Sejak penemuan motor listrik, para insinyur telah mencari cara untuk menggunakan prinsip operasi mereka untuk menghasilkan gerakan linier alih -alih gerakan putar, seperti yang terlihat di aktuator putar. Pada abad yang lalu, mereka telah menyusun berbagai cara untuk mewujudkan hal ini.
Metode yang paling umum untuk membuat gerakan linier adalah menggunakan jackscrews, yang pada dasarnya, seperti sekrup yang menaikkan sasis mobil saat berbalik. Jackscrews ada dalam segala hal mulai dari winch kapal dan lift hingga cetak mesin cetak dan sabuk pengiring.
Tetapi jika Anda masih bingung tentang apa yang mendefinisikan aktuator linier, Anda tidak sendirian. Itu sebabnya kami menangani topik yang membingungkan ini dan menjelaskannya kepada Anda sekali dan untuk semua. Kami telah membuat panduan yang akan memberi Anda semua informasi dengan cara yang sederhana, mudah dipahami.
Apa itu aktuator linier?
Aktuator linier adalah perangkat elektromekanis sederhana yang mengubah daya listrik menjadi gerakan linier alih -alih aktuator rotasi. Aktuator linier cenderung lebih kompak, akurat, dan dapat diandalkan dari aktuator putar, menjadikannya solusi ideal untuk banyak aplikasi yang melibatkan gerakan linier.
Aktuator linier juga memiliki keuntungan berbeda dari membutuhkan roda gigi yang lebih sedikit atau komponen lain untuk mengubah gerakan putar menjadi jumlah gerakan linier yang diinginkan. Misalnya, beberapa jackscrew membutuhkan beberapa gigi untuk menghasilkan satu inci gerakan linier. Aktuator linier hanya perlu dua atau tiga komponen paling banyak.
Aktuator linier dapat mengubah dorongan sederhana atau menarik menjadi busur yang akan memanjang sejauh lengan Anda akan memungkinkan. Faktanya, keserbagunaan dan kesederhanaan aktuator linier menjadikan mereka favorit di antara para profesional industri.
Bagaimana cara kerja aktuator linier?
Aktuator linier adalah perangkat elektromekanis sederhana yang mengandalkan motor listrik dan batang berulir. Batang berulir terhubung ke objek yang bergerak dalam satu garis. Pada saat yang sama, mesin menyebabkan gerakan putar di dalam batang berulir. Saat batang berputar, ia bergerak di sepanjang sumbu. Sederhana seperti itu!
Aktuator linier terdiri dari dua bagian utama: bagian teleskopik dan bagian drive. Bagian teleskopik terdiri dari dua batang logam (disebut "aksi" dan "seret") yang meluncur satu sama lain ketika digerakkan oleh motor di dalamnya. Bagian penggerak berisi motor dan batang berulir yang terpasang. Motor berbalik, menggerakkan batang berulir di dalam bagian teleskopik.
Saat batang berulir bergerak, itu menyebabkan gerakan menggerakkan pada batang aksi/seret, menggerakkannya sepanjang sumbu (karenanya "aktuator linier"). Namun, ketepatan aktuator linier berkaitan dengan desain aksi/drag bar dan motor mereka yang tertanam, jadi di sinilah memilih aktuator yang tepat ikut bermain.
Apa jenis aktuator linier?
Aktuator linier ada sebagai empat jenis utama, sesuai dengan cara mereka bertenaga. Keempat jenisnya adalah elektromagnetik, pneumatik, hidrolik, dan piezoelektrik. Aktuator ini dapat aktif atau pasif, dengan yang pertama mengandalkan tenaga listrik dan yang terakhir tidak memiliki sumber daya.
Pada awalnya, Anda mungkin berpikir bahwa itu adalah hal yang negatif tidak lebih umum dalam fungsinya. Tetapi fakta bahwa ada begitu banyak jenis hanya akan menguntungkan Anda dalam jangka panjang. Karena berbagai industri mengalami berbagai masalah. Mereka telah merancang solusi mereka sendiri menggunakan jenis baru aktuator linier untuk menangani tantangan unik mereka dengan lebih baik.
Hasilnya adalah sekelompok berbagai jenis aktuator yang sesuai dengan kebutuhan dan masalah spesifik. Ini sendiri merupakan manfaat besar karena memungkinkan setiap jenis aktuator linier untuk melayani tujuannya sendiri dan melakukannya dengan lebih baik. Berikut ini adalah rincian bagaimana setiap jenis aktuator bekerja dan apa yang ingin mereka capai.
Aktuator elektromagnetik
Aktuator elektromagnetik menggunakan arus listrik untuk operasinya. Prinsip -prinsip di balik aktuator elektromagnetik adalah seperti elektromagnetisme, menggerakkan motor, atau solenoida. Arus menggerakkan kawat yang melilit bahan ferromagnetik seperti baja, yang memutar dan mendorong bilah seret.
Ketika arus terjadi, itu menghasilkan medan magnet yang menarik bahan feromagnetik lainnya seperti besi. Setelah arus berhenti mengalir, medan magnet semakin lemah, dan inti besi terbang keluar dari silinder. Prinsip ini memungkinkan elektromagnet untuk mengambil benda logam, sehingga perubahan gerakan linier aktuator elektromagnetik dengan switching arah.
Agar berhasil, harus ada mekanisme pegas yang menjaga ketegangan pada kawat untuk "melemparkan" inti dan mengembalikannya ke posisi semula. Seperti yang dapat Anda bayangkan, di sinilah ketahanan aktuator linier berperan. Mereka jauh lebih tahan lama dari yang Anda kira.
Aktuator pneumatik
Aktuator pneumatik memiliki fungsi yang sama dengan alat pneumatik. Ini melayani bentuk dan fungsi yang sama seperti berbagai jenis tabung, silinder, dan katup. Aktuator pneumatik Bekerja dengan menggunakan udara atau cairan terkompresi untuk memberi daya pada hal -hal seperti piston. Ketika udara atau cairan dimasukkan ke dalam silinder, ia mendorong piston yang menyebabkannya bergerak.
Penting untuk diingat bahwa aktuator pneumatik biasanya lebih sederhana dan lebih kompak daripada yang hidrolik, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi di rumah. Namun, mereka biasanya dibatasi oleh tekanan atau cairan gas paling luas untuk menggerakkan piston. Juga, mereka membutuhkan lebih banyak perawatan dan perawatan daripada jenis aktuator linier lainnya.
Untuk menggunakan aktuator pneumatik, Anda hanya perlu memulai aliran udara atau fluida melalui silinder yang berfungsi. Ingatlah bahwa aktuator linier bertenaga udara hampir selalu dipasangkan dengan pompa listrik untuk menyediakan pasokan udara saat dibutuhkan.
Aktuator hidrolik
Aktuator hidrolik adalah domba jantan yang dapat digunakan untuk tugas -tugas seperti mengangkat atau memindahkan benda berat. Mereka terdiri dari silinder dan piston yang terendam dalam minyak, yang memberikan resistensi karena viskositasnya.
Ketika arus melewati, panas dihasilkan dan mengurangi viskositas minyak di sekitarnya. Penurunan resistensi yang dihasilkan membuatnya lebih mudah untuk menekan piston terhadap resistensi minyak.
Saat Anda menggunakan aktuator linier hidrolik, cairan (umumnya minyak atau air) dipompa ke dalam silinder, memaksanya untuk mengembang. Proses ini dikendalikan oleh katup dan menyebabkan objek yang terpasang bergerak relatif ke tanah.
Aktuator Piezoelektrik
Aktuator piezoelektrik bekerja pada prinsip piezoelektrik, yang merupakan muatan listrik yang menumpuk dalam bahan -bahan tertentu ketika mereka ditempatkan di bawah tekanan atau tekanan mekanis. Misalnya, jika Anda meremas beberapa foil aluminium, itu akan menghasilkan muatan listrik, dan Anda akan membuat percikan jika Anda menyentuhnya.
Ternyata proses ini dapat menghasilkan gerakan linier daripada muatan listrik juga. Cara kerjanya adalah bahwa kristal melekat pada kedua sisi material, dan kemudian tegangan diterapkan di atasnya. Salah satu kristal bertindak sebagai elektroda dan membuat elektron mengalir dalam satu arah melalui material. Sebaliknya, kristal lain membuat mereka bergerak ke arah yang berlawanan.
Aktuator piezoelektrik biasanya ditemukan dalam aplikasi seperti mesin dan printer stereolithografi, di mana posisi yang tepat dan presisi sangat penting untuk keberhasilan.
Untuk apa aktuator linier digunakan?
Aktuator linier banyak digunakan dalam beberapa aplikasi, tetapi mereka semua memiliki satu kesamaan. Ini mungkin terdengar jelas, tetapi mereka dapat membuat objek bergerak secara linier.
Itu mungkin tidak tampak seperti masalah besar. Namun, ketika Anda mempertimbangkan berapa banyak hal yang membutuhkan gerakan linier untuk menjadi efektif, masuk akal bahwa kebutuhan akan perangkat semacam ini begitu lazim di mana -mana. Anda dapat melihat contoh aktuator linier di mana pun dalam kehidupan sehari -hari, dari dalam rumah hingga gudang dan fasilitas manufaktur paling raksasa di dunia.
Aktuator linier di rumah
Penggunaan rumah tangga yang khas untuk aktuator linier termasuk pintu garasi, gerbang, dan tirai di ruang tamu Anda. Mekanisme ini ringan dan cukup kompak agar pas dengan mudah ke rumah konsumen sektor non-manufaktur. Aktuator linier juga umumnya ditemukan di jendela drive-thru dan di windows teller bank.
Kebanyakan orang tidak menyadari bahwa mereka dimasukkan sebagai bagian dari item sehari -hari seperti pintu, pintu garasi, dan jendela. Namun, perangkat ini biasa terjadi dalam apa yang Anda anggap bahan konstruksi kelas atas karena keserbagunaannya.
Mereka melayani tujuan yang sama di penghujung hari, hanya pada skala ekonomi yang berbeda. Berikut beberapa detail lebih lanjut tentang bagaimana aktuator linier ini bekerja di sekitar rumah Anda.
Pintu garasi dan gerbang besi
Aktuator linier adalah elemen kecil namun penting dalam mesin besar dan raksasa yang membuka dan menutup pintu garasi. Aktuator linier digunakan untuk mendorong pembuka pintu besar dan berat bolak -balik untuk membuka pintu garasi.
Misalkan Anda membuka pintu garasi Anda secara manual dan melihat ke dalam ke semua bagian. Dalam hal ini, Anda mungkin telah melihat motor listrik yang dihubungkan oleh rantai ke sistem katrol yang membuka pintu.
TV Mounts and Stands
TV Mounts and Stand mungkin bukan hal pertama yang terlintas dalam pikiran ketika Anda berpikir tentang aktuator linier, tetapi mereka melakukan pekerjaan penting. Ini digunakan untuk Sesuaikan Sudut Televisi Anda dengan usaha minimal. Mereka paling biasanya digunakan di hotel untuk memudahkan rumah tangga untuk membersihkan dan mengganti saluran televisi hotel. Namun, Anda juga akan menemukannya di beberapa gunung rumah tangga.
Bagian otomotif
Contoh lain dari ini ada di mobil Anda. Mobil menggunakan aktuator linier sebagai bagian dari sistem pengereman mereka. Pedal rem pengemudi terhubung ke batang push yang mengalir ke silinder master. Di sinilah cairan hidrolik mendorong piston di dalam silinder, yang menyebabkan sepatu pada setiap roda mengembang.
Aktuator linier di industri
Aktuator linier datang dengan banyak aplikasi dalam pengaturan industri di dalam pabrik. Misalnya, dalam manufaktur, aktuator linier bertindak sebagai ruang tekanan. Ini kemudian menghasilkan jet air bertekanan tinggi untuk memotong, membentuk, atau bahan bor seperti batu, aluminium, baja, dan beton.
Tetapi mereka umumnya digunakan untuk mengangkat dan transportasi. Di gudang, mereka digunakan untuk mengangkat benda -benda berat seperti palet atau wadah dari satu tempat ke tempat lain. Mereka juga dapat ditemukan di pengaturan tipe distribusi lainnya. Dalam pengaturan ini, mereka menaikkan, menurunkan, dan mendorong besar melalui tanaman atau dari satu dermaga ke dermaga lainnya.
Aktuator linier juga dapat ditemukan dalam penerapan jalur perakitan, di mana mereka ditugaskan untuk memindahkan potongan individu dari jalur perakitan di sepanjang siklusnya. Di bawah ini adalah beberapa kasus penggunaan yang lebih spesifik dari aktuator linier dari jalur perakitan.
Sistem Konveyor
Sistem Conveyor menggunakan aktuator linier untuk mengangkut bahan. Ada berbagai sistem konveyor yang melakukan berbagai fungsi. Konveyor sabuk menggunakan serangkaian katrol atau rol untuk memindahkan item secara horizontal. Motor listrik memberi daya pada perangkat roller, yang bergerak di sepanjang trek untuk mengirimkan barang.
Mesin pengikat
Mesin pengikat Gunakan aktuator linier untuk menggabungkan item bersama melalui strapping tape. Mesin ini terdiri dari klem, kepala drive, dan efektor akhir yang membuat koneksi akhir. Efektor akhir juga memungkinkan untuk memasang ujung pita pengikat ke sisi yang sesuai.
Pilih dan tempatkan robot
Robot ini dirancang untuk mengambil benda -benda dari rak dan menempatkannya ke dalam wadah lain. Ini adalah tugas penting yang membantu manusia dengan pekerjaan sehari -hari mereka. Ada dua jenis robot yang digunakan dalam aplikasi ini. Tipe pertama dirancang untuk menangani benda -benda kaku seperti kotak. Sebaliknya, tipe kedua (micromanipulator) menangani barang -barang halus seperti sandwich atau hamburger.
Aktuator linier yang digunakan untuk otomatisasi
Salah satu industri crossover terbesar untuk aktuator linier adalah otomatisasi, baik industri atau untuk tujuan teknis dan ilmiah. Misalnya, lengan robot sering membutuhkan aktuator linier untuk gerakan lengan yang tepat. Dalam hal ini, perangkat digunakan untuk mengangkat dan menurunkan objek dengan cara yang terkontrol.
Perbedaan utama adalah bahwa aktuator linier harus menahan jumlah yang tinggi dan robek dari penggunaan sehari -hari di dunia otomatisasi. Aktuator linier bermotor harus dapat bekerja berulang kali tanpa putus. Perangkat ini sering harus mengangkat benda -benda berat juga, yang dapat memiliki berat lebih dari 1.000 pound!
Karena mesin -mesin ini sering terlibat dalam proses pembuatan dan penelitian spesialis, sangat penting bahwa mereka tidak bertabrakan dengan potongan -potongan mesin lain atau dengan orang -orang yang mungkin berada di dekatnya. Itulah yang membuat teknik ini sangat cocok, karena dapat memberikan gerakan yang tepat yang diperlukan.
Kendaraan Terpandu Otomatis (AGV) S
AGV sangat penting untuk sistem gudang karena membantu memindahkan paket yang lebih besar di sekitar fasilitas. AGV adalah kendaraan kecil yang digunakan di lingkungan di mana para pekerja perlu mendapatkan barang dari satu tempat ke tempat lain. Seperti yang dapat Anda bayangkan, kendaraan ini sangat penting dalam pengaturan industri di mana para pekerja perlu mengangkut beban berat dari jarak jauh.
AGV bergerak di sepanjang trek yang terdiri dari sabuk konveyor dan menggunakan sensor untuk menentukan apakah rute tersebut tepat atau apakah ada hambatan di depannya, seperti forklift. Ini menggunakan teknologi stop-and-go dan digunakan terutama untuk mengirimkan barang. Namun, ini juga dapat digunakan untuk mengangkut tempat sampah besar dari gudang sesuai kebutuhan.
Ketika AGV dioperasikan oleh operator, mereka sering disebut sebagai "naik dan berkendara." Ketika mereka sepenuhnya otomatis, mereka disebut sebagai "jalan bergerak" atau "konveyor robot." Perbedaan besar adalah bahwa setelah mencapai tujuannya di jalan yang bergerak, ia harus dapat mendeteksi lokasi dan menghentikan dirinya dari meluncur.
Tabel penentuan posisi linier
Sistem tabel linier menggunakan aktuator linier untuk mengontrol posisi tabel yang didukung oleh roda atau rol. Aktuator linier akan memasok gaya yang diperlukan untuk penentuan posisi top-down (mis., Memindahkan objek ke titik awalnya). Sistem ini tersedia dalam konfigurasi 2-sumbu dan 3-sumbu.
Sistem 2-sumbu akan menggerakkan meja dengan cara bolak-balik, sementara sistem 3-sumbu dapat menggerakkan meja ke atas dan ke bawah dan kiri dan kanan.
Salah satu penggunaan utama tabel ini adalah untuk mengarahkan barang ke substrat, yang mengharuskan aktuator linier untuk diangkat saat menarik kembali dan menurunkan saat maju. Ia juga harus memasok kekuatan penarik yang diperlukan untuk menjaga objek tetap di tempatnya, itulah sebabnya penting untuk memilih aktuator linier yang tepat.
Pengguna juga dapat mengontrol bagaimana tabel pemosisian linier bergerak dengan mengendalikan seberapa banyak kekuatan yang mereka berlaku menggunakan panel kontrol atau komputer. Dengan membuat penyesuaian kecil, pengguna dapat memastikan bahwa objek mereka berada pada posisi yang tepat yang mereka inginkan tanpa membuang waktu.
Mesin cetak dan mesin CNC
Aktuator linier digunakan secara luas di mesin cetak di mana mereka biasanya disebut servos. Mereka digunakan untuk tugas otomatis mesin cetak, termasuk sabuk yang bergerak, mengangkat kepala cetak, dan memindahkan kereta pada mesin CNC.
Mesin CNC menggunakan aktuator linier untuk memposisikan bit di mana pun ia perlu untuk menggiling atau memotong. Ini harus diatur pada sudut yang tepat. Kalau tidak, mereka dapat menyebabkan kerusakan pada bagian lain dari mesin. Bahkan, banyak printer menggunakan beberapa servos untuk mencapai gerakan yang lebih rumit untuk tujuan pencetakan.
Aktuator linier juga digunakan untuk memindahkan kepala cetak relatif ke tempat tidur yang bergerak selama proses pencetakan. Dan, meskipun ini mungkin tampak seperti tugas yang sederhana, sebenarnya tidak, karena banyak faktor yang perlu dipertimbangkan.
Seberapa cepat Anda maju atau menarik tergantung pada seberapa cepat Anda ingin dicetak dan berapa banyak berat di tempat tidur. Juga, Anda harus mempertimbangkan kecepatan di mana bagian lain dari perakitan bergerak.
Saat tidak menggunakan aktuator linier hidrolik
Misalkan Anda menemukan diri Anda mencari cara untuk memindahkan objek berat atau sesuatu dengan ukuran sedang. Namun, Anda tidak ingin efek percepatan dan perlambatan. Dalam hal ini, aktuator linier mungkin bukan solusi yang ideal. Ini karena aktuator linier sebagian besar mengandalkan tekanan hidrolik dan hanya dapat menerapkan kekuatan pada suatu objek jika ada cukup waktu untuk menghasilkan tekanan.
Hobi juga telah melihat keterbatasan ini. Pengguna robotika hobi menemukannya terlalu lambat Untuk memberi daya pada motor utama untuk kaki atau lengan robot. Sebaliknya, mereka paling cocok sebagai aktuator yang lebih kecil yang mengontrol sambungan atau melakukan tugas -tugas lain di mana kecepatan tidak sama pentingnya. Hobi akan sering menggunakan motor servo bersamaan dengan aktuator linier untuk mengubah arah dan/atau kecepatan.
Dengan demikian, aktuasi linier sangat baik untuk gerakan yang tepat dan terkontrol di mana presisi dan konsistensi ekstrem diperlukan. Tapi itu tidak ideal untuk perubahan cepat dalam arah atau aplikasi pengangkatan berat. Kelemahan ini adalah kesamaan yang dimiliki semua aktuator linier, dan Anda harus mempertimbangkannya saat mengevaluasi mereka.
Aktuator linier ada di mana -mana
Penggunaan untuk aktuator linier hampir tidak ada habisnya. Mereka terjadi di mana -mana, dari jalur produksi pusat pengiriman dan manufaktur hingga mobil yang kami kendarai sepanjang kehidupan sehari -hari kami.
Di mana pun Anda terlihat, Anda akan menemukan bahwa ada beberapa bentuk aktuator linier yang digunakan. Mesin -mesin ini adalah jantung berdetak dari potongan -potongan mesin yang tak terhitung jumlahnya yang kita semua andalkan untuk menyelesaikan sesuatu setiap hari.
Cara terbaik Anda dapat menggunakan aktuator linier adalah mencocokkannya dengan aplikasi Anda. Mempertimbangkan tugas apa yang harus dilakukan dan kekuatan apa yang diberikan padanya. Ini akan membantu Anda mengatasi berat badan pengangkatan, seberapa cepat perlu bergerak, dan jika cukup kuat untuk kebutuhan Anda.
Jika Anda sedang mengerjakan produk yang Anda tahu membutuhkan aktuator, apakah Anda tahu jenis mana atau tidak, berhubungan Hari ini untuk penawaran, dan mari kita lihat bagaimana kami dapat mengangkat proyek Anda ke ketinggian baru!
