Actuators - What is an Actuator?

De basisprincipes van lineaire actuatoren

Een actuator is een mechanisme dat energie omzet in beweging, waardoor mechanische kracht ontstaat om beweging te stimuleren. Het werkt door input -energie te nemen en te vertalen in lineaire of roterende beweging, waardoor het een belangrijk onderdeel in machines is.

Actuatoren zijn een fundamenteel onderdeel van ons leven en zijn een veelgebruikt apparaat dat zijn weg baant naar elk facet van uw bestaan ​​en het belang ervan in de moderne wereld kan niet worden onderschat. Actuatoren zijn zelfs de sleutel om bijna elke machine te laten bewegen zodra een elektrische energiebron is verstrekt.

Laten we leren over de belangrijkste soorten actuatoren en hun verschillende toepassingen in verschillende industrieën en begrijpen hoe actuatoren werken, hoe u zich met hen verbindt en dingen verplaatst.

Wat is een actuator

Een actuator is het deel van elke machine waarmee hij beweging kan creëren. Net zoals de spieren in het menselijk lichaam benen, armen, vingers en andere delen kunnen bewegen, is de actuator de component die beweging mogelijk maakt in mechanisch apparaat.

Het doet dit door inkomende energie en signalen om te zetten in een mechanische kracht. Deze inkomende kracht kan elektrisch, pneumatisch (lucht) of hydraulisch (water) zijn, terwijl de uitgaande beweging roterend of lineair kan zijn.

Lineaire actuatoren zijn aanwezig in alles om ons heen, van de toegangscontrolesystemen op onze deuren tot de robots die het zware werk doen in het lokale magazijn. Zelfs onze mobiele telefoons hebben actuatoren om trillingen te creëren wanneer ze stil zijn ingeschakeld.

Verschillende soorten actuatoren

Elektrische actuators zijn motor aangedreven en hebben de neiging om andere circuitfuncties te activeren. Ze worden aangedreven met behulp van een elektrische stroom en meestal gebruikt in besturingssystemen. Dit soort lineaire actuatoren hebben tal van voordelen: ze zijn eenvoudig te bouwen of toe te passen, dragen minimaal geluid en zijn kosten en energiezuinig. Hun nadelen zijn dat ze lage snelheid zijn en ongepast zijn voor zware belastingen.

Hydraulische actuators, aan de andere kant, kan een last van meer dan 10 kilonewtons aan. Een typische hydraulische actuator is een zuigerachtige actuator bestaande uit een cilinder, zuiger en lente. Het vereist ook een hydraulische toevoer en retourlijn en stengel. Ze kunnen sollicitaties met hoge kracht verwerken en hoeven zich niet in de buurt van hun pompen en motoren te bevinden, terwijl ze hetzelfde vermogen behouden. Ze hebben echter nadelen, omdat ze vloeistof kunnen lekken, wat hen efficiëntie kan kosten en mogelijke schade kan veroorzaken. Ze hebben ook verschillende nevenonderdelen nodig, zoals afgifte, slangen, tanks en regulatoren.

Pneumatische actuators Zit ergens tussen elektriciteit en hydraulisch in termen van capaciteiten en kan kleine tot grote belastingen aan. Pneumatische actuatoren gebruiken perslucht of gas om een ​​zuiger langs een holle cilinder te verplaatsen en druk te bouwen om de belasting te verplaatsen. Pneumatische actuatoren worden over het algemeen geprezen om de snelle beweging die ze creëren, maar net als hydraulische actuatoren vereisen ze complementaire onderdelen zoals kleppen, buizen en een compressor.

Een actuator kiezen

Het selecteren van de juiste lineaire actuator vereist een gedetailleerde overweging, omdat er geen one-size-fits-all-model is en het type actuator-lineaire pneumatische, elektrische rotatie, roterende pneumatische, enz.-hangt af van de industrie en de toepassing.

Binnen een actuator: belangrijke componenten uitgelegd

Een actuator zet energie om in beweging en controleert die beweging effectief. Hoewel verschillende factoren de prestaties van de actuator beïnvloeden, zijn verschillende belangrijke componenten consistent bij verschillende soorten actuatoren.

Belangrijke componenten:

• Stroombron: De energiebron die de lineaire actuator aandrijft, kan elektrisch, pneumatisch (lucht), hydraulisch (water) of andere typen zijn. Elke bron biedt unieke voordelen, afhankelijk van de toepassing, en de keuze van de energiebron heeft aanzienlijk invloed op het ontwerp en de functionaliteit van de actuator.
• Power Converter: Deze component draagt ​​energie over van de stroombron naar de actuator en past de energie aan om uit te lijnen met de vereiste uitvoerparameters. Een hydraulische proportionele klep reguleert bijvoorbeeld de waterstroom om de consistentie tussen input en de gewenste bewegingsuitgang te garanderen, terwijl elektrische omvormers directe stroom (DC) converteren naar wisselstroom (AC) voor elektrische actuatoren.
• Actuator: Het fysieke mechanische apparaat dat de energieconversie uitvoert. Het ontwerp varieert op basis van het type en de functie van de actuator. Een deurklinkactuator kan bijvoorbeeld een plastic doos met plunjers zijn, terwijl een hydraulische actuator bestaat uit metalen zuigers. De effectiviteit ervan ligt in hoe goed het energie verandert in mechanische beweging die is afgestemd op specifieke behoeften.
• Mechanische belasting: De fysieke stress of tegengestelde kracht die op het actuatorsysteem werkt. Deze belasting vereist dat de actuator meer kracht produceert om deze te overwinnen. Een dagelijkse analogie is een auto die bergop rijden, waarbij de helling werkt als een belasting die de motor moet tegengaan om de snelheid te behouden.
• Controleur: Het apparaat dat de actuator activeert en zijn output regelt, inclusief richting, kracht en levensduur. Het voorkomt dat het systeem autonoom werkt en stelt de operator in staat limieten in te stellen aan beide uiteinden van het conversieproces. Controllers kunnen elektrisch, elektronisch of mechanisch zijn en kunnen verschillende vormen aannemen, zoals knoppen, hendels, schakelaars of wijzerplaten.

Hoofdtypen van actuatoren

Actuatortypen variëren afhankelijk van de energiebron, het vereiste type en snelheid van bewegingen en de functie ervan. Actuatortypen evolueren en ontwikkelen zich, maar het is nuttig om de basisprincipes rond enkele veel voorkomende actuatoren te begrijpen.

Elektrische lineaire actuator

Elektrische lineaire actuatoren gebruiken elektrische energie om beweging in een rechte lijn te produceren met behulp van een zuiger die naar achteren en naar voren beweegt, geactiveerd door elektrische signalen. Ze produceren trekken, duwen, uitwerpen of tillende bewegingen. Hun motoren produceren een snelle rotatiebeweging met een versnellingsbak die snelheid of impact vermindert.

Elektrische roteeractuator

Elektrische roterende actuators Gebruik elektrische energie om rotatiebewegingen te produceren, hetzij voor continue beweging of naar een vaste hoek. Ze omvatten de combinatie van een elektromotor, meertraps versnellingsbak en limietschakelaar. Het creëert rotatie en koppel wanneer de stroom een ​​magnetisch veld binnenkomt en van de geproduceerde kracht.

Hydraulische lineaire actuator

Hydraulische lineaire actuatoren gebruiken waterdruk of andere vloeistof onder druk om rechte bewegingen te genereren. Ze kunnen koppel sterk genoeg produceren om externe objecten te verplaatsen, vandaar hun industriële toepassingen. Hydraulische actuatoren bestaan ​​uit zuigers die in één richting bewegen en een veer die de omgekeerde beweging produceert. Er zijn ook dubbelwerkende hydraulische actuatoren waarin druk aan beide uiteinden komt om de zuiger heen en weer te verplaatsen voor meer uniforme beweging.

Pneumatische lineaire actuator

Pneumatische lineaire actuatoren gebruiken perslucht om beweging te creëren door zuigers heen en weer te bewegen of door een rijtuig door een oprit of buis te duwen en te trekken. Springs worden gebruikt om de zuiger terug te brengen. Als alternatief wordt vloeistof soms aan de andere kant gebruikt om het terug te duwen. Pneumatische lineaire actuatoren kunnen hoge snelheid en koppel produceren voor korte afstanden en zijn bestand tegen tegengestelde druk zoals wind of explosies.

Het bepalen van de beste actuator voor uw behoeften

Er zijn veel soorten actuatoren die op verschillende gebieden worden gebruikt, maar niet alle zullen geschikt zijn voor uw specifieke doeleinden. Hier is een gestroomlijnde gids om u te helpen de juiste te kiezen.

Belangrijkste overwegingen:

• Bewegingstype: Actuatoren bieden lineaire of roterende beweging. Bepaal of u precieze lineaire beweging of meer dynamische, continue roterende beweging nodig hebt. Overweeg bovendien hoe ver de beweging moet reizen - korte, scherpe acties of langere beroertes.
• Energie -invoer: Elektrische actuatoren worden vaak gebruikt en veelzijdig, maar zijn misschien niet altijd praktisch. In gevallen waarin hoge spanning ongewenst is, kunnen hydraulische of pneumatische actuatoren betrouwbare prestaties bieden zonder de noodzaak van elektrische ingang.
• Precisiebehoeften: Sommige taken vereisen een hoge precisie, vooral voor delicate of ingewikkeld werk zoals plukken en hanteren. Voor zware taken kan precisie minder kritisch zijn. Inzicht in hoeveel nauwkeurigheid u nodig hebt, zal u helpen uw actuatoropties te beperken.
• Force -vereisten: De laadcapaciteit van de actuator is afhankelijk van het gewicht en de grootte van het object dat het moet verplaatsen. Zorg ervoor dat u er een kiest die voldoende kracht biedt voor uw toepassing.
• Lengte en snelheid van een slag: Bepaal hoe ver de actuator het object (slaglengte) moet verplaatsen en met welke snelheid. Houd er rekening mee dat actuatoren die een hogere kracht leveren, langzamer kunnen bewegen. Snelheid wordt meestal gemeten op afstand per seconde.
• Omgeving: Actuatoren die in industriële of robuuste omgevingen worden gebruikt, moeten worden beoordeeld voor bescherming, terwijl die die binnenshuis in laboratoria of workshops worden gebruikt, minder bescherming vereisen.
• Montageopties: Actuatoren kunnen op verschillende manieren worden gemonteerd, afhankelijk van uw behoeften. Een dual-pivot-systeem maakt het bijvoorbeeld mogelijk om te draaien, terwijl een stationair systeem de actuator op zijn plaats houdt.

Met deze overwegingen kunt u uw opties beperken.

Actuatorprestaties beoordelen

Nadat u een actuator hebt geselecteerd, is het cruciaal om de prestaties ervan te evalueren met behulp van een paar belangrijke statistieken:

• Koppel en kracht: Koppel verwijst naar de draaiende kracht die een lineaire actuator kan produceren, belangrijk in roterende actuatoren. Zowel statische als dynamische belastingen moeten worden overwogen - de capaciteit van de statische belastingen wanneer de actuator in rust is, terwijl de capaciteit van dynamische belasting meet tijdens beweging.
• Laadvrije snelheid: Snelheid is belangrijk, vooral wanneer een actuator niet wordt belast. Vergelijk deze "gelost" snelheid om ervoor te zorgen dat deze aan uw prestatievereisten voldoet.
• Duurzaamheid: De duurzaamheid van de lineaire actuator is afhankelijk van type en ontwerp. Hydraulische actuatoren zijn meestal duurzamer voor zware toepassingen. Een goede actuator zou robuuste componenten moeten hebben die slijtage na verloop van tijd weerstaan.
• Energie -efficiëntie: Efficiënte actuatoren gebruiken minder energie om hun taken uit te voeren, wat belangrijk is voor duurzaamheid en kostenbeheer. Kies voor ontwerpen die het energieverbruik minimaliseren met behoud van de prestaties.

Een actuator aansluiten

De soorten actuatoren en de functies waar ze mee verband houden, zijn breed. Hieruit volgt dat er onwaarschijnlijk een blauwdruk of universele handleiding is als het gaat om het verbinden van actuatoren.

Een gemeenschappelijke actuator, echter Elektrische lineaire actuators, zijn relatief eenvoudig te verbinden en kan nuttig zijn in gevarieerde huishoudelijke functies. Hier is een overzicht van het verbinden van One op een apparaat of een besturingsmechanisme zoals een rocker -schakelaar.

Verbinding maken met een apparaat

Sommige elektrische lineaire actuatoren hebben vier pennen die gemakkelijk kunnen worden aangesloten op uw apparaat. In dit geval is het proces net zo eenvoudig als het aansluiten van de lineaire actuator en weglopen.

Als uw actuator niet wordt geleverd met de vier pins inbegrepen, kunt u een vier-pins connector kopen, beschikbaar in lengtes van zes voet en twee voet.

Sluit de connector aan op de actuator door de draden te vinden, die hopelijk worden blootgesteld. U moet de draden naar de connector draaien voordat u deze aansluit. Gebruik elektrische tape om eventuele blootgestelde draden te bedekken. Als u de draden niet kunt vinden of er is niet genoeg, kunt u het rubber afsnijden om beter te geven om verbinding te maken met de connector.

De actuatoren kunnen verschillende gekleurde draden hebben voor de connector. Als de actuator rode en zwarte draden heeft en de connector bijvoorbeeld bruin en blauw heeft, sluit je rood aan op bruin en zwart op blauw. Als het een roodblauwe combinatie heeft, verbind dan rood met bruin en blauw op blauw. Als de actuatordraden rood en geel zijn, sluit u rood aan op bruine draad en geel op blauw.

Verbinding maken met een rocker -schakelaar

Rocker-switches zijn de eenvoudigste manier om een ​​lineaire elektrische actuator te regelen, hetzij via een tijdelijke rockerschakelaar-die die bewegen wanneer de knop wordt ingedrukt-of een niet-momentaire schakelaar, die kan worden geschakeld tussen een "verlengde" beweging, "intrek" -beweging , of "uit."

Om een ​​rocker -schakelaar aan te sluiten, hebt u een 12VDC -batterij of een 110VAC/220VAC naar 12VDC -stroomadapter nodig naast uw schakelaar en lineaire actuator.

Sluit het negatieve vermogen aan op de derde terminal van de rocker -schakelaar en gebruik de tweede draad om terminals 3 en 4 aan te sluiten. Het positieve vermogen van de voedingsbron verbindt met terminal 6 van de schakelaar, terwijl de tweede draad aansluiting 6 met terminal 1 verbindt. De draden van terminals 2 en 5 tot de actuator, die u nu een werkcontroller zouden moeten geven.

Dit is een eenvoudig, maar toch gemeenschappelijk voorbeeld van het aansluiten van een elektrische lineaire actuator die divers gebruik heeft. Als u hulp nodig hebt bij het verbinden van uw actuator met uw rocker -schakelaar en voeding, hebben we een Graderdiagramgenerator voor jou.

Een actuator monteren

Nadat u uw actuator aansluit op het apparaat of de controller, moet u deze monteren, klaar voor gebruik. Er zijn twee methoden hiervoor - dubbele draaipunten en stationaire montage, zoals eerder vermeld.

Dubbele pivot montage

Het repareren van een lineaire actuator op een platform waarmee het kan draaien, omvat het gebruik van een montagepin of glegis die aan elke beugel aan elk uiteinde van de actuator wordt bevestigd. Een kruispen glijdt door de beugel en actuator om de twee te verbinden, we noemen deze montagebeugels. De lineaire actuator kan rond elke pin draaien, wat betekent dat de actuator kan verschuiven naast het object dat hij beweegt, waardoor een beetje meer dynamische functie mogelijk is. Een veel voorkomende toepassing van dit type montagemethode is te zien op deuren waardoor ze open en gesloten kunnen slingeren.

Stationaire montage

Stationaire montage omvat het repareren van de actuator op een asbevestigingsbeugel en kan de actuator push- of trekbewegingen maken vanuit een ingestelde positie. Dit is bijvoorbeeld hoe een knop is gemonteerd.

In beide bevestigingsmethoden is het ook belangrijk om ervoor te zorgen dat het bevestigingsapparaat de belasting van de actuator aankan, omdat onnodige belasting de actuator kan beschadigen of ervoor kan zorgen dat deze off-kilter veert.

Het is ook belangrijk om rekening te houden met het milieu dat u uw actuator exploiteert en elke neiging tot stof of water. Zoals elk mechanisch apparaat, vereisen uw actuator, mount en aanvullende componenten onderhoud. Als u voor uw actuator zorgt en de tijd neemt om de mogelijkheden en mechanismen ervan te begrijpen, kan dit u lang van dienst zijn.