemas de Automação

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Guia de Aplicação do Solenoide Rotativo WL0623

O solenóide rotativo funciona através da força eletromagnética. Isso significa que a corrente elétrica que passa pela bobina produz um campo magnético, que por sua vez gira a armadura e, consequentemente, o eixo do atuador rotativo. O uso da força magnética na operação do atuador rotativo reduz o atrito nas partes móveis do dispositivo, prolongando a vida útil dessas partes e, assim, reduzindo a frequência de substituição em sistemas automatizados.

É possível ajustar a intensidade e a frequência da corrente elétrica para controlar a velocidade de rotação do atuador rotativo. Aumentar a intensidade da corrente elétrica intensifica o campo magnético, o que, por sua vez, aumenta a velocidade de rotação do atuador rotativo, tornando-o adequado para tarefas que exigem rapidez, como a triagem. Por outro lado, diminuir a intensidade da corrente elétrica reduz a velocidade de rotação do atuador rotativo, tornando-o adequado para tarefas que exigem controle preciso da velocidade de rotação, como o controle do movimento do braço robótico em ambientes industriais.

Principais características do solenóide rotativo

Um solenóide rotativo converte energia elétrica em movimento angular de alta precisão, geralmente em ângulos fixos como 25°, 45° ou 90°. Eles respondem rapidamente, são altamente repetíveis e podem ser posicionados de forma confiável sem a necessidade de mecanismos complexos. São compactos e robustos, o que os torna ideais para aplicações com espaço limitado. Um solenóide rotativo pode operar tanto em modo bidirecional quanto com retorno por mola, oferecendo mais opções aos projetistas. Devido ao seu design simples, exigem pouca manutenção e têm longa vida útil. Além disso, fornecem torque consistente e permitem ajustes de tensão, ângulo de curso e ciclo de trabalho. Isso os torna perfeitos para automação, sistemas de travamento e sistemas de controle de precisão.

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Solenoide rotativo para aplicação em máquinas de triagem

Características dos atuadores rotativos
1.1 Princípio de acionamento eletromagnético

O princípio de funcionamento dos atuadores rotativos baseia-se na força eletromagnética. Quando uma corrente elétrica passa pela bobina eletromagnética, um campo magnético é gerado entre o êmbolo e o circuito magnético. A interação entre a armadura e o campo eletromagnético produz um torque que faz o atuador girar.

Este princípio de acionamento eletromagnético resulta em menor atrito entre as partes mecânicas do atuador, em comparação com um sistema de engrenagens ou um sistema de ligação mecânica. O atuador rotativo possui uma longa vida útil devido ao menor atrito entre as partes mecânicas. Ele pode funcionar continuamente por um longo período sem a necessidade de substituição de peças mecânicas que normalmente são propensas ao atrito.

A velocidade de rotação do atuador rotativo também pode ser controlada ajustando-se a intensidade e a frequência da corrente. A intensidade da corrente determina a velocidade de rotação do atuador. Aumentar a intensidade da corrente faz com que o atuador gire mais rápido, enquanto diminuir a intensidade da corrente faz com que o atuador gire mais lentamente.

1.2 Capacidade de controle preciso de ângulo

O atuador rotativo possui um alto nível de precisão devido à sua capacidade de controlar o ângulo de rotação com grande exatidão. O atuador consegue girar até um determinado ângulo ajustando a quantidade de corrente que passa pela bobina eletromagnética.

Os atuadores rotativos avançados são equipados com dispositivos de feedback angular que ajudam a monitorar o ângulo de rotação do atuador. Esses dispositivos utilizam o ângulo de rotação para transmitir um sinal de controle ao sistema de controle do atuador. O sistema de controle, por sua vez, utiliza o feedback para controlar a quantidade de corrente que passa pela bobina eletromagnética, a fim de melhorar a precisão do atuador.

1.3 Resposta Dinâmica Rápida

Os atuadores rotativos proporcionam uma resposta rápida devido à mudança instantânea no campo magnético quando a bobina é energizada ou desenergizada. Isso permite que a armadura inicie, pare ou mude de direção em questão de milissegundos, respondendo assim em tempo real.

Essa resposta rápida é particularmente vantajosa em linhas de produção de alta velocidade, onde a posição ou classificação do produto é detectada e imediatamente acionada por atuadores rotativos para triagem, direcionamento ou troca de produtos.

O tempo de resposta é da ordem de milissegundos, dependendo da indutância da bobina, da carga mecânica e da tecnologia de acionamento. Um projeto de bobina otimizado e o uso de tecnologia de acionamento de alta eficiência podem aumentar ainda mais a velocidade da resposta dinâmica.

1.4 Estrutura compacta e de fácil integração

O solenóide rotativo possui uma estrutura compacta composta por uma bobina, um núcleo magnético, uma armadura, uma mola de retorno (se necessário) e um eixo rotativo. Essa estrutura compacta é vantajosa em sistemas com restrições de espaço, onde a compacidade é um requisito fundamental.

A estrutura compacta do solenóide rotativo permite fácil integração em sistemas de automação complexos sem impactar significativamente o tamanho e a complexidade da estrutura do sistema.

1.5 Alta confiabilidade e estabilidade operacional

O atuador rotativo é altamente confiável e possui longa vida útil em condições operacionais adequadas. Sua estrutura eletromagnética simples reduz o número de peças móveis em comparação com os sistemas de acionamento mecânico convencionais.

A confiabilidade pode ser ainda mais aprimorada com a incorporação de recursos de projeto como revestimento da bobina resistente à umidade, materiais de armadura e núcleo resistentes à corrosão, vedação à prova de poeira e proteção térmica. Essas melhorias permitem que os atuadores rotativos funcionem de forma confiável em ambientes industriais severos, equipamentos de monitoramento ambiental e aplicações médicas, entre outros.

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Especificação do solenóide rotativo Kuhnke

Marcas	Tecnologia Weilong	Número de modelo	WL0623
Tensão Nominal (V)	CC 12V, 18V ou 24V	Potência nominal (W)	20–50 W
Modelo de Trabalho	rotação	Força de retenção (N)	0.1–– 0.4 Nm
Ângulo de Rotação	De 25 a 45 graus	Dever de trabalho	10 ou 25%
vida de serviço	500 mil vezes	Certificação	CE, RoHS, ISO9001,
Material	Carcaça de aço carbono	Comprimento do fio condutor (mm)	200
Estilo de instalação	parafuso	Tolerância Dimensional	+/- 0.1 mm
À prova d'água	nenhum	Classe de isolamento	B
Teste de alta potência	AC 600V 50/60Hz 2s	Força de retenção sem excitação	0
Temperatura de trabalho	-10 ° C-100 ° C	Ciclo de trabalho	1-100%
Profundidade da rosca (mm)	/	Termo De Pagamento	TT ou LC à vista
A ordem da amostra	Sim	Garantia	1 Ano
MOQ	1000 PCS	Capacidade De Fornecimento	5000 unidades por semana
Horario de entrega	30 dias	Port of Loading	Shenzhen

Ficha técnica (especificações típicas)

Tensão: 12V CC ou 24V CC.

Consumo de energia: 15 – 70 watts.

Torque de retenção: 0.15 – 0.4 Nm ≈ 20-55 oz-in.

Ângulo de rotação: 25°, 45°.

Tempo de resposta: 15-30 ms.

Ciclo de trabalho: A operação intermitente é padrão, normalmente limitada a 25%.

Temperatura de funcionamento: -10°C a +50°C.

Tipo de eixo: em forma de D ou plano, diâmetro de 4 a 6 mm.

Vida útil esperada: 1 a 5 milhões de ciclos.

Peso: 150-300 gramas.

Solenoide rotativo WL0623 para aplicações industriais

Um solenóide rotativo apresenta resposta rápida e controle preciso de ângulos, o que tornou esse atuador uma ferramenta essencial para diversos setores. Um solenóide rotativo pode controlar a liberação de produtos em máquinas de venda automática e portões de triagem de embalagens. O acionamento de válvulas, especificamente o controle de esferas de um quarto de volta, é outra aplicação importante. Seu uso no controle de amostras e na liberação de travas para equipamentos médicos pode ser vantajoso. A automação de escritórios, como o controle de impressoras e desviadores de documentos, também pode utilizar o solenóide rotativo. O solenóide rotativo é aplicado em sistemas de segurança, especificamente em fechaduras eletrônicas, e em máquinas têxteis, como no controle de fios e corte de linhas, e pode ser benéfico. Sua capacidade de girar instantaneamente pode ser vantajosa, especialmente onde o controle "liga-desliga" é necessário.

WL 0623 Solenoide Rotativo: Vantagens e Desvantagens.

As vantagens de um solenóide rotativo.

1: Controle preciso:

É possível controlar tanto a mudança de ângulo quanto a velocidade de rotação. Por exemplo, algumas máquinas de triagem de precisão utilizam um atuador rotativo para classificar itens em ângulos e posições exatas. Você pode controlar a rotação da armadura com precisão ajustando a intensidade e a direção da corrente. Por exemplo, a máquina pode colocar componentes eletrônicos no recipiente correto se os componentes forem pequenos.

2: Resposta rápida:

O solenóide rotativo possui a característica de resposta rápida. Por exemplo, em uma máquina de triagem de alta velocidade, o sensor consegue detectar os objetos a serem classificados e iniciar e concluir o processo em pouco tempo. Isso é bastante útil na aplicação, pois permite que a máquina atenda às suas necessidades.

3: Muito confiável:

A estrutura é relativamente simples e confiável se mantida em boas condições. Isso significa que é improvável que a máquina quebre ou se desgaste tão rapidamente quanto alguns outros sistemas de transmissão mecânica complexos e, como resultado, apresenta menos problemas de tempo de inatividade.

4: Pontos de seleção e parâmetros de funcionamento

Requisitos de torque: Quando a máquina está em uso, a intensidade da corrente é afetada pela intensidade e tamanho dos objetos a serem classificados e pela velocidade com que os objetos devem ser classificados. Por exemplo, se a máquina for classificar objetos grandes e pesados, ela deve usar um atuador giratório com alta intensidade de corrente para garantir que os objetos sejam classificados no local preciso, sem problemas.

5: Faixa de ângulos de rotação:

Diferentes tarefas de triagem podem exigir diferentes ângulos de rotação. Algumas tarefas podem exigir ângulos de rotação pequenos, como ao mover mercadorias de uma esteira para outra localizada ao lado. Outras tarefas podem exigir ângulos de rotação maiores, como ao mover mercadorias da esteira principal para uma caixa localizada longe dela. Portanto, a escolha do atuador deve ser feita com base na faixa de ângulos de rotação.

6: Frequência de operação:

Outro fator a ser considerado na escolha de um solenóide rotativo é a frequência de operação da máquina de triagem. Se a máquina operar em alta frequência, a escolha do atuador deve ser feita com base na sua capacidade de operar em alta frequência, garantindo durabilidade e bom desempenho na máquina de triagem. Por exemplo, uma fábrica automatizada de triagem de alimentos pode classificar dezenas de refeições por minuto. Por essa razão, o atuador precisa girar em alta frequência.

Como cuidar do funcionamento diário de um solenóide rotativo e lidar com problemas típicos.

2.1: Inspeção regular:

Inspecione regularmente a bobina do atuador para verificar se há curto-circuito ou circuito aberto, utilizando dispositivos específicos como um multímetro. Verifique também se a conexão entre a armadura e o eixo do atuador está solta, pois isso pode afetar o ângulo de rotação do atuador.

2.2: Limpeza:

É essencial garantir que a superfície do atuador esteja limpa para evitar que poeira e outros materiais entrem no solenóide rotativo e afetem seu funcionamento. A limpeza deve ser intensificada, principalmente em áreas onde a triagem ocorre em condições adversas, como em minas onde a poeira é predominante.

2.3 Problemas e soluções que acontecem com frequência

Sucção insuficiente: Se a sucção for insuficiente, pode ser que o atuador rotativo não esteja gerando sucção suficiente, o que pode ser causado por diversos fatores, como bobina desgastada, tensão muito baixa, etc. Se a bobina estiver desgastada, precisa ser substituída. Se a tensão estiver muito baixa, verifique o sistema e aumente-a.

2.4 Rotação inflexível:

Se algo ficar preso entre a armadura e o núcleo, ou se o eixo estiver enferrujado, ele não girará suavemente. No momento, há algo preso entre a armadura e o núcleo, e o eixo está enferrujado, por isso não gira suavemente. Isso pode ser resolvido removendo o objeto preso e lubrificando o eixo enferrujado.

Perguntas frequentes sobre o solenóide rotativo WL0623

P: Posso alterar a velocidade de rotação de um solenóide rotativo?

A: Na verdade, não. Ele foi projetado para uma ação rápida e imediata. A velocidade é determinada principalmente por sua construção magnética e pela mola. Você pode diminuir consideravelmente a velocidade com modulação por largura de pulso (PWM), mas o torque será muito reduzido e ele poderá superaquecer.

P: Qual a diferença entre ciclos de trabalho contínuos e intermitentes?

A: O regime de trabalho intermitente de um solenóide rotativo (como 25%) significa que o solenóide rotativo deve ser energizado apenas durante um quarto de um período de tempo predefinido (por exemplo, 15 segundos ligado e 45 segundos desligado) para evitar o sobreaquecimento. Os solenóides de regime de trabalho contínuo destinam-se a funcionar continuamente, mas geralmente não fornecem tanto torque.

P: Como faço para conectar o diodo de retorno?

A: O diodo de retorno é conectado em paralelo com a bobina do solenóide. O cátodo (a extremidade com a faixa) é conectado ao terminal positivo e o ânodo ao terminal negativo/terra. Isso elimina o pico de tensão quando a bobina é desenergizada.

P: Pode ser instalado na posição vertical?

A: De modo geral, a orientação de instalação de um solenóide rotativo não importa. Apenas certifique-se de que a mola de retorno do solenóide rotativo seja forte o suficiente para levantar o objeto ao qual está conectado quando retornar.

P: Meu solenóide rotativo esquenta muito rápido. Isso é ruim?

A: Um pouco de aquecimento é normal, mas se ficar muito quente, pode ser prejudicial. Verifique o seguinte:

1) Você está usando demais?

2) A voltagem está correta?

3) A carga não está causando a parada e/ou o travamento do veículo?

4) A resistência dentro da bobina está correta (ou seja, não há fios grudados dentro da bobina)?

Como escolher o solenóide rotativo certo para uma determinada aplicação.

Para escolher o atuador rotativo adequado para uma aplicação específica, é importante analisar a carga mecânica, as condições de operação, a precisão do controle, as condições de alimentação elétrica e o custo total de propriedade. Os seguintes fatores de engenharia fornecem uma abordagem sistemática para a seleção de um atuador.

1. Necessidades de torque e características de carga do solenóide rotativo

O primeiro passo na escolha de um atuador é calcular o torque necessário e garantir que ele suporte a carga.

Para determinar a quantidade de torque necessária, especialmente para operações pesadas como as que envolvem braços robóticos, pode-se utilizar o princípio da alavanca:

Torque (T) = Braço de alavanca (L) * Força (F)

Força (F) = Massa (m) * Gravidade (g)

A massa da carga, por exemplo, é de 10 kg.
A velocidade da gravidade, 9.8 m/s², é a velocidade com que os objetos caem.
O braço de alavanca, ou a distância do eixo de rotação, é de 0.5 m.

Para gerar a quantidade correta de torque, é necessário realizar o seguinte cálculo: 10 * 9.8 * 0.5, resultando em 49 N·m.

Para garantir segurança suficiente, o valor deve ser de 1.5 a 2.5 vezes maior que o resultado calculado.

2. Correspondência do Momento de Inércia

Em casos onde são necessárias aceleração e desaceleração rápidas, ou controle preciso, é crucial que o atuador e a carga tenham a mesma inércia.

A inércia de cargas elevadas pode causar lentidão na resposta, movimentos excessivos ou instabilidade no controle.

Quando há uma má correspondência de inércia, isso causa mais estresse na máquina e reduz sua vida útil.

Em tornos automáticos, a distribuição de massa das ferramentas influencia a inércia. A escolha do atuador dependerá de uma relação adequada entre torque e inércia para garantir movimentos rápidos e precisos.

3 coisas para se pensar no ambiente de trabalho
Faixa de temperatura

A alta temperatura de um solenóide rotativo fará com que as bobinas se tornem ineficientes e apresentem maior resistência. Altas temperaturas também danificarão o isolamento. A bobina deve ser capaz de suportar altas temperaturas.

A baixa temperatura de um solenóide rotativo torna as peças mecânicas mais frágeis. O material escolhido deve ser capaz de suportar baixas temperaturas e ser mais resistente.

Classificação IP para proteção contra entrada de água e poeira.

O nível de proteção IP a ser escolhido dependerá do tempo que você passará ao ar livre. A seguir, um guia de classificação IP para diferentes condições de trabalho:

Proteção recomendada para o meio ambiente
IP54 ou superior para áreas com grande quantidade de poeira em ambientes industriais.
Processamento e lavagem de alimentos: IP65 ou superior
Classificação IP67 ou superior para áreas externas ou úmidas.

4 Compatibilidade Eletromagnética (EMC)

Se você trabalha em um local onde a compatibilidade eletromagnética é um problema, como um laboratório ou equipamento médico, você terá que considerar o seguinte:

Projetos para atuadores blindados

Filtros para EMI

Aterramento e blindagem de cabos

Isso serve para evitar interferências de outros dispositivos e para atender aos requisitos da legislação de compatibilidade eletromagnética (EMC).

5 Requisitos para Precisão e Controle
Precisão no posicionamento do ângulo

Utilize atuadores com encoders ou dispositivos de feedback integrados.

Os sistemas podem ter precisão de até ±0.1° ou melhor para um controle preciso.

Verifique se o controlador possui resolução suficiente para o controle.

Desempenho do controle de velocidade

Os sistemas de automação de alta velocidade devem ser capazes de controlar a velocidade com considerável precisão.

Verifique a resposta de frequência e seu desempenho.

Utilize técnicas avançadas de controle, como o controle PID.

Verifique se a rotação máxima por minuto (RPM) é suficiente para a tarefa (por exemplo, para robôs de classificação de alta velocidade).

6. Condições para a fonte de alimentação
Compatível com tensão e corrente

Verifique se a tensão do atuador é compatível com a tensão do sistema (por exemplo, 12V, 24V ou 48V CC).

Verifique se a fonte de alimentação consegue lidar com picos de corrente na partida, especialmente para requisitos de torque elevados.

Estabilidade de energia

Flutuações de tensão podem causar instabilidade no torque e na velocidade do motor.

Utilize uma fonte de alimentação regulada ou drivers CC para garantir uma tensão estável.

Necessário para sistemas que precisam de alimentação contínua e para sistemas de controle de precisão.

7. Considerações sobre custo e vida útil de um solenóide rotativo

Equilíbrio entre desempenho e custo:

Eletrônicos de consumo: a relação custo-benefício é fundamental.

Em um sistema de automação industrial, confiabilidade, estabilidade e um longo ciclo de vida são fundamentais.

Ao determinar o Custo Total de Propriedade (TCO), é importante considerar mais do que apenas o custo inicial:

Como calcular a vida útil do solenóide rotativo:

Analise a expectativa de vida com base em:

Com que frequência será usado?

Qual o tamanho máximo da carga que precisará suportar?

Em que tipo de condições será utilizado?

Exemplo:

Em condições normais de funcionamento: pode durar até 10 milhões de ciclos.

Operando em condições extremas: sua vida útil pode ser de apenas 1 milhão de ciclos.

✅ Fim

Em um atuador rotativo, há diversos fatores a serem considerados, incluindo:

Quanto torque ele suporta

Quão bem se adapta à inércia

Quão bem ele resistirá ao ambiente

Quão bem ele controlará

Quão bem funcionará com eletricidade

Quanto custará possuí-lo a longo prazo?

Uma avaliação completa não é importante apenas para obter um sistema melhor, mas também para economizar dinheiro em manutenção e aumentar a confiabilidade.

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