Actuators - What is an Actuator?

Dasar -dasar aktuator linier

Aktuator adalah mekanisme yang mengubah energi menjadi gerakan, menciptakan kekuatan mekanis untuk menggerakkan gerakan. Ini beroperasi dengan mengambil energi input dan menerjemahkannya ke dalam gerakan linier atau putar, menjadikannya komponen kunci dalam mesin.

Aktuator adalah bagian mendasar dari kehidupan kita, dan merupakan perangkat yang banyak digunakan yang masuk ke setiap segi dari keberadaan Anda dan pentingnya di dunia modern tidak dapat diremehkan. Faktanya, aktuator adalah kunci untuk membuat hampir setiap mesin bergerak setelah sumber energi listrik disediakan.

Mari kita pelajari tentang jenis utama aktuator dan berbagai aplikasi mereka di seluruh industri dan pahami bagaimana aktuator beroperasi, bagaimana Anda terhubung ke mereka dan memindahkan barang -barang.

Apa itu aktuator

Aktuator adalah bagian dari mesin apa pun yang memungkinkannya membuat gerakan. Sama seperti otot -otot dalam tubuh manusia memungkinkan kaki, lengan, jari, dan bagian lain untuk bergerak, aktuator adalah komponen yang memungkinkan pergerakan dalam peralatan mekanik.

Ia melakukan ini dengan mengubah energi yang masuk dan memberi sinyal menjadi gaya mekanik. Gaya yang masuk ini dapat berupa listrik, pneumatik (udara), atau hidrolik (air), sedangkan gerakan keluar dapat berupa putar atau linier.

Aktuator linier hadir dalam segala hal di sekitar kita, dari sistem kontrol akses di pintu kita hingga robot yang melakukan pengangkatan berat di gudang setempat. Bahkan ponsel kami memiliki aktuator untuk membuat getaran ketika mereka dihentikan.

Berbagai jenis aktuator

Aktuator Listrik digerakkan motor dan cenderung memicu fungsi sirkuit lainnya. Mereka didukung menggunakan arus listrik dan biasanya digunakan dalam sistem kontrol. Jenis aktuator linier ini membawa banyak manfaat: mereka mudah dibangun atau diterapkan, membawa kebisingan minimal, dan hemat biaya dan hemat energi. Kelemahan mereka adalah bahwa mereka berkecepatan rendah dan tidak pantas untuk beban berat.

Aktuator hidrolik, di sisi lain, dapat menangani beban lebih dari 10 kilonewtons. Aktuator hidrolik yang khas adalah aktuator seperti piston yang terdiri dari silinder, piston, dan musim semi. Ini juga membutuhkan pasokan hidrolik dan saluran pengembalian dan batang. Mereka dapat menangani aplikasi kekuatan tinggi dan tidak perlu ditempatkan di dekat pompa dan motor mereka sambil mempertahankan daya yang sama. Namun, mereka memiliki kelemahan karena mereka dapat membocorkan cairan, yang dapat dikenakan biaya efisiensi dan menyebabkan potensi kerusakan. Mereka juga membutuhkan berbagai bagian tambahan seperti katup pelepas, selang, tank, dan regulator.

Aktuator pneumatik Duduklah di suatu tempat di antara listrik dan hidrolik dalam hal kemampuan dan dapat menangani beban kecil hingga besar. Aktuator pneumatik menggunakan udara atau gas terkompresi untuk memindahkan piston di sepanjang silinder berlubang dan membangun tekanan untuk memindahkan beban. Aktuator pneumatik umumnya dipuji untuk gerakan cepat yang mereka buat tetapi seperti aktuator hidrolik, mereka membutuhkan bagian pelengkap seperti katup, tabung, dan kompresor.

Memilih aktuator

Memilih aktuator linier yang tepat membutuhkan pertimbangan terperinci karena tidak ada model satu ukuran untuk semua dan jenis aktuator-pneumatik linier, putar listrik, pneumatik rotari, dll-tergantung pada industri dan aplikasi.

Di dalam aktuator: komponen utama dijelaskan

Seorang aktuator mengubah energi menjadi gerak dan mengendalikan gerakan itu secara efektif. Sementara berbagai faktor mempengaruhi kinerja aktuator, beberapa komponen utama konsisten di berbagai jenis aktuator.

Komponen kunci:

• Sumber Daya: Sumber energi yang menggerakkan aktuator linier dapat berupa listrik, pneumatik (udara), hidrolik (air), atau jenis lainnya. Setiap sumber menawarkan keunggulan unik tergantung pada aplikasi, dan pilihan sumber daya secara signifikan mempengaruhi desain dan fungsi aktuator.
• Power Converter: Komponen ini mentransfer energi dari sumber daya ke aktuator, menyesuaikan energi untuk menyelaraskan dengan parameter output yang diperlukan. Misalnya, katup proporsional hidrolik mengatur aliran air untuk memastikan konsistensi antara input dan output gerak yang diinginkan, sementara inverter listrik mengonversi arus searah (DC) menjadi arus bolak -balik (AC) untuk aktuator listrik.
• Actuator: Perangkat fisik-mekanis yang melakukan konversi energi. Desainnya bervariasi berdasarkan jenis dan fungsi aktuator. Misalnya, aktuator pegangan pintu dapat berupa kotak plastik dengan plunger, sedangkan aktuator hidrolik terdiri dari piston logam. Efektivitasnya terletak pada seberapa baik ia mengubah energi menjadi gerakan mekanis yang disesuaikan dengan kebutuhan spesifik.
• Beban mekanis: Stres fisik atau kekuatan yang berlawanan yang bekerja pada sistem aktuator. Beban ini membutuhkan aktuator untuk menghasilkan lebih banyak kekuatan untuk mengatasinya. Analogi sehari -hari adalah mobil yang mengemudi menanjak, di mana lereng bertindak sebagai beban yang harus ditimbun mesin untuk mempertahankan kecepatan.
• Pengontrol: Perangkat yang mengaktifkan aktuator dan mengatur outputnya, termasuk arah, kekuatan, dan umur panjang. Ini mencegah sistem dari operasi secara mandiri dan memungkinkan operator untuk menetapkan batasan pada kedua ujung proses konversi. Pengontrol dapat berupa listrik, elektronik, atau mekanis dan dapat mengambil berbagai bentuk, seperti tombol, tuas, sakelar, atau panggilan.

Jenis Aktuator Utama

Jenis aktuator bervariasi sesuai dengan sumber energi, jenis dan kecepatan gerakan yang dibutuhkan, dan fungsinya. Jenis aktuator berkembang dan berkembang tetapi sangat membantu untuk memahami dasar -dasar di sekitar beberapa aktuator umum yang digunakan.

Aktuator linier listrik

Aktuator linier listrik menggunakan energi listrik untuk menghasilkan gerakan dalam garis lurus menggunakan piston yang bergerak ke belakang dan ke depan yang dipicu oleh sinyal listrik. Mereka menghasilkan penarik, mendorong, ejeksi, atau mengangkat gerakan. Motor mereka menghasilkan gerakan rotasi berkecepatan tinggi dengan gearbox yang mengurangi kecepatan atau dampak.

Aktuator Rotary Listrik

Aktuator Rotary Listrik Gunakan energi listrik untuk menghasilkan gerakan rotasi, baik untuk gerakan kontinu atau menuju sudut tetap. Mereka melibatkan kombinasi motor listrik, gearbox multistage, dan sakelar batas. Ini menciptakan rotasi dan torsi ketika arus memasuki medan magnet dan dari gaya yang dihasilkan.

Aktuator linier hidrolik

Aktuator linier hidrolik menggunakan tekanan air atau cairan bertekanan lainnya untuk menghasilkan gerakan lurus. Mereka dapat menghasilkan torsi yang cukup kuat untuk memindahkan benda -benda eksternal, karenanya aplikasi industri mereka. Aktuator hidrolik terdiri dari piston yang bergerak dalam satu arah dan pegas yang menghasilkan gerakan terbalik. Ada juga aktuator hidrolik akting ganda di mana tekanan datang di kedua ujungnya untuk menggerakkan piston bolak-balik untuk gerakan yang lebih seragam.

Aktuator linier pneumatik

Aktuator linier pneumatik menggunakan udara terkompresi untuk membuat gerakan dengan menggerakkan piston bolak -balik atau dengan mendorong dan menarik kereta melalui jalan masuk atau tabung. Mata air digunakan untuk membawa piston kembali. Atau, cairan kadang -kadang digunakan di ujung yang berlawanan untuk mendorongnya kembali. Aktuator linier pneumatik dapat menghasilkan kecepatan tinggi dan torsi untuk jarak pendek dan tahan terhadap tekanan yang berlawanan seperti angin atau ledakan.

Menentukan aktuator terbaik untuk kebutuhan Anda

Ada banyak jenis aktuator yang digunakan di berbagai bidang, tetapi tidak semua akan cocok untuk tujuan spesifik Anda. Berikut adalah panduan ramping untuk membantu Anda memilih yang tepat.

Pertimbangan utama:

• Jenis Gerakan: Aktuator memberikan gerakan linier atau putar. Putuskan apakah Anda memerlukan gerakan linier yang tepat atau gerakan putar kontinu yang lebih dinamis. Selain itu, pertimbangkan seberapa jauh gerakan itu perlu bepergian - apakah tindakan pendek dan tajam atau sapuan yang lebih lama.
• Input Energi: Aktuator listrik umumnya digunakan dan serbaguna, tetapi mungkin tidak selalu praktis. Dalam kasus di mana tegangan tinggi tidak diinginkan, aktuator hidrolik atau pneumatik dapat memberikan kinerja yang andal tanpa perlu input listrik.
• Kebutuhan Presisi: Beberapa tugas membutuhkan presisi tinggi, terutama untuk pekerjaan yang halus atau rumit seperti memetik dan menangani. Untuk tugas tugas berat, presisi mungkin kurang kritis. Memahami seberapa banyak akurasi yang Anda butuhkan akan membantu mempersempit opsi aktuator Anda.
• Persyaratan Kekuatan: Kapasitas beban aktuator tergantung pada berat dan ukuran objek yang harus dipindahkan. Pastikan untuk memilih satu yang menyediakan kekuatan yang memadai untuk aplikasi Anda.
• Panjang & Kecepatan Stroke: Tentukan seberapa jauh aktuator perlu memindahkan objek (panjang stroke) dan pada kecepatan berapa. Perlu diingat bahwa aktuator yang memberikan kekuatan yang lebih tinggi dapat bergerak lebih lambat. Kecepatan biasanya diukur dalam jarak per detik.
• Lingkungan: Aktuator yang digunakan dalam lingkungan industri atau kasar harus dinilai untuk perlindungan, sedangkan yang digunakan di dalam ruangan di laboratorium atau lokakarya mungkin memerlukan lebih sedikit perlindungan.
• Opsi pemasangan: Aktuator dapat dipasang dengan berbagai cara tergantung pada kebutuhan Anda. Misalnya, sistem dual-pivot memungkinkan putar, sementara sistem stasioner menjaga aktuator tetap di tempatnya.

Dengan pertimbangan ini, Anda akan dapat mempersempit pilihan Anda.

Menilai kinerja aktuator

Setelah Anda memilih aktuator, penting untuk mengevaluasi kinerjanya menggunakan beberapa metrik utama:

• Torsi dan kekuatan: Torsi mengacu pada gaya memutar yang dapat dihasilkan oleh aktuator linier, penting dalam aktuator rotary. Baik beban statis dan dinamis harus dipertimbangkan - pengukuran beban statis kapasitas ketika aktuator sedang istirahat, sementara beban dinamis mengukur kapasitas selama pergerakan.
• Kecepatan bebas beban: Kecepatan itu penting, terutama ketika aktuator tidak berada di bawah beban. Bandingkan kecepatan "yang tidak dibongkar" ini untuk memastikan memenuhi persyaratan kinerja Anda.
• Daya tahan: Daya tahan aktuator linier tergantung pada jenis dan desain. Aktuator hidrolik cenderung lebih tahan lama untuk aplikasi tugas berat. Aktuator yang baik harus memiliki komponen kuat yang menahan keausan dari waktu ke waktu.
• Efisiensi Energi: Aktuator yang efisien menggunakan lebih sedikit energi untuk melakukan tugas mereka, yang penting untuk keberlanjutan dan manajemen biaya. Pilih desain yang meminimalkan konsumsi energi sambil mempertahankan kinerja.

Menghubungkan aktuator

Jenis aktuator dan fungsi yang mereka hubungkan luas. Berikut ini, tidak mungkin ada cetak biru atau manual instruksi universal ketika datang untuk menghubungkan aktuator.

Namun, aktuator umum, Aktuator linier listrik, relatif sederhana untuk terhubung dan dapat berguna dalam berbagai fungsi rumah tangga. Berikut ini adalah ikhtisar menghubungkan satu ke perangkat atau mekanisme kontrol seperti sakelar rocker.

Menghubungkan ke perangkat

Beberapa aktuator linier listrik memiliki empat pin yang mudah terhubung ke perangkat Anda. Dalam hal ini, prosesnya semudah memasukkan aktuator linier dan berjalan pergi.

Jika aktuator Anda tidak disertakan dengan empat pin, Anda dapat membeli konektor empat pin, tersedia dalam panjang enam kaki dan dua kaki.

Hubungkan konektor ke aktuator dengan menemukan kabel, yang diharapkan terpapar. Anda perlu memutar kabel ke konektor sebelum memasangnya. Gunakan pita listrik untuk menutupi kabel yang terbuka. Jika Anda tidak dapat menemukan kabel atau tidak ada cukup, Anda dapat mengurangi karet lebih baik untuk terhubung ke konektor.

Aktuator mungkin memiliki kabel berwarna berbeda ke konektor. Jika aktuator memiliki kabel merah dan hitam dan konektor memiliki coklat dan biru, misalnya, sambungkan merah ke coklat dan hitam ke biru. Jika memiliki kombinasi biru merah, sambungkan merah ke coklat dan biru ke biru. Jika kabel aktuator merah dan kuning, sambungkan kawat merah ke coklat dan kuning ke biru.

Menghubungkan ke sakelar rocker

Sakelar rocker adalah cara termudah untuk mengontrol aktuator listrik linier baik melalui sakelar rocker sesaat-yang bergerak ketika tombol ditekan-atau sakelar non-momentary, yang dapat dialihkan antara gerakan "memperpanjang", gerakan "menarik" , atau "off."

Untuk menghubungkan sakelar rocker, Anda akan memerlukan baterai 12VDC atau adaptor daya 110VAC/220VAC ke 12VDC selain sakelar dan aktuator linier Anda.

Hubungkan daya negatif ke terminal ketiga sakelar rocker dan gunakan kabel kedua untuk menghubungkan terminal 3 dan 4. Daya positif dari sumber daya terhubung ke terminal 6 dari sakelar sementara kawat kedua menghubungkan terminal 6 ke terminal 1. Sambungkan Kabel dari terminal 2 dan 5 ke aktuator, yang sekarang seharusnya memberi Anda pengontrol yang berfungsi.

Ini adalah contoh sederhana namun umum untuk menghubungkan aktuator linier listrik yang memiliki kegunaan beragam. Jika Anda memerlukan bantuan untuk menghubungkan aktuator Anda ke sakelar rocker dan catu daya Anda, kami telah membuat a Generator Diagram Pengkabelan untukmu.

Memasang aktuator

Setelah Anda menghubungkan aktuator Anda ke perangkat atau pengontrol, Anda perlu memasangnya, siap digunakan. Ada dua metode untuk ini - pivoting ganda dan pemasangan stasioner, seperti yang disebutkan sebelumnya.

Pemasangan pivot ganda

Memperbaiki aktuator linier pada platform yang memungkinkannya untuk berputar melibatkan penggunaan pin pemasangan atau clevis yang dipasang pada setiap braket di setiap ujung aktuator. Pin silang meluncur melalui braket dan aktuator untuk menghubungkan keduanya, kami menyebutnya Kurung pemasangan. Aktuator linier dapat berputar di sekitar setiap pin, yang berarti aktuator dapat bergeser di samping objek yang bergerak, memungkinkan fungsi yang sedikit lebih dinamis. Aplikasi yang sangat umum dari metode pemasangan jenis ini terlihat di pintu yang memungkinkan mereka untuk berayun terbuka dan ditutup.

Pemasangan stasioner

Pemasangan stasioner melibatkan memperbaiki aktuator ke braket pemasangan poros dan memungkinkan aktuator untuk membuat gerakan dorongan atau menarik dari posisi yang ditetapkan. Beginilah tombol dipasang, misalnya.

Dalam kedua metode pemasangan, penting juga untuk memastikan peralatan pemasangan dapat menangani beban aktuator karena beban yang tidak semestinya dapat merusak aktuator atau menyebabkannya membelok ke luar.

Penting juga untuk mempertimbangkan lingkungan Anda mengoperasikan aktuator Anda dan kecenderungan debu atau air. Seperti perangkat mekanis apa pun, aktuator, pemasangan, dan komponen tambahan Anda memerlukan pemeliharaan. Jika Anda menjaga aktuator Anda dan meluangkan waktu untuk memahami kemampuan dan mekanisme, itu bisa melayani Anda untuk waktu yang lama.