एक सफल लीनियर मोशन सिस्टम बनाने की शुरुआत उपयुक्त एक्चुएटर के चयन से होती है। विभिन्न आकारों, तकनीकों और गुणवत्ता वाले सैकड़ों विकल्प मौजूद हैं। असली चुनौती है सबसे उपयुक्त एक्चुएटर का चयन करना। सौभाग्य से, यह उतना कठिन नहीं है जितना लगता है। अनुप्रयोग की आवश्यकताएं संभावित एक्चुएटर विकल्पों की संख्या को कम कर देंगी और परियोजना की सीमाएं सबसे उपयुक्त विकल्प का निर्धारण करेंगी।

इस प्रक्रिया की शुरुआत यहां सूचीबद्ध प्रमुख कारकों की श्रृंखला पर विचार करने से होती है।

रफ़्तार

एक्चुएटर का चयन करते समय गति एक महत्वपूर्ण कारक है। हालांकि स्क्रू-प्रकार के एक्चुएटर प्रभावी और किफायती घटक होते हैं, लेकिन बहुत अधिक गति पर, इनमें स्क्रू व्हिप नामक समस्या उत्पन्न होती है, जिसमें स्क्रू घूमते समय बाहर की ओर मुड़ जाता है। स्क्रू व्हिप कंपन और समय से पहले घिसाव का कारण बनता है।

स्क्रू की गति की सीमा, जिसे क्रांतिक गति कहा जाता है, स्क्रू के आकार और सामग्री पर निर्भर करती है। क्रांतिक गति की गणना सुप्रसिद्ध समीकरणों का उपयोग करके विश्लेषणात्मक रूप से की जा सकती है। यदि गति स्क्रू-प्रकार के एक्चुएटर के उपयोग के लिए बहुत अधिक है, तो रैखिक मोटर या बेल्ट ड्राइव एक्चुएटर पर विचार करें।

भार

यह आवश्यक है कि एक्चुएटर का आकार भार के अनुरूप हो। भार क्षमता का निर्धारण करते समय कई कारकों पर विचार करना होता है: गाइड बियरिंग की रेडियल भार क्षमता, सपोर्ट कैरिज की मोमेंट क्षमता और सपोर्ट बियरिंग तथा बॉलस्क्रू की अक्षीय भार क्षमता। यह महत्वपूर्ण है कि एक्चुएटर को एप्लिकेशन द्वारा उत्पन्न भारों को संभालने के लिए डिज़ाइन किया गया हो।

एक आम गलत धारणा यह है कि केवल भार वहन क्षमता ही मायने रखती है, और भार वहन क्षमता से ही किसी दिए गए भार के तहत एक्चुएटर के सेवा जीवन की गणना करना संभव है। हालांकि, अन्य कारकों पर भी विचार करना आवश्यक है, जैसे कि विभिन्न भार दिशाओं में एक्चुएटर की कठोरता। डिज़ाइन टीम यह निर्धारित करने के लिए भार-विक्षेपण गणना कर सकती है कि क्या एक्चुएटर अनुप्रयोग में सफलतापूर्वक कार्य करेगा।

एक और महत्वपूर्ण कारक है भार की स्थिति। एक्चुएटर की धुरी के अनुदिश चलने वाले कैरिज के ऊपर रखा द्रव्यमान, लटके हुए भार से उत्पन्न होने वाले बल से बिल्कुल भिन्न बल उत्पन्न करता है, जो पलटने वाला बल लगाता है। सुनिश्चित करें कि एक्चुएटर का आकार और सहारा उचित हो।

ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में भार की स्थिति को बनाए रखने के लिए विशेष सावधानी बरतनी पड़ती है। कुछ डिज़ाइन मापदंडों के लिए, लीड स्क्रू स्वतः लॉक हो जाते हैं। इसका अर्थ है कि मोटर खराब होने की स्थिति में भी इन्हें वापस नहीं घुमाया जा सकता। स्क्रू के स्वतः लॉक होने की पुष्टि के लिए, स्क्रू की दक्षता 50% से कम होनी चाहिए, जहाँ दक्षता लीड कोण और नट तथा स्क्रू के बीच घर्षण गुणांक पर निर्भर करती है। इसके विकल्प के रूप में, रैक-एंड-पिनियन एक्चुएटर भी काम कर सकते हैं।

हाल के वर्षों में बेल्टों में उल्लेखनीय सुधार हुआ है। ये मजबूत और उच्च इंजीनियरिंग वाली होती हैं, इसलिए अब इन्हें पहले की तरह नियमित रूप से कसने की आवश्यकता नहीं होती है। यदि गति और स्ट्रोक की आवश्यकताएं बॉलस्क्रू या लीडस्क्रू की क्षमता से अधिक हों, तो बेल्ट ड्राइव एक अच्छा विकल्प है। यदि बेल्ट ड्राइव का उपयोग ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोग में किया जा रहा है, तो विशेष सावधानी बरतनी चाहिए। सुरक्षा के लिए भार को धीमा करने, रोकने और सहारा देने के लिए उपयुक्त काउंटरवेट या ब्रेक का उपयोग करने की सलाह दी जाती है।

स्ट्रोक की लंबाई

अगला महत्वपूर्ण कारक स्ट्रोक की लंबाई है। स्क्रू-आधारित एक्चुएटर प्रभावी होते हैं और कुछ मामलों में 5 फीट या उससे अधिक के स्ट्रोक के लिए उपयोग किए जा सकते हैं। बहुत लंबी दूरी तक चलने वाले स्क्रू-चालित एक्चुएटरों के लिए, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि गति सीमा से अधिक न हो। लंबी स्ट्रोक लंबाई के लिए, बेल्ट ड्राइव बेहतर विकल्प हैं। आजकल की बेल्ट उच्च गुणवत्ता वाली सामग्रियों से बनी होती हैं जिन्हें कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। इनका उपयोग 50 फीट तक की दूरी के लिए किया जा सकता है।

लंबी दूरी के लिए एक और विकल्प लीनियर मोटर है। मूल रूप से अनरोल्ड सर्वोमोटर की तरह, लीनियर मोटर में एक बल होता है जो एक निश्चित चुंबक ट्रैक के साथ चलता है। सैद्धांतिक रूप से, ट्रैक की लंबाई इच्छानुसार हो सकती है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से, लीनियर मोटर की सीमाएँ समतल और सावधानीपूर्वक संरेखित चुंबक ट्रैक की आवश्यकता और चुंबकों की लागत दोनों से निर्धारित होती हैं। बहुत लंबी दूरी के लिए मोटर केबलों का प्रबंधन भी एक चुनौती हो सकता है।

repeatability

प्रत्येक अनुप्रयोग में दोहराव की आवश्यकता होती है। सही एक्चुएटर का चुनाव एक ऐसा सिस्टम प्रदान करता है जो न केवल इन आवश्यकताओं को पूरा करता है, बल्कि परियोजना को बजट और असेंबली समय के लक्ष्यों को प्राप्त करने में भी मदद करता है। स्क्रू-टाइप एक्चुएटर ±0.0001 से ±0.003 इंच तक की दोहराव क्षमता प्रदान करते हैं। इसकी तुलना में बेल्ट ड्राइव के लिए यह क्षमता ±0.002 से ±0.010 इंच तक होती है।

सर्वोत्तम विकल्प अनुप्रयोग की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। बेल्ट ड्राइव स्क्रू-टाइप एक्चुएटर्स जितना अच्छा प्रदर्शन नहीं करते, लेकिन अधिक लचीली सहनशीलता वाले अनुप्रयोगों के लिए बेल्ट ड्राइव महत्वपूर्ण बचत प्रदान कर सकते हैं। अधिक जटिल अनुप्रयोगों के लिए, लीनियर मोटर एक्चुएटर्स सब-माइक्रोन तक की दोहराव क्षमता प्रदान करते हैं।

साइकिल शुल्क

कार्य चक्र उपकरण के जीवनकाल पर बहुत प्रभाव डालता है। एक ऐसा लीनियर एक्चुएटर चुनना महत्वपूर्ण है जो अनुप्रयोग की आवश्यकताओं को पूरा कर सके। उदाहरण के लिए, लीड स्क्रू स्लाइडिंग संपर्क पर आधारित होते हैं—आमतौर पर स्टेनलेस स्टील से प्लास्टिक (अनुप्रयोग के आधार पर कई विकल्प उपलब्ध हैं)। इससे उपकरण के जीवनकाल में काफी घिसाव होता है। इसलिए, यदि आपके पास उच्च भार और उच्च कार्य चक्र वाला संयुक्त अनुप्रयोग है, तो लीड स्क्रू से बचना चाहिए।

इसके बजाय, रीसर्कुलेटिंग बॉल-स्क्रू एक्चुएटर चुनें। इन उपकरणों में रोलिंग घर्षण होता है, स्लाइडिंग घर्षण नहीं, इसलिए ये अधिक समय तक चलते हैं और इनका जीवनकाल अधिक अनुमानित होता है।हालांकि, उच्च भार के कारण बॉल क्षतिग्रस्त हो सकती हैं। जिन अनुप्रयोगों में विफलता बर्दाश्त नहीं की जा सकती, उनके लिए प्लेनेटरी रोलर स्क्रू का उपयोग करें। ये उपकरण वजन को समान रूप से वितरित करके घिसाव को कम करते हैं, जिससे ये सैन्य और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों आदि के लिए उपयुक्त होते हैं। कम बजट वाले अनुप्रयोगों के लिए बेल्ट ड्राइव भी काम आ सकता है।

पर्यावरण

किसी एप्लिकेशन का परिचालन वातावरण भी एक्चुएटर के चयन को प्रभावित करता है। क्लीन-रूम वातावरण में, लीड-स्क्रू एक्चुएटर से बचें। धातु और प्लास्टिक के संपर्क से ऐसे कण उत्पन्न होते हैं जो क्लीन-रूम रेटिंग को प्रभावित कर सकते हैं।

इसके विपरीत, अत्यधिक गंदे वातावरण से एक्चुएटर्स को नुकसान पहुँच सकता है। रॉड-शैली के एक्चुएटर्स में, स्क्रू हाउसिंग में सील किया हुआ होता है। परिणामस्वरूप, रॉड-शैली के एक्चुएटर्स संदूषण और तरल पदार्थ वाले वातावरण में अपेक्षाकृत सुरक्षित होते हैं। रॉड रहित एक्चुएटर्स में, लोड एक कैरिज पर टिका होता है जिसे स्क्रू से जुड़ना होता है, जिससे एक्चुएटर संदूषण के संपर्क में आ सकता है।.

परिणामस्वरूप, रॉड रहित एक्चुएटर्स के लिए विशेष व्यवस्था की आवश्यकता होती है, चाहे आधार तकनीक स्क्रू-टाइप एक्चुएटर हो या लीनियर मोटर। आईपी रेटिंग वाले घटकों की तलाश करें। प्रवेश को कम करने के लिए स्लिट को नीचे की ओर करके माउंट करने पर विचार करें। ध्यान रखें कि चिकनाई कणों को फंसाकर जमा कर सकती है, जिससे समय के साथ सतहों को नुकसान पहुंच सकता है।

वातावरण के संबंध में विचार करने योग्य एक अन्य कारक उपलब्ध स्थान की मात्रा है। दुनिया का सबसे अच्छा एक्चुएटर भी बेकार है यदि वह उपलब्ध स्थान में फिट नहीं हो पाता। पर्याप्त स्थान सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन चरण की शुरुआत में ही एक्चुएटर्स को निर्दिष्ट करें। अपने विक्रेता के साथ मिलकर काम करें ताकि उन सभी कारकों का लाभ उठाया जा सके जो आपको कॉम्पैक्ट आकार में आवश्यक विशेषताएं प्रदान कर सकें।

बजट

मूल्य निर्धारण लक्ष्यों को हमेशा ध्यान में रखना महत्वपूर्ण है। लीनियर मोटर्स सबसे महंगी होती हैं, उसके बाद स्क्रू-टाइप एक्चुएटर्स (प्लेनेटरी स्क्रू, बॉल स्क्रू और लीड स्क्रू) आते हैं। बेल्ट ड्राइव सबसे किफायती होती हैं।

इंजीनियरिंग में हमेशा कुछ न कुछ समझौता करना पड़ता है। ऊपर दी गई सूची एक्चुएटर के चयन का प्रारंभिक चरण है। किसी भी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए, कुछ विशेष बाधाओं के कारण बजट प्रदर्शन से अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है, या ड्यूटी साइकिल गति से अधिक महत्वपूर्ण हो सकती है। एक्चुएटर को निर्दिष्ट करने की प्रक्रिया डिज़ाइन चरण में ही शुरू कर दें। मानक घटकों के साथ काम करने का प्रयास करें। यदि इनमें से कोई भी आपकी आवश्यकताओं को पूरा नहीं करता है, तो अपने विक्रेता से एक ऐसा कस्टम उत्पाद विकसित करने के बारे में बात करें जो काम को पूरा कर सके।