एक लीनियर एक्चुएटर किसी भार (जो कि असेंबली, पुर्जे या तैयार उत्पाद हो सकता है) को सीधी रेखा में गति देता है। यह ऊर्जा को गति या बल में परिवर्तित करता है और इसे दबावयुक्त द्रव या हवा के साथ-साथ बिजली से भी चलाया जा सकता है। यहाँ सामान्य लीनियर एक्चुएटर्स, उनके लाभ और हानियों का विवरण दिया गया है।

वे कैसे काम करते हैं?

• न्यूमेटिक लीनियर एक्चुएटर्स में एक खोखले सिलेंडर के अंदर एक पिस्टन होता है। बाहरी कंप्रेसर या मैनुअल पंप से मिलने वाला दबाव सिलेंडर के अंदर पिस्टन को गति देता है। दबाव बढ़ने पर सिलेंडर पिस्टन की धुरी के अनुदिश गति करता है, जिससे एक रेखीय बल उत्पन्न होता है। पिस्टन स्प्रिंग-बैक बल या पिस्टन के दूसरी तरफ तरल पदार्थ की आपूर्ति के कारण अपनी मूल स्थिति में वापस आ जाता है।

• हाइड्रोलिक लीनियर एक्चुएटर्स न्यूमेटिक एक्चुएटर्स के समान ही काम करते हैं, लेकिन सिलेंडर को दबावयुक्त हवा के बजाय पंप से आने वाले असंपीड्य तरल पदार्थ द्वारा गति प्रदान की जाती है।

• एक विद्युत रैखिक एक्चुएटर विद्युत ऊर्जा को टॉर्क में परिवर्तित करता है। एक विद्युत मोटर, जो यांत्रिक रूप से जुड़ी होती है, एक लीड स्क्रू को घुमाती है। स्क्रू के समान थ्रेड वाला एक थ्रेडेड लीड या बॉल नट, स्क्रू के साथ घूमने से रोकता है। जब स्क्रू घूमता है, तो नट थ्रेड्स के अनुदिश घूमने लगता है। नट की गति की दिशा स्क्रू के घूमने की दिशा पर निर्भर करती है और एक्चुएटर को उसकी मूल स्थिति में वापस लाती है।

【न्यूमेटिक एक्चुएटर्स】

लाभ

• न्यूमेटिक एक्चुएटर्स के फायदे उनकी सरलता में निहित हैं। अधिकांश न्यूमेटिक एल्युमिनियम एक्चुएटर्स की अधिकतम दबाव क्षमता 150 psi होती है और इनके बोर का आकार ¼ से 8 इंच तक होता है, जो लगभग 30 से 7,500 पाउंड तक का बल उत्पन्न करता है। स्टील एक्चुएटर्स की अधिकतम दबाव क्षमता 250 psi होती है और इनके बोर का आकार ¼ से 14 इंच तक होता है, और ये 50 से 38,465 पाउंड तक का बल उत्पन्न करते हैं।

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

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

हाल के वर्षों में, न्यूमेटिक्स ने लघुकरण, सामग्री और इलेक्ट्रॉनिक्स तथा कंडीशन मॉनिटरिंग के साथ एकीकरण के क्षेत्र में कई प्रगति देखी है। अन्य एक्चुएटर्स की तुलना में न्यूमेटिक एक्चुएटर्स की लागत कम है। उदाहरण के लिए, बिम्बा मैन्युफैक्चरिंग के अनुसार, एक औसत न्यूमेटिक एक्चुएटर की कीमत $50 से $150 के बीच होती है। न्यूमेटिक एक्चुएटर्स हल्के होते हैं, न्यूनतम रखरखाव की आवश्यकता होती है और इनके पुर्जे टिकाऊ होते हैं, जो न्यूमेटिक्स को रैखिक गति का एक किफायती तरीका बनाते हैं।

नुकसान

• दबाव में कमी और हवा की संपीड्यता के कारण न्यूमेटिक्स अन्य रैखिक गति विधियों की तुलना में कम कुशल होते हैं। कंप्रेसर और वायु आपूर्ति की सीमाओं का अर्थ है कि कम दबाव पर संचालन में बल कम होगा और गति धीमी होगी। कंप्रेसर को निरंतर परिचालन दबाव पर चलना चाहिए, भले ही कुछ भी गतिमान न हो।

• वास्तव में कुशल होने के लिए, वायवीय एक्चुएटर्स को एक विशिष्ट कार्य के लिए उपयुक्त आकार का होना चाहिए। इसलिए, इनका उपयोग अन्य अनुप्रयोगों के लिए नहीं किया जा सकता है। सटीक नियंत्रण और दक्षता के लिए आनुपातिक नियामकों और वाल्वों की आवश्यकता होती है, लेकिन इससे लागत और जटिलता बढ़ जाती है।

• हालांकि हवा आसानी से उपलब्ध है, लेकिन यह तेल या चिकनाई से दूषित हो सकती है, जिससे काम रुक सकता है और रखरखाव की आवश्यकता पड़ सकती है। कंपनियों को संपीड़ित हवा के लिए भुगतान करना पड़ता है, जिससे यह एक उपभोज्य वस्तु बन जाती है, और कंप्रेसर और पाइपलाइन रखरखाव का एक और मुद्दा हैं।

【हाइड्रोलिक एक्चुएटर्स】

लाभ

• हाइड्रोलिक एक्चुएटर मजबूत होते हैं और उच्च बल वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। ये समान आकार के वायवीय 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 हॉर्सपावर-टू-वेट अनुपात न्यूमेटिक मोटर की तुलना में 1 से 2 hp/lb अधिक होता है।

• हाइड्रोलिक एक्चुएटर 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 एक्चुएटर्स के पंप और मोटर काफी दूरी पर स्थित हो सकते हैं, जिससे बिजली की हानि न्यूनतम होती है।

नुकसान

• हाइड्रोलिक सिस्टम से द्रव का रिसाव हो सकता है। न्यूमेटिक एक्चुएटर्स की तरह, द्रव की कमी से कार्यक्षमता कम हो जाती है। हालांकि, हाइड्रोलिक द्रव के रिसाव से स्वच्छता संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं और आसपास के घटकों और क्षेत्रों को संभावित नुकसान पहुंच सकता है।

• हाइड्रोलिक एक्चुएटर्स को कई सहायक पुर्जों की आवश्यकता होती है, जिनमें द्रव भंडार, मोटर, पंप, रिलीज वाल्व और हीट एक्सचेंजर के साथ-साथ शोर कम करने वाले उपकरण भी शामिल हैं। इससे रैखिक गति प्रणालियाँ बड़ी और स्थान निर्धारित करने में कठिन हो जाती हैं।

【विद्युत एक्चुएटर्स】

लाभ

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

• इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स को नेटवर्क से जोड़ा जा सकता है और इन्हें जल्दी से रीप्रोग्राम किया जा सकता है। ये निदान और रखरखाव के लिए तत्काल प्रतिक्रिया प्रदान करते हैं।

• ये गति प्रोफाइल पर पूर्ण नियंत्रण प्रदान करते हैं और इनमें वेग, स्थिति, टॉर्क और लगाए गए बल को नियंत्रित करने के लिए एनकोडर शामिल हो सकते हैं।

• शोर के मामले में, ये वायवीय और हाइड्रोलिक एक्चुएटर्स की तुलना में शांत होते हैं।

• तरल पदार्थों के रिसाव न होने के कारण पर्यावरणीय खतरे समाप्त हो जाते हैं।

नुकसान

• विद्युत एक्चुएटर की प्रारंभिक इकाई लागत वायवीय और हाइड्रोलिक एक्चुएटर की तुलना में अधिक होती है। बिम्बा मैन्युफैक्चरिंग के उदाहरण के अनुसार, विद्युत एक्चुएटर की कीमत उसके डिजाइन और इलेक्ट्रॉनिक्स के आधार पर $150 से लेकर $2,000 से अधिक तक हो सकती है।

• वायवीय एक्चुएटर्स के विपरीत, विद्युत एक्चुएटर्स सभी वातावरणों के लिए उपयुक्त नहीं होते हैं, जबकि वायवीय एक्चुएटर्स खतरनाक और ज्वलनशील क्षेत्रों में भी सुरक्षित होते हैं।

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

• चयनित मोटर एक्चुएटर के बल, धक्के और गति की सीमाओं को एक निश्चित सेटिंग पर लॉक कर देती है। यदि बल, धक्के और गति के लिए अलग-अलग मान चाहिए, तो मोटर को बदलना होगा।