लीनियर एक्चुएटर्स का चयन करने से पहले इंजीनियरों और डिजाइनरों को कुछ सवाल पूछने चाहिए।

किसी विशिष्ट उपकरण या मशीन के लिए लीनियर एक्चुएटर का चयन करने वाले डिज़ाइनरों को उन उपकरणों के आपूर्तिकर्ताओं और निर्माताओं से पूछने के लिए प्रश्नों की एक सूची तैयार रखनी चाहिए। इन सूचियों में आमतौर पर अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQs) शामिल होते हैं, और एक्चुएटर बेचने वाली अधिकांश कंपनियाँ इनके लिए तैयार रहती हैं। लेकिन कई मामलों में, ये आपूर्तिकर्ता संभावित खरीदारों से अन्य, शायद अधिक गहन और जानकारीपूर्ण प्रश्न पूछने की अपेक्षा करते हैं: जिन्हें अक्सर न पूछे जाने वाले प्रश्न (iFAQs) कहा जाता है।

लीनियर एक्चुएटर्स को निर्दिष्ट करने पर विचार करते समय इंजीनियरों को निम्नलिखित दो प्रश्न पूछने चाहिए।

प्र. मुझे लंबी दूरी पर गति और सटीकता चाहिए। मुझे किस प्रकार के एक्चुएटर का उपयोग करना चाहिए?

ए. यह एक समझदारी भरा सवाल है। कई डिज़ाइन इंजीनियर लंबी दूरी तक चलने वाले पारंपरिक मोटरों और एक्चुएटर्स की सटीकता को ज़रूरत से ज़्यादा आंकते हैं। वे गलत धारणा रखते हैं कि अगर एक्चुएटर छोटी दूरी के लिए अच्छा काम करता है, तो वह लंबी दूरी के लिए भी उतना ही अच्छा काम करेगा। हालांकि कई प्रकार के लीनियर सिस्टम इंजीनियरों की आमतौर पर चाही जाने वाली तीन आवश्यकताओं (लंबी दूरी, उच्च गति और उच्च स्थिति सटीकता) में से दो को पूरा करते हैं, लेकिन लीनियर मोटर एक्चुएटर्स ही एकमात्र ऐसे सिस्टम हैं जो बिना किसी समझौते के ये तीनों आवश्यकताएं प्रदान करते हैं। इनका उपयोग अक्सर सेमीकंडक्टर निर्माण, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स निरीक्षण, चिकित्सा और जीवन विज्ञान अनुप्रयोगों, मशीन टूल्स, प्रिंटिंग और पैकेजिंग अनुप्रयोगों में किया जाता है।

थोड़ी पृष्ठभूमि समझने के लिए, आइए रैखिक मोटरों को परिभाषित करें। मूल रूप से, एक रैखिक मोटर एक घूर्णी मोटर होती है जिसे खोलकर समतल कर दिया जाता है। इससे मोटर सीधे रैखिक भार से जुड़ जाती है। इसके विपरीत, अन्य डिज़ाइन घूर्णी मोटर का उपयोग करते हैं और इसे यांत्रिकी के माध्यम से जोड़ते हैं, जिससे बैकलैश, दक्षता में कमी और अन्य अशुद्धियाँ उत्पन्न हो सकती हैं। समान यात्रा लंबाई वाले बॉल स्क्रू की तुलना में रैखिक मोटरों की अधिकतम गति भी अधिक होती है।

आज तीन मुख्य प्रकार के लीनियर मोटर उपयोग में लाए जाते हैं। पहला प्रकार आयरनकोर है, जिसमें लौह धातु से बने दांतों के चारों ओर कुंडलियां लिपटी होती हैं और लैमिनेट से ढकी होती हैं। ये मोटर आकार के हिसाब से सबसे अधिक बल और बेहतर ऊष्मा स्थानांतरण प्रदान करते हैं, और आमतौर पर सबसे सस्ते होते हैं। हालांकि, मोटर में लोहे की उपस्थिति के कारण कॉगिंग (मोटर के चुम्बकों के बीच परस्पर क्रिया से उत्पन्न टॉर्क) बढ़ जाती है, इसलिए ये अक्सर दूसरे प्रकार के, आयरनलेस लीनियर मोटरों की तुलना में कुछ कम सटीक होते हैं।

जैसा कि नाम से ही स्पष्ट है, आयरनलेस लीनियर मोटर्स में कोई लोहा नहीं होता है। फोर्सर मूल रूप से एक एपॉक्सी प्लेट होती है जिसमें कसकर लिपटी हुई तांबे की कॉइल डाली जाती हैं। यह एक दूसरे के सामने स्थित दो चुम्बकों की पंक्तियों के बीच स्लाइड करती है। (इसे यू-चैनल मैग्नेटिक वे भी कहा जाता है।) चुम्बकों के एक तरफ लगा स्पेसर बार उन्हें आपस में जोड़ता है। आयरनलेस मोटर्स के मुख्य लाभ कम आकर्षण बल और कॉगिंग का न होना हैं। इससे ये आयरनकोर मोटर्स की तुलना में अधिक सटीक होती हैं। हालांकि, चुम्बकों की दो पंक्तियों के कारण आयरनलेस यूनिट आयरनकोर वर्जन की तुलना में अधिक महंगी होती हैं। ऊष्मा स्थानांतरण को नियंत्रित करना भी मुश्किल हो सकता है, इसलिए यह समझना महत्वपूर्ण है कि किसी विशेष अनुप्रयोग में ओवरहीटिंग का खतरा है या नहीं। नवीनतम आयरनलेस मोटर्स में ओवरलैप्ड कॉइल होती हैं जो ऊष्मा अपव्यय के लिए अधिक सतह संपर्क प्रदान करती हैं। यह डिज़ाइन मोटर को उच्च बल घनत्व भी प्रदान करता है।

तीसरा और अंतिम प्रकार स्लॉटलेस लीनियर मोटर्स हैं, जो मूल रूप से पहले दो प्रकारों का हाइब्रिड हैं। स्लॉटलेस मोटर में आयरनकोर की तरह ही मैग्नेट की एक पंक्ति होती है, जिससे इसकी कीमत कम रहती है। लैमिनेटेड बैकआयरन बेहतर हीट ट्रांसफर सुनिश्चित करता है, साथ ही आयरनकोर मोटर्स की तुलना में कम आकर्षण बल और कॉगिंग उत्पन्न करता है। स्लॉटलेस मोटर्स कम कीमत के साथ-साथ आयरनलेस मोटर्स की तुलना में कम ऊंचाई का लाभ भी प्रदान करती हैं। उन डिजाइनरों के लिए जो अपनी मशीनों में घटकों को यथासंभव छोटा रखने को प्राथमिकता देते हैं, बचाई गई हर मिलीमीटर जगह महत्वपूर्ण हो सकती है।

प्रश्न: मैं यह कैसे जान सकता हूँ कि कोई दिया गया एक्चुएटर किसी विशिष्ट वातावरण में उपयोग के लिए उपयुक्त है या नहीं?

ए. अक्सर डिज़ाइन इंजीनियर एक्चुएटर्स का चुनाव अलग-थलग ही कर लेते हैं और इस बात पर विचार नहीं करते कि उनका उपयोग कहाँ किया जाएगा। लीनियर एक्चुएटर्स में महत्वपूर्ण गतिशील पुर्जे होते हैं जो केवल उन्हीं वातावरणों में ठीक से काम करते हैं जिनके लिए उन्हें डिज़ाइन और निर्मित किया गया है। अनुपयुक्त लीनियर एक्चुएटर का उपयोग करने से अनुचित संचालन से लेकर एक्चुएटर को अपरिवर्तनीय क्षति तक की समस्याएँ उत्पन्न हो सकती हैं। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि काटने का उपकरण जो कण और स्क्रैप फेंकता है, एक्चुएटर को संदूषकों से बचाने के लिए सीलिंग और शील्डिंग की आवश्यकता होगी।

दूसरी ओर, उचित सुरक्षा के बिना एक्चुएटर स्वच्छ वातावरण में संदूषण फैला सकता है, जिससे अनुप्रयोग प्रभावित हो सकता है। सामान्य टूट-फूट के कारण समय के साथ लीनियर स्टेजेस में कण उत्पन्न होते हैं। क्लीनरूम या वैक्यूम वातावरण में अक्सर ऐसे उपकरणों का उपयोग प्रतिबंधित होता है जो किसी भी प्रकार के कण उत्सर्जित नहीं करते हैं, इसलिए इन वातावरणों में उपयोग किए जाने वाले एक्चुएटर्स के लिए यह महत्वपूर्ण है कि वे सील और शील्ड से सुसज्जित हों ताकि कण वातावरण में प्रवेश न कर सकें। कुछ यांत्रिक उपकरण जो लीनियर गति प्रदान करते हैं, जैसे कि सेमीकंडक्टर प्रोसेसिंग में, एक बार में केवल माइक्रोन की गति करते हैं, इसलिए थोड़ी सी भी संदूषण अनुप्रयोग को प्रभावित और नष्ट कर सकती है।

सील और शील्ड महत्वपूर्ण घटकों को कठोर वातावरण के संपर्क से बचाते हैं, जिससे लीनियर एक्चुएटर अपनी डिज़ाइन के अनुसार कार्य कर पाते हैं। स्वच्छ वातावरण में, सील और शील्ड एप्लिकेशन के वातावरण को एक्चुएटर द्वारा उत्पन्न संभावित संदूषकों से बचाते हैं, न कि स्वयं एक्चुएटर से। सील और शील्ड के अलावा, कस्टम लीनियर एक्चुएटर को पॉजिटिव प्रेशर पोर्ट के साथ डिज़ाइन किया जा सकता है जो यूनिट के अंदर संदूषकों को बाहर निकाल देते हैं, जिससे प्रदर्शन और जीवन चक्र अधिकतम बना रहता है।

लीनियर एक्चुएटर्स का चयन करते समय कई पर्यावरणीय कारकों पर विचार करना आवश्यक है। इनमें परिवेश का तापमान, नमी की उपस्थिति, रसायनों और गैसों (कमरे की हवा के अलावा) के संपर्क में आना, विकिरण, वायु दाब का स्तर (निर्वात में किए जाने वाले अनुप्रयोगों के लिए), स्वच्छता और आस-पास के उपकरण शामिल हैं। उदाहरण के लिए, क्या आस-पास कोई ऐसा उपकरण है जो कंपन उत्पन्न कर सकता है और लीनियर स्टेज के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है?

लीनियर स्टेज की इंग्रेस प्रोटेक्शन (IP) रेटिंग, जो आमतौर पर इसके स्पेसिफिकेशन्स में दी जाती है, यह दर्शाती है कि क्या इसमें विशिष्ट वातावरण से उचित सुरक्षा है। IP रेटिंग, धूल और गंदगी जैसे बाहरी कणों और विभिन्न स्तरों की नमी से सुरक्षा प्रदान करने के लिए एनक्लोजर की सीलों की प्रभावशीलता के परिभाषित स्तर हैं।

आवरण रेटिंग को “IP-“ के बाद दो अंकों के रूप में दर्शाया जाता है। पहला अंक गतिशील भागों और बाहरी वस्तुओं से सुरक्षा की डिग्री को इंगित करता है। दूसरा अंक नमी के विभिन्न स्तरों (बूंदों से लेकर छिड़काव और पूर्ण जलमग्नता तक) के संपर्क से सुरक्षा के स्तर को दर्शाता है।

चयन प्रक्रिया के शुरुआती चरण में ही एक्चुएटर की IP रेटिंग की जाँच करने से, वातावरण के लिए अनुपयुक्त इकाइयों को जल्दी और आसानी से अलग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, IP30 रेटिंग वाला एक्चुएटर नमी से सुरक्षा प्रदान नहीं करता, लेकिन यह उंगली के आकार की वस्तुओं को अंदर जाने से रोकेगा। यदि नमी से सुरक्षा आवश्यक है, तो IP54 जैसी उच्च रेटिंग वाले एक्चुएटर की तलाश करें, जो धूल और पानी के छींटों से सुरक्षा प्रदान करता है। हालांकि, नमी से सुरक्षा न देने वाले एक्चुएटर उन वातावरणों के लिए किफायती विकल्प हो सकते हैं जहाँ प्रदूषकों की कोई चिंता नहीं है।