Actuators - What is an Actuator?

Doğrusal aktüatörlerin temelleri

Aktüatör, enerjiyi harekete geçirmek için mekanik güç yaratan harekete dönüşen bir mekanizmadır. Giriş enerjisi alarak ve onu doğrusal veya döner harekete çevirerek çalışır, bu da onu makinede önemli bir bileşen haline getirir.

Aktüatörler hayatımızın temel bir parçasıdır ve varlığınızın her yönüne ve modern dünyadaki önemine giren yaygın olarak kullanılan bir cihazdır. Aslında, aktüatörler, bir elektrik enerjisi kaynağı sağlandıktan sonra hemen hemen her makinenin hareket etmesini sağlamak için anahtardır.

Ana aktüatör türleri ve endüstriler arasındaki çeşitli uygulamaları hakkında bilgi edinebilir ve aktüatörlerin nasıl işlediğini, onlara nasıl bağlandığınızı ve bir şeyleri nasıl hareket ettirdiğinizi anlayalım.

Aktüatör nedir

Bir aktüatör, herhangi bir makinenin hareket yaratmasını sağlayan bir parçasıdır. Tıpkı insan vücudundaki kasların bacaklara, kollara, parmakların ve diğer parçaların hareket etmesine izin verdiği gibi, aktüatör, mekanik cihazda hareketi sağlayan bileşendir.

Bunu gelen enerji ve sinyalleri mekanik bir kuvvete dönüştürerek yapar. Bu gelen kuvvet elektrik, pnömatik (hava) veya hidrolik (su) olabilirken, giden hareket döner veya doğrusal olabilir.

Çevremizdeki her şeyde, kapılarımızdaki erişim kontrol sistemlerinden yerel depoda ağır kaldırma yapan robotlara kadar doğrusal aktüatörler mevcuttur. Cep telefonlarımız bile sessizce açıldıklarında titreşimler oluşturmak için aktüatörlere sahiptir.

Farklı aktüatör türleri

Elektrikli aktüatörler motor güdümlüdür ve diğer devre işlevlerini tetikleme eğilimindedir. Bir elektrik akımı kullanılarak güçlendirilir ve tipik olarak kontrol sistemlerinde kullanılırlar. Bu tür doğrusal aktüatörler sayısız fayda sağlar: inşa etmek veya uygulamak kolaydır, minimum gürültü taşır ve maliyet ve enerji tasarrufludur. Dezavantajları, ağır yükler için düşük hız ve uygunsuz olmalarıdır.

Hidrolik aktüatörlerÖte yandan, 10 kilondan fazla bir yüke başlayabilir. Tipik bir hidrolik aktüatör, bir silindir, piston ve yaydan oluşan piston benzeri bir aktüatördür. Ayrıca bir hidrolik besleme ve dönüş hattı ve kök gerektirir. Yüksek kuvvetli uygulamaları işleyebilirler ve aynı gücü korurken pompalarının ve motorlarının yakınında bulunmaları gerekmez. Bununla birlikte, dezavantajları vardır, çünkü verimliliğe mal olabilir ve potansiyel hasara neden olabilir. Ayrıca salım vanaları, hortumlar, tanklar ve düzenleyiciler gibi çeşitli yardımcı parçalara ihtiyaç duyarlar.

Pnömatik aktüatörler Kapasite açısından elektrik ve hidrolik arasında bir yere oturun ve küçük ila büyük yükleri idare edebilir. Pnömatik aktüatörler, bir pistonu içi boş bir silindir boyunca hareket ettirmek ve yükü hareket ettirmek için basınç oluşturmak için basınçlı hava veya gaz kullanır. Pnömatik aktüatörler genellikle yarattıkları hızlı hareket için övülür, ancak hidrolik aktüatörler gibi vanalar, tüpler ve bir kompresör gibi tamamlayıcı parçalar gerektirirler.

Bir aktüatör seçmek

Doğru doğrusal aktüatörün seçilmesi, tek bedene uyan bir model olmadığından ve aktüatör türü-doğrusal pnömatik, elektrikli döner, döner pnömatik, vb.

Bir Aktüatörün İçinde: Anahtar Bileşenler Açıklandı

Bir aktüatör enerjiyi harekete geçirir ve bu hareketi etkili bir şekilde kontrol eder. Çeşitli faktörler aktüatör performansını etkilerken, birkaç temel bileşen farklı aktüatör türleri arasında tutarlıdır.

Anahtar Bileşenler:

• Güç kaynağı: Doğrusal aktüatöre güç veren enerji kaynağı elektrik, pnömatik (hava), hidrolik (su) veya diğer tipler olabilir. Her kaynak uygulamaya bağlı olarak benzersiz avantajlar sunar ve güç kaynağı seçimi aktüatörün tasarımını ve işlevselliğini önemli ölçüde etkiler.
• Güç Dönüştürücü: Bu bileşen, enerjiyi güç kaynağından aktüatöre aktararak enerjiyi gerekli çıkış parametrelerine hizalayacak şekilde ayarlar. Örneğin, hidrolik orantılı bir valf, girdi ve istenen hareket çıkışı arasındaki tutarlılığı sağlamak için su akışını düzenlerken, elektriksel invertörler doğrudan akımı (DC) elektrik aktivatörleri için alternatif akıma (AC) dönüştürür.
• Aktüatör: Enerji dönüşümünü gerçekleştiren fiziksel mekanik cihaz. Tasarım, aktüatörün türüne ve işlevine göre değişir. Örneğin, bir kapı kolu aktüatörü plazçılar ile plastik bir kutu olabilirken, hidrolik aktüatör metal pistonlardan oluşur. Etkinliği, enerjiyi belirli ihtiyaçlara göre uyarlanmış mekanik harekete ne kadar iyi dönüştürdüğü konusunda yatmaktadır.
• Mekanik Yük: Aktüatör sistemine etki eden fiziksel stres veya karşıt kuvvet. Bu yük, aktüatörün üstesinden gelmek için daha fazla güç üretmesini gerektirir. Günlük bir benzetme, yokuş yukarı doğru yönlendiren bir otomobildir, burada eğim, motorun hızı korumak için karşı koyması gereken bir yük görevi görür.
• Denetleyici: Aktüatörü etkinleştiren ve yön, kuvvet ve uzun ömür dahil çıktısını yöneten cihaz. Sistemin özerk çalışmasını önler ve operatörün dönüşüm işleminin her iki ucunda da sınırlar belirlemesine izin verir. Kontrolörler elektrik, elektronik veya mekanik olabilir ve düğmeler, kollar, anahtarlar veya kadranlar gibi çeşitli formlar alabilir.

Ana aktüatör türleri

Aktüatör türleri enerji kaynağına, gerekli hareket türüne ve hızına ve işlevine göre değişir. Aktüatör türleri gelişir ve gelişir, ancak bazı yaygın aktüatörlerin kullanımda olan temel bilgilerini anlamak yararlıdır.

Elektrikli doğrusal aktüatör

Elektrikli doğrusal aktüatörler, elektrik sinyalleri tarafından tetiklenen ileri ve ileri doğru hareket eden bir piston kullanarak düz bir çizgide hareket üretmek için elektrik enerjisi kullanırlar. Çekme, itme, fırlatma veya kaldırma hareketleri üretirler. Motorları, hızı veya darbeyi azaltan bir şanzıman ile yüksek hızlı dönme hareketi üretir.

Elektrikli döner aktüatör

Elektrikli döner aktüatörler Sürekli hareket için veya sabit bir açıya doğru dönme hareketi üretmek için elektrik enerjisini kullanın. Bir elektrik motoru, çok aşamalı şanzıman ve sınır anahtarı kombinasyonunu içerirler. Akım manyetik bir alana ve üretilen kuvvetten girdiğinde rotasyon ve tork oluşturur.

Hidrolik doğrusal aktüatör

Hidrolik doğrusal aktüatörler, düz hareketler üretmek için su basıncı veya diğer basınçlı sıvı kullanır. Dış nesneleri hareket ettirecek kadar güçlü tork üretebilirler, dolayısıyla endüstriyel uygulamaları. Hidrolik aktüatörler, bir yönde hareket eden pistonlardan ve ters hareketi üreten bir yaydan oluşur. Ayrıca, pistonu daha düzgün hareket için ileri geri hareket ettirmek için her iki uçta da basınçların geldiği çift etkili hidrolik aktüatörler de vardır.

Pnömatik doğrusal aktüatör

Pnömatik doğrusal aktüatörler, pistonları ileri geri hareket ettirerek veya bir araba yolundan veya tüpten bir taşıyıcıyı iterek ve çekerek hareket oluşturmak için basınçlı hava kullanır. Yaylar pistonu geri getirmek için kullanılır. Alternatif olarak, sıvı bazen karşı uçta geri itmek için kullanılır. Pnömatik doğrusal aktüatörler, kısa mesafeler için yüksek hız ve tork üretebilir ve rüzgar veya patlamalar gibi karşıt baskıya karşı dirençlidir.

İhtiyaçlarınız için en iyi aktüatörün belirlenmesi

Farklı alanlarda kullanılan birçok aktüatör türü vardır, ancak hepsi belirli amaçlarınız için uygun olmayacaktır. İşte doğru olanı seçmenize yardımcı olacak aerodinamik bir kılavuz.

Temel Hususlar:

• Hareket Türü: Aktüatörler ya doğrusal veya döner hareket sağlar. Kesin doğrusal harekete veya daha dinamik, sürekli döner harekete ihtiyacınız olup olmadığına karar verin. Ek olarak, hareketin ne kadar seyahat etmesi gerektiğini düşünün - kısa, keskin eylemler veya daha uzun vuruşlar.
• Enerji girişi: Elektrik aktüatörleri yaygın olarak kullanılır ve çok yönlüdür, ancak her zaman pratik olmayabilir. Yüksek voltajın istenmeyen olduğu durumlarda, hidrolik veya pnömatik aktüatörler elektrik girişine ihtiyaç duymadan güvenilir performans sağlayabilir.
• Hassas ihtiyaçlar: Bazı görevler, özellikle toplama ve kullanım gibi hassas veya karmaşık işler için yüksek hassasiyet gerektirir. Ağır hizmet görevleri için hassasiyet daha az kritik olabilir. Ne kadar doğruluğa ihtiyacınız olduğunu anlamak, aktüatör seçeneklerinizi daraltmaya yardımcı olacaktır.
• Kuvvet Gereksinimleri: Aktüatörün yük kapasitesi, hareket etmesi gereken nesnenin ağırlığına ve boyutuna bağlıdır. Uygulamanız için yeterli güç sağlayan birini seçtiğinizden emin olun.
• İnme Uzunluğu ve Hız: Aktüatörün nesneyi (inme uzunluğu) ne kadar hareket ettirmesi gerektiğini ve hangi hızda olduğunu belirleyin. Daha yüksek güç sağlayan aktüatörlerin daha yavaş hareket edebileceğini unutmayın. Hız tipik olarak saniyede mesafe olarak ölçülür.
• Çevre: Endüstriyel veya engebeli ortamlarda kullanılan aktüatörler koruma için derecelendirilmeli, laboratuvarlarda veya atölyelerde iç mekanlarda kullanılanlar daha az koruma gerektirebilir.
• Montaj Seçenekleri: Aktüatörler, ihtiyaçlarınıza bağlı olarak çeşitli şekillerde monte edilebilir. Örneğin, çift pivot bir sistem döndürmeye izin verirken, sabit bir sistem aktüatörü yerinde tutar.

Bu düşüncelerle, seçeneklerinizi daraltabilirsiniz.

Aktüatör performansını değerlendirme

Bir aktüatör seçtikten sonra, birkaç önemli metrik kullanarak performansını değerlendirmek çok önemlidir:

• Tork ve kuvvet: Tork, döner aktüatörlerde önemli olan doğrusal bir aktüatörün üretebileceği bükülme kuvvetini ifade eder. Hem statik hem de dinamik yükler dikkate alınmalıdır - aktüatör dinlenirken statik yük kapasitesini ölçerken, dinamik yük hareket sırasında kapasiteyi ölçer.
• Yüksüz hız: Hız, özellikle bir aktüatör yük altında olmadığında önemlidir. Performans gereksinimlerinizi karşıladığından emin olmak için bu "boş" hızını karşılaştırın.
• Dayanıklılık: Doğrusal aktüatör dayanıklılığı türe ve tasarıma bağlıdır. Hidrolik aktüatörler ağır hizmet uygulamaları için daha dayanıklı olma eğilimindedir. İyi bir aktüatör, zamanla aşınmaya direnen sağlam bileşenlere sahip olmalıdır.
• Enerji Verimliliği: Verimli aktüatörler, sürdürülebilirlik ve maliyet yönetimi için önemli olan görevlerini yerine getirmek için daha az enerji kullanırlar. Performansı korurken enerji tüketimini en aza indiren tasarımları tercih edin.

Bir Aktüatör Bağlama

Aktüatör türleri ve ilgili işlevler geniştir. Aşağıda, aktüatörleri bağlama söz konusu olduğunda bir plan veya evrensel kullanım kılavuzu olması muhtemel değildir.

Ancak, ortak bir aktüatör, elektrikli doğrusal aktüatörler, bağlanması nispeten basittir ve çeşitli ev işlevlerinde yararlı olabilir. İşte bir cihaza veya bir rocker anahtarı gibi bir kontrol mekanizmasına bağlamanın bir özeti.

Bir cihaza bağlanma

Bazı elektrikli doğrusal aktüatörler, cihazınıza kolayca bağlanan dört pine sahiptir. Bu durumda, işlem doğrusal aktüatöre takılmak ve uzaklaşmak kadar kolaydır.

Aktüatörünüz dahil dört pim ile birlikte gelmezse, altı metrelik ve iki metrelik uzunluklarda bulunan dört pimli bir konektör satın alabilirsiniz.

Umarım maruz kalan kabloları bularak konnektörü aktüatöre bağlayın. Bağlanmadan önce kabloları konektöre bükmeniz gerekir. Açıkta kalan kabloları kaplamak için elektrik bandı kullanın. Kabloları bulamıyorsanız veya yeterli değilse, konektöre bağlanmak için daha iyi vermek için kauçuğu kesebilirsiniz.

Aktüatörlerin konektöre farklı renkli telleri olabilir. Aktüatörün kırmızı ve siyah telleri varsa ve konektör kahverengi ve maviye sahipse, örneğin, kırmızıdan kahverengiye ve siyaha maviye bağlayın. Kırmızı mavi bir kombinasyona sahipse, kırmızıdan kahverengiye ve maviye maviye bağlayın. Aktüatör kabloları kırmızı ve sarı ise, kırmızı kahverengi tellere ve sarı maviye bağlayın.

Bir rocker anahtarına bağlanma

Rocker anahtarları, doğrusal bir elektrik aktüatörünü anlık bir rocker anahtarı ile kontrol etmenin en kolay yoludur-düğmeye basıldığında hareket edenler-veya "uzatma" hareketi, geri çekilme "hareketi arasında geçiş yapabilen, doğan olmayan bir anahtardır. veya "kapalı."

Bir rocker anahtarını bağlamak için, anahtar ve doğrusal aktüatörünüze ek olarak bir 12VDC pil veya 110VAC/220VAC ila 12VDC güç adaptörüne ihtiyacınız olacaktır.

Negatif gücü rocker anahtarının üçüncü terminaline bağlayın ve ikinci kabloyu terminalleri 3 ve 4'e bağlamak için kullanın. Güç kaynağının pozitif gücü, ikinci tel 6 terminalini terminal 1'e bağlarken anahtarın 6. terminaline bağlanır. Terminaller 2 ve 5'ten aktüatöre yapılan kablolar, şimdi size çalışan bir denetleyici vermelidir.

Bu, çeşitli kullanımları olan bir elektrikli doğrusal aktüatörün bağlanmasının basit ama yaygın bir örneğidir. Aktüatörünüzü rocker anahtarınıza ve güç kaynağınıza bağlamak için yardıma ihtiyacınız varsa, Kablo Şeması Jeneratörü senin için.

Bir aktüatörün montajı

Aktüatörünüzü cihaza veya denetleyiciye bağladıktan sonra, kullanıma hazır olarak monte etmeniz gerekir. Bunun için iki yöntem vardır - daha önce de belirtildiği gibi çift pivot ve sabit montaj.

Çift pivot montajı

Doğrusal bir aktüatörün dönmesini sağlayan bir platformda sabitlemek, aktüatörün her ucundaki her bir brakete sabitlenmiş bir montaj pimi veya cleavs kullanmayı içerir. Bir çapraz pim, ikisini bağlamak için braket ve aktüatörden kayar, bunlara diyoruz montaj parantezi. Doğrusal aktüatör her pimin etrafında dönebilir, yani aktüatör hareket ettiği nesnenin yanında kayabilir ve biraz daha dinamik bir işlev sağlar. Kapılarda bu tür montaj yönteminin çok yaygın bir uygulaması, açık ve kapalı sallanmalarına izin veren görülür.

Sabit montaj

Sabit montaj, aktüatörün bir şaft montaj braketine sabitlenmesini içerir ve aktüatörün belirli bir konumdan itme veya çekme hareketleri oluşturmasını sağlar. Örneğin, bir düğme böyle monte edilir.

Her iki montaj yönteminde, montaj cihazının aktüatörün yükünü kullanabileceğinden emin olmak da önemlidir, çünkü gereksiz yük aktüatöre zarar verebileceğinden veya kilterden çıkmasına neden olabilir.

Aktüatörünüzü çalıştırdığınız ortamı ve toz veya suya eğilimi düşünmek de önemlidir. Herhangi bir mekanik cihaz gibi, aktüatörünüz, montajınız ve yardımcı bileşenleriniz de bakım gerektirir. Aktüatörünüze bakar ve yeteneğini ve mekanizmalarını anlamak için zaman ayırırsanız, size uzun süre hizmet edebilir.