एक रैखिक एक्ट्यूएटर एक भार को, जो एक असेंबली, घटक या तैयार उत्पाद हो सकता है, एक सीधी रेखा में गतिमान करता है। यह ऊर्जा को गति या बल में परिवर्तित करता है और इसे दाबयुक्त द्रव या वायु के साथ-साथ विद्युत द्वारा भी संचालित किया जा सकता है। यहाँ सामान्य रैखिक एक्ट्यूएटर, उनके लाभ और हानियों का विवरण दिया गया है।

वे कैसे काम करते हैं?

• वायवीय रैखिक एक्चुएटर एक खोखले सिलेंडर के अंदर एक पिस्टन से बने होते हैं। बाहरी कंप्रेसर या मैनुअल पंप से दबाव सिलेंडर के अंदर पिस्टन को गति देता है। जैसे-जैसे दबाव बढ़ता है, सिलेंडर पिस्टन की धुरी के अनुदिश गति करता है, जिससे एक रैखिक बल उत्पन्न होता है। पिस्टन अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है, या तो स्प्रिंग-बैक बल द्वारा या पिस्टन के दूसरी ओर तरल पदार्थ की आपूर्ति द्वारा।

• हाइड्रोलिक रैखिक एक्ट्यूएटर वायवीय एक्ट्यूएटर के समान ही कार्य करते हैं, लेकिन दबावयुक्त हवा के बजाय पंप से आने वाला असंपीड्य तरल सिलेंडर को चलाता है।

• एक विद्युत रैखिक एक्चुएटर विद्युत ऊर्जा को टॉर्क में परिवर्तित करता है। यांत्रिक रूप से जुड़ी एक विद्युत मोटर एक लीड स्क्रू को घुमाती है। स्क्रू के थ्रेड्स से मेल खाने वाले थ्रेडेड लीड या बॉल नट को स्क्रू के साथ घूमने से रोका जाता है। जब स्क्रू घूमता है, तो नट थ्रेड्स के साथ गति करता है। नट की गति की दिशा स्क्रू के घूमने की दिशा पर निर्भर करती है और एक्चुएटर को उसकी मूल स्थिति में भी लौटाती है।

【वायवीय एक्ट्यूएटर्स】

लाभ

• न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स के लाभ उनकी सरलता में निहित हैं। अधिकांश न्यूमेटिक एल्युमीनियम एक्ट्यूएटर्स की अधिकतम दबाव रेटिंग 150 psi होती है, जिनका बोर आकार µ से 8 इंच तक होता है, जो लगभग 30 से 7,500 पाउंड बल उत्पन्न करता है। स्टील एक्ट्यूएटर्स की अधिकतम दबाव रेटिंग 250 psi होती है, जिनका बोर आकार µ से 14 इंच तक होता है, और वे 50 से 38,465 lbf तक बल उत्पन्न करते हैं।

• वायवीय एक्ट्यूएटर सटीकता प्रदान करके सटीक रैखिक गति उत्पन्न करते हैं, उदाहरण के लिए, 0.1 इंच के भीतर और .001 इंच के भीतर दोहराव।

• न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स के विशिष्ट अनुप्रयोग अत्यधिक तापमान वाले क्षेत्रों में होते हैं। एक विशिष्ट तापमान सीमा -40°F से 250°F तक होती है। सुरक्षा और निरीक्षण की दृष्टि से, हवा का उपयोग करके, न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स खतरनाक पदार्थों के उपयोग से बचते हैं। ये विस्फोट सुरक्षा और मशीन सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करते हैं क्योंकि इनमें मोटर न होने के कारण कोई चुंबकीय हस्तक्षेप नहीं होता है।

• हाल के वर्षों में, न्यूमेटिक्स ने लघुकरण, सामग्रियों, इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ एकीकरण और स्थिति निगरानी में कई प्रगति देखी है। न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स की लागत अन्य एक्ट्यूएटर्स की तुलना में कम होती है। उदाहरण के लिए, बिम्बा मैन्युफैक्चरिंग के अनुसार, एक औसत न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर की कीमत $50 से $150 तक होती है। न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स हल्के भी होते हैं, न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है, और इनमें टिकाऊ घटक होते हैं जो न्यूमेटिक्स को रैखिक गति का एक किफ़ायती तरीका बनाते हैं।

नुकसान

• दाब की हानि और वायु की संपीडनशीलता, वायवीय प्रणालियों को अन्य रेखीय-गति विधियों की तुलना में कम कुशल बनाती है। संपीडक और वायु वितरण की सीमाओं का अर्थ है कि कम दाब पर संचालन में कम बल और धीमी गति होगी। एक संपीडक को निरंतर परिचालन दाब पर चलना चाहिए, भले ही कुछ भी गतिमान न हो।

• वास्तव में कुशल होने के लिए, न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स का आकार किसी विशिष्ट कार्य के लिए उपयुक्त होना चाहिए। इसलिए, उनका उपयोग अन्य अनुप्रयोगों के लिए नहीं किया जा सकता। सटीक नियंत्रण और दक्षता के लिए आनुपातिक रेगुलेटर और वाल्व की आवश्यकता होती है, लेकिन इससे लागत और जटिलता बढ़ जाती है।

• हालाँकि हवा आसानी से उपलब्ध है, फिर भी यह तेल या स्नेहन से दूषित हो सकती है, जिससे डाउनटाइम और रखरखाव की आवश्यकता पड़ सकती है। कंपनियों को संपीड़ित हवा के लिए भी भुगतान करना पड़ता है, जिससे यह एक उपभोग्य वस्तु बन जाती है, और कंप्रेसर और लाइनें रखरखाव का एक और मुद्दा हैं।

【हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स】

लाभ

• हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर मज़बूत होते हैं और उच्च-बल वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। ये समान आकार के न्यूमेटिक सिलेंडरों की तुलना में 25 गुना अधिक बल उत्पन्न कर सकते हैं। ये 4,000 psi तक के दबाव में भी काम करते हैं।

• हाइड्रोलिक मोटरों का अश्वशक्ति-भार अनुपात वायवीय मोटर की तुलना में 1 से 2 hp/lb अधिक होता है।

• एक हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर तरल पदार्थों की असंपीड्यता के कारण पंप द्वारा अधिक तरल पदार्थ या दबाव की आपूर्ति किए बिना बल और टॉर्क को स्थिर रख सकता है

• हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स के पंप और मोटर न्यूनतम शक्ति हानि के साथ काफी दूरी पर स्थित हो सकते हैं।

नुकसान

• हाइड्रॉलिक्स से तरल पदार्थ का रिसाव होगा। न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स की तरह, तरल पदार्थ के रिसाव से दक्षता कम हो जाती है। हालाँकि, हाइड्रॉलिक द्रव के रिसाव से सफाई संबंधी समस्याएँ पैदा हो सकती हैं और आसपास के घटकों और क्षेत्रों को संभावित नुकसान हो सकता है।

• हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स को कई सहायक पुर्जों की आवश्यकता होती है, जिनमें द्रव भंडार, मोटर, पंप, रिलीज़ वाल्व और हीट एक्सचेंजर के साथ-साथ शोर कम करने वाले उपकरण भी शामिल हैं। इस वजह से रैखिक गति प्रणालियाँ बड़ी और समायोजित करने में कठिन होती हैं।

【इलेक्ट्रिकल एक्ट्यूएटर्स】

लाभ

• विद्युत एक्ट्यूएटर उच्चतम परिशुद्धता-नियंत्रण स्थिति निर्धारण प्रदान करते हैं। सटीकता की सीमा का एक उदाहरण +/- 0.000315 इंच है और पुनरावृत्ति 0.0000394 इंच से कम है। उनके सेटअप किसी भी उद्देश्य या बल आवश्यकता के लिए मापनीय हैं, और शांत, सुचारू और दोहराव योग्य हैं।

• इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स को नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है और जल्दी से पुनः प्रोग्राम किया जा सकता है। ये निदान और रखरखाव के लिए तत्काल प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं।

• वे गति प्रोफाइल पर पूर्ण नियंत्रण प्रदान करते हैं और वेग, स्थिति, टॉर्क और लागू बल को नियंत्रित करने के लिए एनकोडर शामिल कर सकते हैं।

• शोर के मामले में, वे वायवीय और हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स की तुलना में शांत होते हैं

• चूँकि कोई तरल पदार्थ का रिसाव नहीं होता, इसलिए पर्यावरणीय खतरे समाप्त हो जाते हैं।

नुकसान

• एक इलेक्ट्रिकल एक्ट्यूएटर की शुरुआती इकाई लागत न्यूमेटिक और हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर की तुलना में ज़्यादा होती है। बिम्बा मैन्युफैक्चरिंग के उदाहरण के अनुसार, एक इलेक्ट्रिकल एक्ट्यूएटर की कीमत उसके डिज़ाइन और इलेक्ट्रॉनिक्स के आधार पर $150 से लेकर $2,000 तक हो सकती है।

• विद्युत एक्ट्यूएटर सभी वातावरणों के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं, जबकि न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर खतरनाक और ज्वलनशील क्षेत्रों में सुरक्षित होते हैं।

• लगातार चलने वाली मोटर ज़्यादा गर्म हो जाएगी, जिससे रिडक्शन गियर पर टूट-फूट बढ़ जाएगी। मोटर बड़ी भी हो सकती है और इंस्टॉलेशन में समस्याएँ पैदा कर सकती है।

• चुनी गई मोटर एक्चुएटर के बल, थ्रस्ट और गति की सीमाओं को एक निश्चित सेटिंग पर लॉक कर देती है। यदि बल, थ्रस्ट और गति के लिए अलग मानों की आवश्यकता हो, तो मोटर को बदलना होगा।