Seit der Erfindung der Elektromotors suchen die Ingenieure nach Möglichkeiten, um ihr Betriebsprinzip zu verwenden, um eine lineare Bewegung anstelle der Drehbewegung zu erzeugen Rotary -Aktuatoren. In den letzten Jahrhundert haben sie verschiedene Möglichkeiten entwickelt, dies zu erreichen.
Die häufigste Methode zur Erstellung einer linearen Bewegung ist die Verwendung von Jack-Wews, die im Wesentlichen diejenigen, die das Fahrgestell eines Autos anheben, im Wesentlichen verschraubt. Jackschrauben existieren in allem, von Bootswinden und Aufzügen bis hin zu Druckmaschinen und Förderband.
Aber wenn Sie immer noch verwirrt sind, was lineare Aktuatoren definiert, sind Sie nicht allein. Deshalb gehen wir dieses verwirrende Thema an und erklären es Ihnen ein für alle Mal. Wir haben einen Leitfaden entwickelt, der Ihnen alle Informationen auf einfache Weise liefert.
Was ist ein linearer Aktuator?
Lineare Aktuatoren sind einfache elektromechanische Geräte, die die elektrische Leistung in lineare Bewegung anstelle von Rotationsaktuatoren verwandeln. Lineare Aktuatoren sind in der Regel kompakter, genauer und zuverlässiger als Rotary -Aktuatoren, um sie zur idealen Lösung für viele Anwendungen zu machen, die eine lineare Bewegung beinhalten.
Lineare Aktuatoren haben auch den deutlichen Vorteil, dass weniger Zahnräder oder andere Komponenten erforderlich sind, um die Drehbewegung in die gewünschte Menge der linearen Bewegung umzuwandeln. Beispielsweise benötigen einige Jackschrauben mehrere Zahnräder, um einen Zoll linearer Bewegung zu erzeugen. Lineare Aktuatoren benötigen höchstens nur zwei oder drei Komponenten.
Lineare Aktuatoren können einen einfachen Druck verwandeln oder in einen Bogen ziehen, der sich so weit erstreckt, wie Ihr Arm zulässt. Tatsächlich machen die Vielseitigkeit und Einfachheit der linearen Aktuatoren sie zu einem Favoriten unter Branchenfachleuten.
Wie funktionieren lineare Aktuatoren?
Lineare Aktuatoren sind einfache elektromechanische Geräte, die auf einem Elektromotor und einer Gewindestange angewiesen sind. Die Gewindestange verbindet sich mit dem Objekt, das sich in einer Linie bewegt. Gleichzeitig verursacht der Motor eine Drehbewegung innerhalb der Gewindestange. Während sich die Stange dreht, bewegt sie sich entlang einer Achse. So einfach ist das!
Lineare Aktuatoren bestehen aus zwei Hauptabschnitten: einem Teleskopabschnitt und einem Antriebsabschnitt. Der teleskopische Abschnitt besteht aus zwei Metallstangen (als "Action" und "Drag"), die sich gegenseitig entlang gleiten, wenn sie vom Motor in ihnen bewegt werden. Der Antriebsabschnitt enthält einen Motor und eine angebrachte Gewindestange. Der Motor dreht sich und treibt die Gewindestange im Teleskopabschnitt entlang.
Während sich die Gewindestange bewegt, führt sie zu einer Antriebsbewegung in den Aktions-/Widerstandsstangen und bewegt sie entlang einer Achse (daher "(daher"Linearantrieb"). Die Präzision linearer Aktuatoren bezieht sich jedoch auf das Design der Aktion/Drag -Balken und deren eingebettete Motoren. Hier kommt es hier, den richtigen Aktuator auszuwählen.
Was sind die Arten von linearen Aktuatoren?
Lineare Aktuatoren existieren als vier Haupttypen, je nachdem, wie sie angetrieben werden. Die vier Arten sind elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch und piezoelektrisch. Diese Aktuatoren können aktiv oder passiv sein, wobei erstere auf elektrische Stromversorgung und letztere keine Stromquelle haben.
Zuerst denken Sie vielleicht, dass es eine negative Sache ist, die Aktuatoren in ihrer Funktion nicht verallgemeinert haben. Aber die Tatsache, dass es so viele Typen gibt, wird Ihnen auf lange Sicht nur zugute kommen. Da verschiedene Branchen auf verschiedene Probleme gestoßen sind. Sie haben ihre eigenen Lösungen mit neuen Arten von linearen Aktuatoren entwickelt, um ihre einzigartigen Herausforderungen besser zu bewältigen.
Das Ergebnis ist eine Reihe verschiedener Arten von Aktuatoren, die spezifische Bedürfnisse und Probleme entsprechen. Dies an sich ist ein massiver Vorteil, da jeder Typ linearer Aktuator seinen eigenen Zweck dient und es besser macht. Hier ist eine Aufschlüsselung darüber, wie jeder Art von Aktuator funktioniert und was sie erreichen möchten.
Elektromagnetische Aktuatoren
Elektromagnetische Aktuatoren verwenden einen elektrischen Strom für ihren Betrieb. Die Prinzipien hinter elektromagnetischen Aktuatoren sind wie die für Elektromagnetismus, Fahrmotoren oder Magnetungsmittel. Die Strömung fährt einen Draht, der um ein ferromagnetisches Material wie Stahl gewickelt ist, das sich gegen die Widerstandsstangen dreht und drückt.
Wenn ein Strom auftritt, erzeugt er ein Magnetfeld, das andere ferromagnetische Materialien wie Eisen anzieht. Sobald der Strom nicht mehr fließt, wird das Magnetfeld schwächer und der Eisenkern fliegt aus dem Zylinder. Dieses Prinzip ermöglicht es Elektromagneten, Metallobjekte aufzunehmen, so
Damit es funktioniert, muss es einen Federmechanismus geben, der die Spannung am Draht hält, um den Kern zu "zu schleudern" und ihn in seine ursprüngliche Position zurückzugeben. Wie Sie sich vorstellen können, kommt hier die Widerstandsfähigkeit der linearen Aktuatoren ins Spiel. Sie sind weitaus langlebiger als Sie vielleicht denken.
Pneumatische Aktuatoren
Pneumatische Aktuatoren teilen die gleichen Funktionen wie pneumatische Werkzeuge. Diese erfüllen die gleiche Form und Funktionen wie verschiedene Arten von Röhrchen, Zylinder und Ventilen. Pneumatische Aktuatoren Arbeiten Sie mit Druckluft oder Flüssigkeiten, um Dinge wie Kolben mit Strom zu versorgen. Wenn Luft oder Flüssigkeit in den Zylinder eingeführt wird, drückt sie einen Kolben, der sich bewegt.
Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass pneumatische Aktuatoren normalerweise einfacher und kompakter sind als hydraulisch, was sie zu einer hervorragenden Option für Haushaltsanwendungen macht. Sie sind jedoch in der Regel durch den umfangreichsten Druck oder die Flüssigkeit des Gass eingeschränkt, um den Kolben zu fahren. Außerdem benötigen sie mehr Wartung und Pflege als andere Arten von linearen Aktuatoren.
Um einen pneumatischen Aktuator zu verwenden, müssen Sie lediglich den Luft- oder Flüssigkeitsfluss durch den Arbeitszylinder starten. Denken Sie daran, dass lineare lineare Aktuatoren fast immer mit einer Elektropumpe kombiniert werden, um bei Bedarf eine Luftversorgung zu gewährleisten.
Hydraulische Aktuatoren
Hydraulische Aktuatoren sind RAMs, die für Aufgaben wie Heben oder Bewegen schwerer Objekte verwendet werden können. Sie bestehen aus einem in Öl eintauchten Zylinder und einem Kolben, der aufgrund ihrer Viskosität Widerstand liefert.
Wenn der Strom durchläuft, wird Wärme erzeugt und reduziert die Viskosität des umgebenden Öls. Die daraus resultierende Abnahme des Widerstands erleichtert es einfacher, den Kolben gegen den Widerstand des Öls zu drücken.
Wenn Sie einen hydraulischen linearen Stellantrieb verwenden, wird in den Zylinder ein Flüssigkeit (im Allgemeinen Öl oder Wasser) gepumpt, wodurch sich sie ausdehnt. Dieser Vorgang wird von einem Ventil gesteuert und bewirkt, dass sich ein angeschlossenes Objekt relativ zum Boden bewegt.
Piezoelektrische Aktuatoren
Piezoelektrische Aktuatoren arbeiten nach dem Prinzip der Piezoelektrizität, nämlich die elektrische Ladung, die sich in bestimmten Materialien ansammelt, wenn sie unter mechanischer Spannung oder Druck gestellt werden. Wenn Sie beispielsweise eine Aluminiumfolie zusammenbrechen, erzeugt dies eine elektrische Ladung, und Sie erstellen einen Funken, wenn Sie ihn berühren.
Es stellt sich heraus, dass dieser Vorgang auch lineare Bewegungen und nicht elektrische Ladungen erzeugen kann. Die Art und Weise, wie es funktioniert, ist, dass Kristalle an beiden Seiten des Materials angebracht werden und dann die Spannung auf sie aufgetragen wird. Einer der Kristalle fungiert als Elektrode und lässt die Elektronen durch das Material in eine Richtung fließen. Im Gegensatz dazu bewegt sich der andere Kristall sie in die entgegengesetzte Richtung.
Piezoelektrische Aktuatoren sind in der Regel in Anwendungen wie Stereolithographiemaschinen und Druckern vorhanden, bei denen die genaue Positionierung und Präzision für den Erfolg von größter Bedeutung sind.
Wofür werden lineare Aktuatoren verwendet?
Lineare Aktuatoren werden in mehreren Anwendungen häufig verwendet, aber alle haben eines gemeinsam. Es mag offensichtlich klingen, aber sie können ein Objekt linear bewegen.
Das scheint keine große Sache zu sein. Wenn Sie jedoch überlegen, wie viele Dinge eine lineare Bewegung benötigen, um effektiv zu sein, ist es sinnvoll, dass die Notwendigkeit dieser Art von Gerät überall so weit verbreitet ist. Sie können Beispiele für lineare Aktuatoren überall im Alltag sehen, von der Heimat bis hin zu den riesisten Lagern und Fertigungseinrichtungen der Welt.
Lineare Aktuatoren im Haushalt
Zu einem typischen Haushaltsgebrauch für lineare Aktuatoren gehören Garagenentüren, Tore und die Vorhänge in Ihrem Wohnzimmer. Die Mechanismen sind leicht und kompakt genug, um bequem in die Häuser der Verbraucher des Nicht-Herstellungsgeschäfts zu passen. Lineare Aktuatoren finden sich auch in Drive-Thru-Fenstern und bei Bank Teller Windows.
Die meisten Menschen wissen nicht, dass sie als einbezogen sind als Teil der alltäglichen Gegenstände wie Türen, Garagentüren und Fenster. Diese Geräte sind jedoch aufgrund ihrer Vielseitigkeit in den Bereichen High-End-Baumaterialien üblich.
Sie dienen am Ende des Tages den gleichen Zweck, nur in verschiedenen Skaleneffekten. Hier finden Sie einige weitere Details, wie diese linearen Aktuatoren in Ihrem Haus arbeiten.
Garagentüren und Eisentore
Lineare Aktuatoren sind ein kleines, aber wesentliches Element in den großen, hulkenden Maschinen, die Garagentüren öffnen und schließen. Lineare Aktuatoren werden verwendet, um einen großen, schweren Türöffner hin und her zu schieben, um die Garagentor zu öffnen.
Nehmen wir an, Sie haben Ihre Garagentor manuell geöffnet und an allen Teilen hineingeschaut. In diesem Fall haben Sie möglicherweise den Elektromotor gesehen, der von einer Kette mit einem Riemenscheibensystem verbunden ist, das die Tür öffnet.
TV -Reittiere und Ständer
TV -Reittiere und Stände sind wahrscheinlich nicht das erste, was Ihnen in den Sinn kommt, wenn Sie an lineare Aktuatoren denken, aber sie machen einen wesentlichen Job. Diese sind an gewohnt Passen Sie Ihren Fernsehwinkel an mit minimalem Aufwand. Sie werden in Hotels am meisten verwendet, um die Haushaltsführung zu erleichtern, um die Kanäle von Hotelfernsehern zu reinigen und zu ändern. Trotzdem finden Sie sie auch in einigen Haushaltshalterungen.
Autoteile
Ein weiteres Beispiel dafür ist in Ihrem Auto. Autos verwenden lineare Aktuatoren als Teil ihres Bremssystems. Das Bremspedal des Fahrers ist mit einer Push -Stange verbunden, die zum Hauptzylinder herunterfließt. Hier drückt die hydraulische Flüssigkeit gegen Kolben im Zylinder, wodurch sich die Schuhe an jedem Rad ausdehnen.
Lineare Aktuatoren in der Industrie
Lineare Aktuatoren sind mit vielen Anwendungen in industriellen Umgebungen in Produktionsanlagen ausgestattet. Zum Beispiel fungieren lineare Aktuatoren in der Herstellung als Druckkammern. Diese erzeugen dann Hochdruckwasserjets zum Schneiden, Form oder Bohrmaterialien wie Stein, Aluminium, Stahl und Beton.
Sie werden jedoch im Allgemeinen zum Heben und Transport verwendet. In einem Lagerhaus heben sie schwere Gegenstände wie Paletten oder Behälter von einem Ort zum anderen an. Sie können auch in anderen Einstellungen vom Typ Verteiler gefunden werden. In diesen Einstellungen heben sie, senken und schieben sie groß durch die Anlage oder von einem Dock zum anderen.
Lineare Aktuatoren können auch in der Anwendung von Montagelinien gefunden werden, bei denen sie beauftragt werden, einzelne Teile der Montagelinie entlang des Zyklus zu bewegen. Im Folgenden finden Sie einige spezifischere Anwendungsfälle von linearen Aktuatoren aus der Montagelinie.
Fördersysteme
Fördersysteme verwenden lineare Aktuatoren, um Materialien zu transportieren. Es gibt eine Vielzahl von Fördersystemen, die eine Vielzahl von Funktionen ausführen. Ein Gürtelförderer verwendet eine Reihe von Riemenscheiben oder Walzen, um Gegenstände horizontal zu bewegen. Der Elektromotor versorgt das Rollengerät, das sich entlang der Strecke bewegt, um Gegenstände zu liefern.
Maschinen anschnallen
Maschinen anschnallen Verwenden Sie lineare Aktuatoren, um Gegenstände über das Gurtband zusammenzubündet. Diese Maschine besteht aus Klemmen, einem Antriebskopf und einem Endeffektor, der die endgültige Verbindung herstellt. Der Endwiresektor ermöglicht es auch, die Enden des Gurptebands an der entsprechenden Seite zu befestigen.
Roboter auswählen und platzieren
Diese Roboter sind so konzipiert, dass sie Objekte aus einem Regal aufnehmen und in einen anderen Behälter legen. Dies ist eine wichtige Aufgabe, die den Menschen bei ihren täglichen Jobs unterstützt. In dieser Anwendung werden zwei Arten von Robotern verwendet. Der erste Typ ist so konzipiert, dass starre Objekte wie Kästchen verarbeitet werden. Im Gegensatz dazu kümmert sich der zweite Typ (Mikromanipulatoren) um empfindliche Gegenstände wie Sandwiches oder Hamburger.
Lineare Aktuatoren zur Automatisierung verwendet
Eine der größten Crossover -Branchen für lineare Aktuatoren ist die Automatisierung, ob industriell oder für technische und wissenschaftliche Zwecke. Zum Beispiel benötigen Roboterarme häufig einen linearen Aktuator für genaue Bewegungen des Arms. In diesem Fall werden die Geräte verwendet, um die Objekte kontrolliert zu heben und zu senken.
Der Hauptunterschied besteht darin, dass lineare Aktuatoren dem täglichen Gebrauch in der Automatisierungswelt hoher Verschleiß aushalten müssen. Ein motorisierter linearer Aktuator muss in der Lage sein, immer wieder zu arbeiten, ohne zu brechen. Diese Geräte müssen oft auch schwere Objekte heben, die über 1.000 Pfund wiegen können!
Da diese Maschinen häufig am Herstellungsprozess und am Fachforschung beteiligt sind, ist es wichtig, dass sie nicht mit anderen Teilen der Maschinen oder mit Personen, die möglicherweise in der Nähe sind, kollidieren. Das macht diese Technik so geeignet, da sie die genauen Bewegungen bereitstellen kann.
Automatisierte Führungsfahrzeuge (AGV) s
AGVs sind für das Lagersystem von wesentlicher Bedeutung, da sie dazu beitragen, größere Packungen rund um die Einrichtung zu bewegen. Ein AGV ist ein kleines Fahrzeug, das in Umgebungen verwendet wird, in denen die Arbeiter die Dinge von einem Ort zum anderen bringen müssen. Wie Sie sich vorstellen können, sind diese Fahrzeuge in industriellen Umgebungen von entscheidender Bedeutung, in denen die Arbeiter schwere Lasten über lange Strecken transportieren müssen.
Die AGV bewegt sich entlang einer Spur aus Förderbändern und verwendeten Sensoren, um festzustellen, ob die Route genau ist oder ob ein Hindernis vorhanden ist, wie ein Gabelstapler. Es verwendet Stop-and-Go-Technologie und wird hauptsächlich zur Bereitstellung von Gegenständen verwendet. Trotzdem kann es auch zum Kartieren großer Mülleimer aus dem Lagerhaus verwendet werden.
Wenn AGVs von einem Betreiber betrieben werden, werden sie oft als "Fahren und Laufwerke" bezeichnet. Wenn sie vollständig automatisiert sind, werden sie als "bewegender Gehweg" oder "Roboterförderer" bezeichnet. Der große Unterschied besteht darin, dass es in der Lage sein muss, den Ort zu erkennen und sich daran zu hindern, wegzugleiten, sobald es sein Ziel erreicht hat.
Lineare Positionierungstabelle
Lineare Tabellensysteme verwenden lineare Aktuatoren, um die Position einer Tabelle zu steuern, die von Rädern oder Walzen unterstützt wird. Der lineare Aktuator liefert die für die Top-Down-Positionierung erforderliche Kraft (d. H. Das Objekt an seinen Ausgangspunkt verschiebt). Diese Systeme sind in 2-Achsen- und 3-Achsen-Konfigurationen erhältlich.
2-Achsen-Systeme bewegen die Tabelle hin und her, während 3-Achsen-Systeme die Tabelle nach oben und nach unten und nach links und rechts bewegen können.
Eine der Hauptverwältigungen dieser Tabellen besteht darin, Elemente auf ein Substrat zu stecken, wodurch der lineare Aktuator beim Rückzug und beim Vorrücken heben muss. Es muss auch die notwendige Rückzugskraft liefern, um das Objekt an Ort und Stelle zu halten, weshalb es wichtig ist, den richtigen linearen Aktuator auszuwählen.
Benutzer können auch steuern, wie sich eine lineare Positionierungstabelle bewegt, indem sie steuern, wie viel Kraft sie mit einem Bedienfeld oder einem Computer anwenden. Durch kleine Anpassungen können Benutzer sicherstellen, dass ihre Objekte genau in der genauen Position sind, die sie ohne Zeitverschwendung haben sollen.
Druckmaschinen und CNC -Maschinen
Lineare Aktuatoren werden ausgiebig in Druckmaschinen verwendet, in denen sie normalerweise Servos bezeichnet werden. Sie werden für die automatisierten Aufgaben der Druckmaschine verwendet, einschließlich beweglicher Gürtel, Hebedruckenköpfe und den Wagen bewegen Auf einer CNC -Maschine.
CNC -Maschinen verwenden lineare Aktuatoren, um das Bit überall dort zu positionieren, wo es zum Mahlen oder zum Schneiden sein muss. Diese müssen auf genaue Winkel eingestellt werden. Andernfalls können sie andere Teile der Maschine beschädigen. In der Tat verwenden viele Drucker mehrere Servos, um kompliziertere Bewegungen für Druckzwecke zu erreichen.
Die linearen Aktuatoren werden auch verwendet, um den Druckkopf relativ zum sich bewegenden Bett während des Druckprozesses zu bewegen. Und obwohl dies wie eine einfache Aufgabe erscheinen mag, ist dies eigentlich nicht, da viele Faktoren berücksichtigt werden müssen.
Wie schnell Sie vorantreiben oder zurückziehen, hängt davon ab, wie schnell Sie es drucken möchten und wie viel Gewicht auf dem Bett ist. Außerdem müssen Sie die Geschwindigkeit berücksichtigen, mit der sich andere Teile der Baugruppe bewegen.
Wenn Sie keinen hydraulischen linearen Aktuator verwenden
Angenommen, Sie suchen nach einer Möglichkeit, ein schweres Objekt oder etwas von moderatem Größe zu bewegen. Trotzdem wollen Sie nicht die Beschleunigungs- und Verzögerungseffekte. In diesem Fall ist ein linearer Aktuator wahrscheinlich nicht die ideale Lösung. Dies liegt daran, dass lineare Aktuatoren sich hauptsächlich auf hydraulischen Druck verlassen und nur auf ein Objekt auf ein Objekt angewendet werden können, wenn es genügend Zeit gibt, um Druck zu erzeugen.
Hobbyisten haben auch diese Einschränkungen gesehen. Hobby -Nutzer von Robotik finden sie zu langsam Um die Hauptmotoren für die Beine oder Arme eines Roboters zu versorgen. Stattdessen eignen sie sich am besten als kleinere Aktuatoren, die Gelenke steuern oder andere Aufgaben ausführen, bei denen Geschwindigkeit nicht so kritisch ist. Der Hobbyist verwendet häufig einen Servomotor in Verbindung mit dem linearen Aktuator, um die Richtung und/oder Geschwindigkeit zu ändern.
Daher ist eine lineare Betätigung hervorragend für präzise, kontrollierte Bewegungen, bei denen extreme Präzision und Konsistenz erforderlich sind. Es ist jedoch nicht ideal für schnelle Richtungsänderungen oder schwere Anlagenanwendungen. Dieser Nachteil ist etwas, das alle linearen Aktuatoren gemeinsam haben, und Sie sollten diese bei der Bewertung berücksichtigen.
Lineare Aktuatoren sind überall
Die Verwendungen für lineare Aktuatoren sind fast endlos. Sie kommen überall überall vor, von den Produktionslinien der Schifffahrts- und Fertigungszentren bis hin zu den Autos, die wir während unseres täglichen Lebens fahren.
Egal wo Sie aussehen, Sie werden feststellen, dass es eine Form des linearen Aktuators gibt. Diese Maschinen sind das schlagende Herz unzähliger Maschinenstücke, auf die wir uns alle verlassen, um die Dinge jeden Tag zu erledigen.
Die beste Art und Weise, wie Sie einen linearen Aktuator verwenden können, besteht darin, ihn mit Ihrer Anwendung zu übereinstimmen. Berücksichtigen Sie, welche Aufgaben es zu erledigen haben und welche Art von Kraft sie ausübt. Dies hilft Ihnen dabei, das Hebengewicht auszuarbeiten, wie schnell es sich bewegen muss und ob es für Ihre Bedürfnisse stark genug ist.
Wenn Sie an einem Produkt arbeiten, von dem Sie wissen in Kontakt kommen Heute für ein Zitat und sehen wir sehen, wie wir Ihr Projekt auf neue Höhen heben können!
