Actuators - What is an Actuator?

Die Grundlagen der linearen Aktuatoren

Ein Aktuator ist ein Mechanismus, der Energie in Bewegung umwandelt und mechanische Kraft zum Antrieb der Bewegung erzeugt. Es arbeitet, indem es Eingangsenergie aufnimmt und in eine lineare oder rotierende Bewegung umgesetzt wird, was es zu einer Schlüsselkomponente in Maschinen macht.

Aktuatoren sind ein grundlegender Bestandteil unseres Lebens und ein weit verbreitetes Gerät, das sich in jede Facette Ihrer Existenz einleitet und ihre Bedeutung in der modernen Welt nicht unterschätzt werden kann. Tatsächlich sind Aktuatoren der Schlüssel, um fast jede Maschine zu bewegen, sobald eine elektrische Energiequelle bereitgestellt wird.

Erfahren wir über die Haupttypen von Aktuatoren und ihre verschiedenen Anwendungen in der gesamten Branche und verstehen, wie Aktuatoren funktionieren, wie Sie sich mit ihnen verbinden und die Dinge bewegen.

Was ist ein Aktuator

Ein Aktuator ist Teil jeder Maschine, mit der er Bewegung erzeugt. Genau wie die Muskeln im menschlichen Körper Beine, Arme, Finger und andere Teile ermöglichen, ist der Aktuator die Komponente, die eine Bewegung in mechanischen Apparaten ermöglicht.

Dies geschieht durch die Umwandlung eingehender Energie und Signale in eine mechanische Kraft. Diese eingehende Kraft kann elektrisch, pneumatisch (Luft) oder hydraulisch (Wasser) sein, während die ausgehende Bewegung rotär oder linear sein kann.

Lineare Aktuatoren sind in allem um uns herum vorhanden, von den Zugangskontrollsystemen an unseren Türen bis hin zu den Robotern, die das starke Heben im örtlichen Lagerhaus durchführen. Sogar unsere Mobiltelefone haben Aktuatoren, um Vibrationen zu erstellen, wenn sie still werden.

Verschiedene Arten von Aktuatoren

Elektrische Aktuatoren sind motorgetrieben und neigen dazu, andere Schaltungsfunktionen auszulösen. Sie werden mit einem elektrischen Strom angetrieben und typischerweise innerhalb von Kontrollsystemen verwendet. Diese Arten von linearen Aktuatoren bieten zahlreiche Vorteile: Sie sind einfach zu bauen oder anzuwenden, mit minimalem Lärm und Kosten und energieeffizient zu machen. Ihre Nachteile sind, dass sie niedrige Geschwindigkeit sind und für schwere Lasten unangemessen sind.

Hydraulische AktuatorenAndererseits kann eine Belastung von über 10 Kilonewtons bewältigen. Ein typischer hydraulischer Aktuator ist ein kolbenartiger Aktuator, der aus einem Zylinder, Kolben und einer Frühling besteht. Es erfordert auch eine hydraulische Versorgung und eine Rückkehrlinie und ein Stamm. Sie können Anwendungen mit hoher Kraft bewältigen und müssen sich nicht in der Nähe ihrer Pumpen und Motoren befinden, während sie die gleiche Leistung beibehalten. Sie haben jedoch Nachteile darin, dass sie Flüssigkeit auslaufen können, was sie Effizienz kosten und potenzielle Schäden verursachen kann. Sie brauchen auch verschiedene Zusatzteile wie Freisetzungsventile, Schläuche, Panzer und Aufsichtsbehörden.

Pneumatische Aktuatoren Setzen Sie sich in Bezug auf die Fähigkeit irgendwo zwischen Strom und Hydraulik und können kleine bis große Lasten verarbeiten. Pneumatische Aktuatoren verwenden Druckluft oder Gas, um einen Kolben entlang eines hohlen Zylinders zu bewegen und Druck zu bauen, um die Last zu bewegen. Pneumatische Aktuatoren werden im Allgemeinen für die schnelle Bewegung gelobt, die sie erzeugen, aber wie hydraulische Aktuatoren erfordern sie ergänzende Teile wie Ventile, Röhrchen und einen Kompressor.

Auswahl eines Aktuators

Die Auswahl des rechten linearen Aktuators erfordert eine detaillierte Berücksichtigung, da es kein Modell mit einem Größe gibt, und der Typ des Aktuators-linearer pneumatischer, elektrischer Rotations-, Rotations-Pneumatik- usw.-hängt von der Branche und der Anwendung ab.

In einem Aktuator: Schlüsselkomponenten erklärt

Ein Aktuator wandelt Energie in Bewegung um und kontrolliert diese Bewegung effektiv. Während verschiedene Faktoren die Leistung der Aktuator beeinflussen, sind mehrere Schlüsselkomponenten über verschiedene Arten von Aktuatoren hinweg konsistent.

Schlüsselkomponenten:

• Stromquelle: Die Energiequelle, die den linearen Stellantrieb versorgt, kann elektrisch, pneumatisch (Luft), hydraulisch (Wasser) oder andere Typen sein. Jede Quelle bietet je nach Anwendung einzigartige Vorteile, und die Auswahl der Stromquelle wirkt sich erheblich auf das Design und die Funktionalität des Aktuators aus.
• Power Converter: Diese Komponente überträgt die Energie von der Stromquelle an den Aktuator und passt die Energie an, um sich mit den erforderlichen Ausgangsparametern auszurichten. Beispielsweise reguliert ein hydraulisches proportionales Ventil den Wasserfluss, um die Konsistenz zwischen Eingang und gewünschte Bewegungsleistung sicherzustellen, während elektrische Wechselrichter den Gleichstrom (DC) in abwechselnden Strom (AC) für elektrische Aktuatoren umwandeln.
• Aktuator: Das physikalische mechanische Gerät, das die Energieumwandlung durchführt. Das Design variiert basierend auf dem Typ und der Funktion des Aktuators. Beispielsweise kann ein Türgriff ein Plattenkasten mit Köpfen sein, während ein hydraulischer Stellantrieb aus Metallkolben besteht. Seine Wirksamkeit liegt darin, wie gut es Energie in mechanische Bewegungen umwandelt, die auf bestimmte Bedürfnisse zugeschnitten sind.
• Mechanische Belastung: Der physische Stress oder die gegensätzliche Kraft, die auf das Aktuatorsystem wirkt. Diese Last erfordert, dass der Aktuator mehr Kraft erzeugt, um sie zu überwinden. Eine alltägliche Analogie ist ein bergauf fahrendes Auto, bei dem die Steigung als Last fungiert, der der Motor entgegenwirken muss, um die Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten.
• Regler: Das Gerät, das den Aktuator aktiviert und seine Ausgabe, einschließlich Regie, Kraft und Langlebigkeit, regelt. Es verhindert, dass das System autonom betrieben wird, und ermöglicht es dem Bediener, Grenzwerte an beiden Enden des Konvertierungsprozesses festzulegen. Controller können elektrisch, elektronisch oder mechanisch sein und verschiedene Formen annehmen, z. B. Tasten, Hebel, Schalter oder Zifferblätter.

Haupttypen von Aktuatoren

Die Aktuatortypen variieren je nach Energiequelle, Art und Geschwindigkeit der erforderlichen Bewegungen und ihrer Funktion. Aktuatortypen entwickeln sich weiter und entwickeln sich, aber es ist hilfreich, die Grundlagen zu einigen gängigen Aktuatoren zu verstehen.

Elektrischer linearer Aktuator

Elektrische lineare Aktuatoren verwenden elektrische Energie, um in einer geraden Linie mit einem Kolben, der durch elektrische Signale ausgelöst wird, eine Bewegung zu erzeugen. Sie produzieren Ziehen, Schieben, Auslösen oder Hebebewegungen. Ihre Motoren erzeugen eine Hochgeschwindigkeits-Drehbewegung mit einem Getriebe, das Geschwindigkeit oder Wirkung verringert.

Elektrischer Drehantrieb

Elektrische Rotationsaktuatoren Verwenden Sie elektrische Energie, um eine Rotationsbewegung zu erzeugen, entweder für die kontinuierliche Bewegung oder in Richtung eines festen Winkels. Sie beinhalten die Kombination eines Elektromotors, eines mehrstufigen Getriebes und eines Limitschalters. Es erzeugt Rotation und Drehmoment, wenn der Strom in ein Magnetfeld und aus der erzeugten Kraft eintritt.

Hydraulischer linearer Aktuator

Hydraulische lineare Aktuatoren verwenden Wasserdruck oder andere Druckflüssigkeit, um gerade Bewegungen zu erzeugen. Sie können ein Drehmoment produzieren, das stark genug ist, um externe Objekte zu bewegen, daher ihre industriellen Anwendungen. Hydraulische Aktuatoren bestehen aus Kolben, die sich in eine Richtung bewegen, und eine Feder, die die umgekehrte Bewegung erzeugt. Es gibt auch doppelt wirkende hydraulische Aktuatoren, bei denen an beiden Enden Druck erfolgt, um den Kolben hin und her zu bewegen, um gleichmäßigere Bewegung zu bewegt.

Pneumatischer linearer Aktuator

Pneumatische lineare Aktuatoren verwenden Druckluft, um Bewegung zu erzeugen, indem sie Kolben hin und her bewegen oder durch Drücken und Ziehen eines Wagens durch eine Auffahrt oder Röhre. Quellen werden verwendet, um den Kolben zurückzubringen. Alternativ wird am gegenüberliegenden Ende manchmal Flüssigkeit verwendet, um es zurückzuschieben. Pneumatische lineare Aktuatoren können für kurze Strecken hohe Geschwindigkeit und Drehmoment erzeugen und sind gegen entgegengesetzten Druck wie Wind oder Explosionen widerstandsfähig.

Bestimmen Sie den besten Aktuator für Ihre Bedürfnisse

Es gibt viele Arten von Aktuatoren in verschiedenen Bereichen, aber nicht alle sind für Ihre spezifischen Zwecke geeignet. Hier ist eine optimierte Anleitung, mit der Sie die richtige auswählen können.

Wichtige Überlegungen:

• Bewegungstyp: Aktuatoren liefern entweder eine lineare oder rotierende Bewegung. Entscheiden Sie, ob Sie eine genaue lineare Bewegung oder eine dynamischere, kontinuierliche Drehbewegung benötigen. Überlegen Sie außerdem, wie weit die Bewegung reisen muss - ob kurze, scharfe Aktionen oder längere Striche.
• Energieeingabe: Elektrische Aktuatoren werden häufig verwendet und vielseitig, sind jedoch möglicherweise nicht immer praktisch. In Fällen, in denen eine hohe Spannung unerwünscht ist, können hydraulische oder pneumatische Aktuatoren eine zuverlässige Leistung liefern, ohne dass elektrische Eingaben erforderlich sind.
• Präzisionsbedürfnisse: Einige Aufgaben erfordern eine hohe Präzision, insbesondere für empfindliche oder komplizierte Arbeiten wie das Picken und Handling. Bei Hochleistungsaufgaben kann Präzision weniger kritisch sein. Wenn Sie verstehen, wie viel Genauigkeit Sie benötigen, können Sie Ihre Aktuatoroptionen eingrenzen.
• Anforderungen erzwingen: Die Belastungskapazität des Aktuators hängt vom Gewicht und der Größe des Objekts ab, das es bewegen muss. Stellen Sie sicher, dass Sie eine auswählen, die eine ausreichende Kraft für Ihre Anwendung bietet.
• Hublänge & Geschwindigkeit: Bestimmen Sie, wie weit der Aktuator das Objekt (Hublänge) und mit welcher Geschwindigkeit bewegen muss. Denken Sie daran, dass Aktuatoren, die höhere Kraft liefern, langsamer bewegen können. Die Geschwindigkeit wird typischerweise in Entfernung pro Sekunde gemessen.
• Umfeld: In industrielle oder robuste Umgebungen verwendete Aktuatoren sollten zum Schutz bewertet werden, während diejenigen, die in Labors oder Workshops verwendet werden, weniger Schutz erfordern.
• Montageoptionen: Aktuatoren können je nach Ihren Bedürfnissen auf verschiedene Weise montiert werden. Ein Dual-Pivot-System ermöglicht beispielsweise das Schwenken, während ein stationäres System den Aktuator an Ort und Stelle hält.

Mit diesen Überlegungen können Sie Ihre Optionen eingrenzen.

Bewertung der Aktuatorleistung

Sobald Sie einen Aktuator ausgewählt haben, ist es wichtig, seine Leistung anhand einiger wichtiger Metriken zu bewerten:

• Drehmoment und Kraft: Das Drehmoment bezieht sich auf die Verdrehungskraft, die ein linearer Aktuator erzeugen kann, der bei Rotary -Aktuatoren wichtig ist. Sowohl statische als auch dynamische Belastungen sollten berücksichtigt werden - statische Last misst die Kapazität, wenn der Stellantrieb in Ruhe ist, während die dynamische Last die Kapazität während der Bewegung misst.
• Ladungsfreie Geschwindigkeit: Geschwindigkeit ist wichtig, insbesondere wenn ein Aktuator nicht unterlastet ist. Vergleichen Sie diese "entladene" Geschwindigkeit, um sicherzustellen, dass sie Ihren Leistungsanforderungen entspricht.
• Haltbarkeit: Linearer Aktuator Die Haltbarkeit hängt von Typ und Design ab. Hydraulische Aktuatoren sind für Hochleistungsanwendungen tendenziell haltbarer. Ein guter Aktuator sollte robuste Komponenten haben, die im Laufe der Zeit den Verschleiß widerstehen.
• Energieeffizienz: Effiziente Aktuatoren nutzen weniger Energie, um ihre Aufgaben auszuführen, was für die Nachhaltigkeit und das Kostenmanagement wichtig ist. Entscheiden Sie sich für Designs, die den Energieverbrauch minimieren und gleichzeitig die Leistung aufrechterhalten.

Verbinden eines Aktuators

Die Arten von Aktuatoren und die Funktionen, auf die sie sich beziehen, sind breit. Daraus ist es unwahrscheinlich, dass es eine Blaupause oder eine universelle Bedienungsanleitung gibt, wenn es darum geht, Aktuatoren zu verbinden.

Ein gemeinsamer Aktuator, jedoch Elektrische lineare Aktuatoren, sind relativ einfach zu verbinden und können bei verschiedenen Haushaltsfunktionen nützlich sein. Hier finden Sie einen Überblick über das Anschließen eines mit einem Gerät oder einem Steuermechanismus wie einem Rocker -Schalter.

Verbindung mit einem Gerät anschließen

Einige elektrische lineare Aktuatoren haben vier Stifte, die leicht mit Ihrem Gerät verbunden sind. In diesem Fall ist der Vorgang so einfach wie das Linearantrieb und das Weggehen.

Wenn Ihr Aktuator nicht mit den vier enthaltenen Stiften ausgestattet ist, können Sie einen Vier-Pin-Stecker kaufen, der in sechs Fuß- und zwei Fuß langen Längen erhältlich ist.

Schließen Sie den Stecker an den Aktuator an, indem Sie die hoffentlich freigelegten Drähte finden. Sie müssen die Drähte in den Anschluss drehen, bevor Sie sie anschließen. Verwenden Sie das elektrische Klebeband, um freiliegende Drähte abzudecken. Wenn Sie die Drähte nicht finden oder nicht genug sind, können Sie den Gummi zurückschneiden, um eine Verbindung zum Stecker herzustellen.

Die Aktuatoren haben möglicherweise unterschiedliche farbige Drähte zum Anschluss. Wenn der Aktuator rote und schwarze Drähte hat und der Anschluss braun und blau hat, verbinden Sie rot mit Braun und Schwarz mit Blau. Wenn es eine rotblaue Kombination hat, verbinden Sie Rot mit Braun und Blau mit Blau. Wenn die Aktuatordrähte rot und gelb sind, verbinden Sie rot mit braunem Draht und gelb mit blau.

Verbindung mit einem Rockerschalter anschließen

Rocker-Switches sind der einfachste Weg, um einen linearen elektrischen Aktuator entweder über einen momentanen Rocker-Schalter zu steuern-diejenigen, die sich beim Drücken der Taste bewegen-oder einen nicht momentären Schalter, der zwischen einer "Bewegung" erweitert "," Bewegung "," Retract "-Bewegung, umgeschaltet werden kann , oder "aus."

Um einen Wippschalter anzuschließen, benötigen Sie zusätzlich zu Ihrem Schalter und linearem Aktuator einen 12 -VDC -Akku oder einen 110 VAC/220 VAC bis 12 VDC -Netzteil.

Schließen Sie die negative Leistung an den dritten Anschluss des Wippschalters an und verwenden Sie mit dem zweiten Kabel, um die Klemmen 3 und 4 zu verbinden. Die positive Leistung der Stromquelle verbindet mit dem Anschluss 6 des Schalters, während der zweite Draht die Klemme 6 an Klemme verbindet. Die Drähte von den Terminals 2 und 5 zum Stellantrieb, die Ihnen nun einen Arbeitscontroller geben sollten.

Dies ist ein einfaches und dennoch häufiges Beispiel für die Verbindung eines elektrischen linearen Aktuators, der unterschiedliche Verwendungszwecke hat. Wenn Sie Hilfe beim Anschließen Ihres Aktuators mit Ihrem Rocker -Switch und Netzteil benötigen, haben wir a gemacht Schaltplanerator für dich.

Einstieg ein Aktuator

Sobald Sie Ihren Aktuator an das Gerät oder den Controller anschließen, müssen Sie ihn montieren, um sie zu verwenden. Dafür gibt es zwei Methoden: Dual Pivoting und stationäre Montage, wie bereits erwähnt.

Dual Pivot Monting

Wenn Sie einen linearen Aktuator auf einer Plattform reparieren, mit der es sich um Pivot handelt, werden Sie an jedem Ende des Aktuators an jedem Ende des Aktuators an jeder Halterung festgelegt. Ein Kreuzstift gleitet durch die Klammer und den Aktuator, um die beiden zu verbinden. Wir nennen diese diese Montageklammern. Der lineare Aktuator kann sich um jeden Stift drehen, was bedeutet, dass sich der Aktuator neben dem Objekt verschieben kann, das sich bewegt, und eine etwas dynamischere Funktion ermöglicht. Eine sehr häufige Anwendung dieser Art von Montagemethode ist an Türen zu sehen, die es ihnen ermöglicht, aufzuschwingen und geschlossen zu werden.

Stationäre Montage

Die stationäre Montage besteht darin, den Stellantrieb an einer Wellenmontageklammer zu reparieren und es dem Aktuator zu erstellen, Drücken oder Ziehen von Bewegungen aus einer festgelegten Position zu erstellen. So wird beispielsweise ein Knopf montiert.

Bei beiden Befestigungsmethoden ist es auch wichtig, sicherzustellen, dass der Befestigungsapparat mit der Last des Aktuators handhaben kann, da die unangemessene Ladung den Aktuator beschädigen oder dazu führen kann, dass sie nicht mehr Kilter hat.

Es ist auch wichtig, die Umgebung zu berücksichtigen, in der Sie Ihren Stellantrieb betreiben, und jegliche Neigung zu Staub oder Wasser. Wie bei jedem mechanischen Gerät benötigen Ihr Stellantrieb, der Berg und Ihre Zusatzkomponenten eine Wartung. Wenn Sie sich um Ihren Aktuator kümmern und sich Zeit nehmen, um seine Fähigkeiten und Mechanismen zu verstehen, kann dies Ihnen lange dienen.