Sinds de uitvinding van de elektromotor zijn ingenieurs op zoek naar manieren om hun werkingsprincipe te gebruiken om lineaire beweging te genereren in plaats van roterende beweging, zoals te zien in roterende actuators. In de afgelopen eeuw of zo hebben ze verschillende manieren bedacht om dit mogelijk te maken.
De meest voorkomende methode voor het creëren van lineaire beweging is het gebruik van jackscrews, die in wezen schroefdoorschalen die het chassis van een auto verhogen wanneer ze worden omgedraaid. Jackscrews bestaan in alles, van bootlieren en liften tot drukpersen en transportbanden.
Maar als je nog steeds in de war bent over wat lineaire actuatoren definieert, ben je niet alleen. Dat is waarom we dit verwarrende onderwerp aanpakken en het je voor eens en voor altijd uitleggen. We hebben een gids bedacht die u alle informatie op een eenvoudige, gemakkelijk te begrijpen manier geeft.
Wat is een lineaire actuator?
Lineaire actuatoren zijn eenvoudige elektromechanische apparaten die elektrische stroom in lineaire beweging veranderen in plaats van rotatie -actuatoren. Lineaire actuatoren zijn meestal compacter, nauwkeuriger en betrouwbaarder dan roterende actuators, waardoor ze de ideale oplossing zijn voor veel toepassingen met lineaire beweging.
Lineaire actuatoren hebben ook het duidelijke voordeel dat minder versnellingen of andere componenten nodig zijn om roterende beweging om te zetten in de gewenste hoeveelheid lineaire beweging. Sommige jackscrews hebben bijvoorbeeld verschillende versnellingen nodig om een centimeter lineaire beweging te genereren. Lineaire actuators Hoogstens slechts twee of drie componenten nodig.
Lineaire actuatoren kunnen een eenvoudige push omdraaien of in een boog trekken die zich zo ver uitstrekt als je arm toestaat. In feite maken de veelzijdigheid en eenvoud van lineaire actuatoren hen een favoriet bij professionals uit de industrie.
Hoe werken lineaire actuatoren?
Lineaire actuatoren zijn eenvoudige elektromechanische apparaten die afhankelijk zijn van een elektromotor en een schroefdraadstang. De schroefdraadstang maakt verbinding met het object dat in een lijn beweegt. Tegelijkertijd veroorzaakt de motor roterende beweging in de schroefdraadstang. Terwijl de staaf draait, beweegt deze langs een as. Simpel als dat!
Lineaire actuatoren bestaan uit twee primaire secties: een telescopisch gedeelte en een aandrijfsectie. Het telescopische gedeelte bestaat uit twee metalen staven ("actie" en "drag" genoemd) die langs elkaar schuiven wanneer ze door de motor erin worden verplaatst. Het aandrijfgedeelte bevat een motor en een bevestigde schroefdraadstang. De motor draait zich om en drijft de schroefdraadstang langs het telescopische gedeelte.
Terwijl de schroefdraadstang beweegt, veroorzaakt het de actuele beweging in de actie-/sleepbalken, waardoor ze langs een as worden verplaatst (vandaar "lineaire actuator"). Toch heeft de precisie van lineaire actuatoren betrekking op het Action/Drag Bar -ontwerp en hun ingebedde motoren, dus dit is waar het kiezen van de juiste actuator in het spel komt.
Wat zijn de soorten lineaire actuatoren?
Lineaire actuatoren bestaan als vier hoofdtypen, volgens de manier waarop ze worden aangedreven. De vier typen zijn elektromagnetisch, pneumatisch, hydraulisch en piëzo -elektrisch. Deze actuatoren kunnen actief of passief zijn, waarbij de eerste afhankelijk is van elektrische stroom en de laatste geen stroombron heeft.
In het begin denk je misschien dat het negatief is dat actuatoren niet meer gegeneraliseerd zijn in hun functie. Maar het feit dat er zoveel soorten zijn, zal u op de lange termijn alleen ten goede komen. Omdat verschillende industrieën verschillende problemen hebben ondervonden. Ze hebben hun eigen oplossingen bedacht met behulp van nieuwe soorten lineaire actuatoren om hun unieke uitdagingen beter aan te pakken.
Het resultaat is een heleboel verschillende soorten actuatoren die voldoen aan specifieke behoeften en problemen. Dit is op zichzelf een enorm voordeel, omdat het elk type lineaire actuator in staat stelt zijn eigen doel te dienen en het beter te doen. Hier is een uitsplitsing van hoe elk type actuator werkt en wat ze wilden bereiken.
Elektromagnetische actuators
Elektromagnetische actuatoren gebruiken een elektrische stroom voor hun werking. De principes achter elektromagnetische actuatoren zijn zoals die voor elektromagnetisme, aandrijfmotoren of solenoïden. De stroom drijft een draad die rond een ferromagnetisch materiaal is gewikkeld, zoals staal, dat wendt en duwt tegen de sleepstaven.
Wanneer een stroom gebeurt, genereert deze een magnetisch veld dat andere ferromagnetische materialen zoals ijzer aantrekt. Zodra de stroom stopt met stromen, wordt het magnetische veld zwakker en vliegt de ijzeren kern uit de cilinder. Met dit principe kunnen elektromagneten metalen objecten oppakken, dus de lineaire bewegingsveranderingen van elektromagnetische actuatoren door van richting te schakelen.
Om te werken, moet er een lentemechanisme zijn dat spanning op de draad houdt om de kern te "gooien" en terug te brengen naar zijn oorspronkelijke positie. Zoals u zich kunt voorstellen, is dit de veerkracht van lineaire actuatoren in het spel. Ze zijn veel duurzamer dan je zou denken.
Pneumatische actuators
Pneumatische actuatoren delen dezelfde functionaliteiten als pneumatische hulpmiddelen. Deze dienen dezelfde vorm en functies als verschillende soorten buizen, cilinders en kleppen. Pneumatische actuators Werk door gecomprimeerde lucht of vloeistoffen te gebruiken om dingen zoals zuigers aan te drijven. Wanneer lucht of vloeistof in de cilinder wordt geïntroduceerd, duwt deze op een zuiger waardoor deze zich verplaatst.
Het is belangrijk om te onthouden dat pneumatische actuatoren meestal eenvoudiger en compacter zijn dan hydraulische, waardoor ze een uitstekende optie zijn voor thuistoepassingen. Toch worden ze meestal beperkt door de meest uitgebreide druk of vloeistof van het gas om de zuiger aan te drijven. Ze hebben ook meer onderhoud en zorg nodig dan andere soorten lineaire actuatoren.
Om een pneumatische actuator te gebruiken, moet u gewoon door de werkcilinder lucht of vloeistofstroom starten. Vergeet niet dat lineaire actuatoren in de lucht bijna altijd worden gekoppeld aan een elektrische pomp om een luchttoevoer te bieden wanneer dat nodig is.
Hydraulische actuators
Hydraulische actuatoren zijn rammen die kunnen worden gebruikt voor taken zoals het tillen of verplaatsen van zware objecten. Ze bestaan uit een cilinder en zuiger ondergedompeld in olie, die weerstand biedt vanwege hun viscositeit.
Wanneer de stroom doorgaat, wordt warmte gegenereerd en vermindert de viscositeit van de omringende olie. De resulterende afname van de weerstand maakt het gemakkelijker om de zuiger tegen de weerstand van de olie te duwen.
Wanneer u een hydraulische lineaire actuator gebruikt, wordt een vloeistof (in het algemeen olie of water) in de cilinder gepompt, waardoor deze wordt uitgezet. Dit proces wordt bestuurd door een klep en zorgt ervoor dat een bevestigd object ten opzichte van de grond bewegen.
Piëzo -elektrische actuators
Piëzo -elektrische actuatoren werken op het principe van piëzo -elektriciteit, wat de elektrische lading is die zich ophoopt in bepaalde materialen wanneer ze onder mechanische stress of druk worden gezet. Als u bijvoorbeeld wat aluminiumfolie verkrampt, zal dit een elektrische lading genereren en u maakt een vonk als u deze aanraakt.
Het blijkt dat dit proces ook lineaire beweging kan produceren in plaats van elektrische ladingen. De manier waarop het werkt, is dat kristallen aan beide zijden van het materiaal zijn bevestigd en dat de spanning erover wordt toegepast. Een van de kristallen werkt als een elektrode en laat elektronen in één richting door het materiaal stromen. Het andere kristal laat hen daarentegen in de tegenovergestelde richting bewegen.
Piëzo -elektrische actuatoren worden meestal aangetroffen in toepassingen zoals stereolithografiemachines en printers, waar exacte positionering en precisie van het grootste belang zijn voor succes.
Waar worden lineaire actuatoren voor gebruikt?
Lineaire actuatoren worden veel gebruikt in verschillende toepassingen, maar ze hebben allemaal één ding gemeen. Het klinkt misschien vanzelfsprekend, maar ze kunnen een object lineair laten bewegen.
Dat lijkt misschien niet een groot probleem. Toch, wanneer u bedenkt hoeveel dingen lineaire beweging nodig hebben om effectief te zijn, is het logisch dat de behoefte aan dit soort apparaten overal zo veel voorkomt. U kunt voorbeelden van lineaire actuatoren overal in het dagelijks leven zien, van binnen in het huis tot 's werelds meest gigantische magazijnen en productiefaciliteiten.
Lineaire actuatoren thuis
Een typisch huishoudelijk gebruik voor lineaire actuatoren omvat garagedeuren, poorten en de gordijnen in uw woonkamer. De mechanismen zijn lichtgewicht en compact genoeg om handig in de huizen van niet-productiesector consumenten te passen. Lineaire actuatoren worden ook vaak aangetroffen in drive-thru-ramen en bij Bank Teller Windows.
De meeste mensen realiseren zich niet dat ze zijn opgenomen als onderdeel van alledaagse items zoals deuren, garagedeuren en ramen. Toch zijn deze apparaten gebruikelijk in wat u zou kunnen beschouwen als high-end bouwmaterialen vanwege hun veelzijdigheid.
Ze dienen hetzelfde doel aan het einde van de dag, alleen op verschillende schaalvoordelen. Hier is wat meer details over hoe deze lineaire actuatoren rond uw huis werken.
Garagedeuren en ijzeren poorten
Lineaire actuatoren zijn een klein maar essentieel element in de grote, kolossale machines die garagedeuren openen en sluiten. Lineaire actuatoren worden gebruikt om een grote, zware deuropener heen en weer te duwen om de garagedeur te openen.
Stel dat u uw garagedeur handmatig hebt geopend en naar alle onderdelen naar binnen heeft gekeken. In dat geval heeft u mogelijk de elektromotor met een ketting zien verbonden met een poeliesysteem dat de deur opent.
TV -mounts en stands
Tv -houding en stands zijn waarschijnlijk niet het eerste dat in me opkomt als je denkt aan lineaire actuatoren, maar ze doen essentiële werk. Deze zijn gewend Pas uw televisiehoek aan met minimale inspanning. Ze worden meestal gebruikt in hotels om het voor huishouden gemakkelijker te maken om de kanalen van hoteltelevisies schoon te maken en te veranderen. Toch vind je ze ook in sommige huishoudelijke mounts.
Auto -onderdelen
Een ander voorbeeld hiervan is in uw auto. Auto's gebruiken lineaire actuatoren als onderdeel van hun remsysteem. Het rempedaal van de bestuurder is verbonden met een duwstang die naar de hoofdcilinder loopt. Dit is waar hydraulische vloeistof tegen zuigers in de cilinder duwt, waardoor schoenen op elk wiel uitzetten.
Lineaire actuatoren in de industrie
Lineaire actuatoren worden geleverd met veel toepassingen in industriële omgevingen in fabrieken. Bij de productie fungeren lineaire actuatoren bijvoorbeeld als drukkamers. Deze genereren vervolgens hogedrukwaterstralen om materialen te snijden, te vormen of boormaterialen zoals steen, aluminium, staal en beton.
Maar ze worden over het algemeen gebruikt voor tillen en transport. In een magazijn worden ze gebruikt om zware objecten zoals pallets of containers van de ene plaats naar de andere te tillen. Ze kunnen ook worden gevonden in andere instellingen van het type distributie. In deze instellingen heffen, lager en duwen ze groot door de plant of van het ene dok naar het andere.
Lineaire actuatoren zijn ook te vinden in de toepassing van assemblagelijnen, waar ze de taak hebben om afzonderlijke stukken van de assemblagelijn langs de cyclus te verplaatsen. Hieronder staan enkele meer specifieke use cases van lineaire actuatoren uit de assemblagelijn.
Transportsystemen
Transportsystemen gebruiken lineaire actuatoren om materialen te transporteren. Er zijn verschillende transportsystemen die verschillende functies uitvoeren. Een riemtransporteur gebruikt een reeks katrollen of rollen om items horizontaal te verplaatsen. De elektromotor voedt het rollerapparaat, dat langs de baan beweegt om items te leveren.
Bandmachines
Bandmachines Gebruik lineaire actuatoren om items samen te bundelen via strapping tape. Deze machine bestaat uit klemmen, een aandrijfkop en een eindeffector die de uiteindelijke verbinding maakt. De eindeffector maakt het ook mogelijk om de uiteinden van de streeptape aan de bijbehorende zijde te bevestigen.
Kies en plaats robots
Deze robots zijn ontworpen om objecten van een plank op te pakken en in een andere container te plaatsen. Dit is een belangrijke taak die mensen helpt met hun dagelijkse banen. Er zijn twee soorten robots die in deze toepassing worden gebruikt. Het eerste type is ontworpen om rigide objecten zoals vakken te verwerken. Het tweede type (micromanipulators) daarentegen zorgt voor delicate items zoals sandwiches of hamburgers.
Lineaire actuatoren die worden gebruikt voor automatisering
Een van de grootste crossover -industrieën voor lineaire actuatoren is automatisering, industrieel of voor technische en wetenschappelijke doeleinden. Robotachtige armen hebben bijvoorbeeld vaak een lineaire actuator nodig voor precieze bewegingen van de arm. In dit geval worden de apparaten gebruikt om de objecten op een gecontroleerde manier op te tillen en te verlagen.
Het belangrijkste verschil is dat lineaire actuatoren grote hoeveelheden slijtage moeten weerstaan van dagelijks gebruik in de automatiseringswereld. Een gemotoriseerde lineaire actuator moet steeds opnieuw kunnen werken zonder te breken. Deze apparaten moeten vaak ook zware objecten optillen, die meer dan 1.000 pond kunnen wegen!
Omdat deze machines vaak betrokken zijn bij het productieproces en specialistisch onderzoek, is het van vitaal belang dat ze niet botsen met andere stukjes van de machines of met mensen die in de buurt zijn. Dat is wat deze techniek zo geschikt maakt, omdat het de vereiste exacte bewegingen kan bieden.
Geautomatiseerde geleide voertuigen (AGV) s
AGV's zijn essentieel voor het magazijnsysteem omdat ze helpen om grotere pakketten rond de faciliteit te verplaatsen. Een AGV is een klein voertuig dat wordt gebruikt in omgevingen waar de werknemers dingen van de ene plaats naar de andere moeten krijgen. Zoals u zich kunt voorstellen, zijn deze voertuigen van vitaal belang in industriële omgevingen waar de werknemers zware ladingen over lange afstanden moeten vervoeren.
De AGV beweegt langs een spoor dat bestaat uit transportbanden en gebruikte sensoren om te bepalen of de route precies is of dat er een obstakel vooraan is, zoals een vorkheftruck. Het maakt gebruik van stop-and-go-technologie en wordt voornamelijk gebruikt voor het leveren van items. Toch kan het ook worden gebruikt om grote bakken uit het magazijn te karnen als dat nodig is.
Wanneer AGV's worden beheerd door een operator, worden ze vaak 'ritten en schijven' genoemd. Wanneer ze volledig geautomatiseerd zijn, worden ze een "bewegende loopbrug" of "robottransporteur" genoemd. Het grote verschil is dat zodra het zijn bestemming in de bewegende loopbrug heeft bereikt, het de locatie moet kunnen detecteren en zich ervan moeten stoppen weg te glijden.
Lineaire positioneringstabel
Lineaire tafelsystemen gebruiken lineaire actuatoren om de positie van een tabel te regelen die wordt ondersteund door wielen of rollen. De lineaire actuator zal de kracht leveren die nodig is voor top-down positionering (d.w.z. het object naar het startpunt verplaatsen). Deze systemen zijn beschikbaar in configuraties van 2-as en 3-assige configuraties.
Systemen met 2-axis zullen de tabel op een heen en weer verplaatsen, terwijl systemen van 3-as de tabel omhoog en naar beneden en links en rechts kunnen verplaatsen.
Een van de belangrijkste toepassingen van deze tabellen is voor het opzetten van items op een substraat, waarbij de lineaire actuator moet worden opgetild bij het intrekken en verlagen van het opslaan. Het moet ook de nodige intrekkracht leveren om het object op zijn plaats te houden, daarom is het essentieel om de juiste lineaire actuator te kiezen.
Gebruikers kunnen ook bepalen hoe een lineaire positioneringstabel beweegt door te regelen hoeveel kracht ze toepassen met een bedieningspaneel of computer. Door kleine aanpassingen aan te brengen, kunnen gebruikers ervoor zorgen dat hun objecten zich in de exacte positie bevinden die ze willen dat ze zijn zonder tijd te verspillen.
Drukmachines en CNC -machines
Lineaire actuatoren worden veelvuldig gebruikt in drukmachines waar ze meestal servo's worden genoemd. Ze worden gebruikt voor de geautomatiseerde taken van de drukmachine, waaronder bewegende riemen, het optillen van printkoppen, en De rijtuig verplaatsen op een CNC -machine.
CNC -machines gebruiken lineaire actuatoren om het bit te positioneren waar het moet zijn voor het frezen of snijden. Deze moeten onder exacte hoeken worden ingesteld. Anders kunnen ze schade aan andere delen van de machine veroorzaken. In feite gebruiken veel printers verschillende servo's om meer ingewikkelde bewegingen voor afdrukdoeleinden te bereiken.
De lineaire actuatoren worden ook gebruikt om de afdrukkop ten opzichte van het bewegende bed te verplaatsen tijdens het afdrukproces. En hoewel dit misschien een eenvoudige taak lijkt, is het eigenlijk niet, omdat veel factoren moeten worden overwogen.
Hoe snel u vooruitgaat of intrekt, hangt af van hoe snel u wilt dat het afdrukt en hoeveel gewicht op het bed zit. U moet ook rekening houden met de snelheid waarmee andere delen van de montage bewegen.
Wanneer u geen hydraulische lineaire actuator gebruikt
Stel dat u merkt dat u op zoek bent naar een manier om een zwaar object of iets van matige grootte te verplaatsen. Toch wilt u de versnellings- en vertragingseffecten niet. In dat geval is een lineaire actuator waarschijnlijk niet de ideale oplossing. Dit komt omdat lineaire actuatoren meestal afhankelijk zijn van hydraulische druk en alleen kracht op een object kunnen uitoefenen als er voldoende tijd is om druk te genereren.
Hobbyisten hebben ook deze beperkingen gezien. Hobbygebruikers van robotica vinden ze te traag om de belangrijkste motoren van de benen of armen van een robot aan te pakken. In plaats daarvan zijn ze het meest geschikt als kleinere actuatoren die gewrichten regelen of andere taken uitvoeren waarbij snelheid niet zo kritisch is. De hobbyist gebruikt vaak een servomotor in combinatie met de lineaire actuator om van richting en/of snelheid te veranderen.
Lineaire bediening is dus uitstekend voor precieze, gecontroleerde bewegingen waar extreme precisie en consistentie noodzakelijk zijn. Maar het is niet ideaal voor snelle veranderingen in richting of zware tillentoepassingen. Dit nadeel is iets dat alle lineaire actuatoren gemeen hebben, en u moet deze overwegen bij het evalueren ervan.
Lineaire actuatoren zijn overal
Het gebruik voor lineaire actuatoren is bijna eindeloos. Ze komen overal voor, van de productielijnen van verzend- en productiecentra tot de auto's die we in ons dagelijks leven rijden.
Waar u ook kijkt, u zult merken dat er een vorm van de lineaire actuator is in gebruik. Deze machines zijn het kloppende hart van talloze machinekleedstukken waarop we allemaal vertrouwen om elke dag dingen voor elkaar te krijgen.
De beste manier waarop u een lineaire actuator kunt gebruiken, is om deze te matchen met uw applicatie. Houd rekening met welke taken het zal moeten doen en wat voor soort kracht erop uitgeeft. Dit zal u helpen het hefgewicht uit te werken, hoe snel het moet om te bewegen, en of het sterk genoeg is voor uw behoeften.
Als u aan een product werkt waarvan u weet dat het een actuator nodig heeft, of u nu weet welk type of niet, contact opnemen Vandaag voor een citaat en laten we eens kijken hoe we uw project naar nieuwe hoogten kunnen tillen!
