जब रैखिक एक्चुएटर्स की बात आती है, तो विद्युत-यांत्रिक उपकरण अपनी गति, सटीकता और आकार के कारण अपने वायवीय समकक्षों की तुलना में अधिक पसंद किए जाने वाले विकल्प बन रहे हैं।

हाल के वर्षों में, फ़ैक्टरी और कंपनी प्रबंधकों की ओर से फ़ैक्टरी ऑटोमेशन उपकरणों में इलेक्ट्रिक रॉड-स्टाइल एक्ट्यूएटर्स का ज़्यादा और न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स का कम इस्तेमाल करने की माँग ज़ोरदार रही है। इस बदलाव के पीछे कई कारक हैं, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण हैं बढ़ती ज़रूरतें:

• उच्च परिशुद्धता में सक्षम इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स के साथ मशीन के प्रदर्शन में सुधार करें।
• इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स वाले उपकरणों के आकार को कम करें, जिन्हें न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स के समान थ्रस्ट प्रदान करने के लिए केवल एक-चौथाई स्थान की आवश्यकता होती है।
• ऊर्जा का अधिक कुशलता से उपयोग करें, क्योंकि इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर्स को दबाव बनाए रखने के लिए 24/7 चलने वाले एयर कंप्रेसर की आवश्यकता नहीं होती है।
• रखरखाव और स्वामित्व की कुल लागत को कम करें, क्योंकि इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स कम घटकों का उपयोग करते हैं, कंप्रेसर की आवश्यकता नहीं होती है, और हवा का रिसाव नहीं होता है।

एक बार जब न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स को इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रकारों से बदलने का निर्णय हो जाता है, तो अगला कदम कई ब्रांडों में से सही इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स का चयन करना होता है। हालाँकि मूलभूत थ्रस्ट विनिर्देश समान हो सकते हैं, लेकिन जीवनचक्र प्रदर्शन, रखरखाव और पर्यावरणीय प्रतिरोध के क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अंतर मौजूद हैं।

सामान्यतः, बॉल स्क्रू का व्यास जितना बड़ा होगा, थ्रस्ट क्षमता उतनी ही अधिक होगी। हालाँकि, इसके लिए थ्रस्ट बेयरिंग और एक्सटेंशन ट्यूब, आंतरिक बॉल नट, बेयरिंग हाउसिंग और वाइपर हाउसिंग सहित सभी स्थिरीकरण बिंदुओं का उचित संयोजन आवश्यक है। अन्यथा, थ्रस्ट में कोई भी वृद्धि सिस्टम के जीवनकाल की कीमत पर होगी। यदि कोई घटक अपने भार को संभालने में बहुत कमज़ोर है, तो वह बहुत तेज़ी से खराब हो जाएगा या क्षतिग्रस्त भी हो सकता है।

आपके पास दो एक्ट्यूएटर हो सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक में 16 मिमी का बॉल स्क्रू लगा हो और जो 750 न्यूटन का थ्रस्ट प्रदान करता हो, और उदाहरण के लिए, एक की यात्रा अवधि 2,000 किमी हो सकती है, जबकि दूसरा 8,000 किमी की यात्रा प्रदान करता हो। अंतर इस बात में है कि बॉल स्क्रू और अन्य घटक एक-दूसरे से कितनी अच्छी तरह जुड़े हुए हैं।

इसके अलावा, बड़े बॉल-स्क्रू व्यास के कारण, जो लागत और फ़ुटप्रिंट से संबंधित होते हैं, बॉल स्क्रू और अन्य घटकों को उचित रूप से संयोजित करने से दोनों ही कम हो जाते हैं। 3,200 न्यूटन बल की अनुप्रयोग आवश्यकता को पूरा करने के लिए, एक विक्रेता 20 मिमी व्यास वाले बॉल स्क्रू का उपयोग कर सकता है, जबकि दूसरा विक्रेता, जिसके घटक उचित रूप से संयोजित हों, 12 मिमी व्यास वाले स्क्रू से समान थ्रस्ट प्राप्त कर सकता है। इस प्रकार, बाद वाले बॉल स्क्रू का आकार प्रदर्शन से समझौता किए बिना छोटा किया जा सकता है।

बॉल स्क्रू को अन्य घटकों के साथ उचित रूप से संयोजित करने से एक्ट्यूएटर का जीवनकाल महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित होता है, और जब इसे कैरियर डिज़ाइन के साथ जोड़ा जाता है, तो ये दोनों कारक परिशुद्धता और भार क्षमता पर सबसे अधिक प्रभाव डालते हैं। एक्ट्यूएटर डिज़ाइन का एक अन्य लक्ष्य रेडियल और लेटरल फ्री प्ले को कम करना है। इसे प्रभावित करने वाले कारक हैं कैरियर बॉडी का व्यास, संपर्क सतह क्षेत्र, और सपोर्ट लेग्स का उपयोग। उदाहरण के लिए, एक बड़ा कैरियर बॉडी, साइड-लोड स्थितियों में सतह संपर्क क्षेत्र को अधिकतम करके बड़े बाहरी रेडियल भार को सहन करता है। इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स को साइड लोड करने की क्षमता प्रदर्शन, परिशुद्धता और सघनता को उस स्तर तक बढ़ा देती है जो न्यूमेटिक या हाइड्रोलिक एक्ट्यूएटर्स के साथ प्राप्त नहीं किया जा सकता।

यद्यपि सतह क्षेत्र को अधिकतम करने से रेडियल और पार्श्व भार क्षमता में सुधार होता है, लेकिन यह आवश्यक रूप से स्थिरता में सहायक नहीं होता। इसे अक्सर ऊँचे पैरों को खांचेदार चैनलों (ऊपर की छवि में तीन) में लॉक करके ठीक किया जाता है। ये सहायक पैर कंपन को कम करते हैं, जो शोर बढ़ा सकते हैं और घिसाव में योगदान कर सकते हैं। अधिकांश डिज़ाइनों में एक या दो ऐसी लकीरें होती हैं, जिससे कुछ ढीलापन दूर हो जाता है, लेकिन समय के साथ सिस्टम के घिसने पर क्लिक की आवाज़ें उत्पन्न हो सकती हैं। हालाँकि, दो के बजाय चार पैरों का उपयोग करने से घिसाव और शोर कम होता है, जिससे अधिक प्रभावी और टिकाऊ घूर्णन-रोधी सुरक्षा मिलती है। साथ ही, अतिरिक्त पैर बिना चिपके वापसी गति सुनिश्चित करते हैं, जिससे घिसाव के कारण होने वाला ढीलापन और भी कम हो जाता है।

इसके अतिरिक्त, इन वाहक पैरों को बाहर की ओर मोड़ने से रेडियल प्रीलोड बनता है, जिससे थ्रस्ट ट्यूब में खिंचाव कम होता है। यह वाहक बॉडी और बॉल नट को भी केंद्र में रखता है, जिससे वाहक को एक्सट्रूज़न से जोड़ने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और उपकरण के जीवनकाल में होने वाले घिसाव की भरपाई हो जाती है। सब कुछ संरेखित रखने से एकसमान निष्क्रिय टॉर्क के लिए एक्ट्यूएटर को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता कम हो जाती है।

घिसाव कम करने और शोर कम करने के लिए नज़दीकी सहनशीलता बेहद ज़रूरी है। लेकिन अगर हवा का कोई गैप न हो, तो एक्ट्यूएटर्स तेज़ गति से चलने पर दबाव बनता है। इससे ज़्यादा गरमी होती है, जिससे स्नेहन संबंधी समस्याएँ और टिकाऊपन से जुड़ी अन्य समस्याएँ पैदा होती हैं। इस समस्या से निपटने के लिए, कैरियर लेग्स पर दो मेल की फ़ीचर्स को बाकी दो से नीचे रखें—थॉमसन अपने कई एक्ट्यूएटर्स के साथ यही तरीका अपनाता है। इससे दबाव बढ़ने से रोकने के लिए पर्याप्त गैप मिलता है। जैसा कि ऊपर दी गई तस्वीर में देखा जा सकता है, कैरियर लेग्स पर लंबवत स्थित दो मेल की फ़ीचर्स बाकी दो से नीचे हैं।

रख-रखाव

रखरखाव में आसानी जीवनचक्र प्रदर्शन को प्रभावित करती है और उत्पादकता लाभ में योगदान देती है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स अपने स्नेहन और मोटर संचालन में भिन्न होते हैं। अधिकांश एक्ट्यूएटर्स स्नेहन के लिए पुर्ज़ों को 60% से 70% तक आंशिक रूप से उजागर करने के लिए पीछे हट जाते हैं। तकनीशियन कैप हटाते हैं, स्नेहन की आवश्यकता वाले पुर्ज़ों का पता लगाते हैं, ग्रीस लगाते हैं, और इस प्रक्रिया को दोहराने की आवश्यकता हो सकती है।

हालाँकि, एक बेहतर तरीका यह है कि ट्यूब को पूरी तरह से फैलाया या सिकोड़ा जाए, जिससे सभी पुर्जे अधिकतम प्रदर्शन के लिए खुले रहें। इससे कंपनियाँ स्वचालित स्नेहन का उपयोग कर सकती हैं। इसके अलावा, स्नेहन निप्पल का उपयोग करने से ढक्कन हटाने की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी, जिससे रखरखाव और भी आसान हो जाएगा।

मोटर को मैकेनिकल एक्ट्यूएटर से जोड़ने में लगने वाले समय को कम करके रखरखाव में भी तेज़ी लाई जा सकती है। पारंपरिक रूप से मोटर को समानांतर रूप से लगाने में 20 से 25 मिनट लगते हैं। मोटर लगाने के बाद, तकनीशियन को बेल्ट के उचित तनाव और संरेखण के लिए इसे समायोजित करने हेतु विभिन्न उपकरणों का उपयोग करना होगा। इसके लिए कम से कम 12 चरणों की आवश्यकता होती है।

हालाँकि, अगर एक्ट्यूएटर पहले से इकट्ठे समानांतर समाधान के साथ आता है, तो असेंबली के दौरान बेल्ट को पहले से तनाव दिया जा सकता है, जिससे बहु-चरणीय तनाव समायोजन की आवश्यकता समाप्त हो जाती है—मोटर को केवल तीन चरणों में बोल्ट से जोड़ा और उपयोग किया जा सकता है। इनलाइन माउंटिंग के लिए, पहले से इकट्ठे समाधान के लाभ समान हैं, हालाँकि उतने नाटकीय नहीं।

इसके अतिरिक्त, स्ट्रैडल-माउंट बियरिंग्स का उपयोग करने से गलत संरेखण का जोखिम समाप्त हो जाता है। यह मोटर शाफ्ट को रेडियल भार से भी बचाता है, जिससे शोर कम होता है और एक्ट्यूएटर का जीवनकाल बढ़ता है।

पर्यावरण प्रतिरोध

इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स कठोर परिस्थितियों, पर्यावरण और बार-बार होने वाले उच्च-दाब वाशडाउन को झेलने की अपनी क्षमता में भिन्न होते हैं। यह बाहरी प्रोफ़ाइल, सामग्री के चुनाव और सीलिंग विधियों पर निर्भर करता है।

चिकनी सतह वाली प्रोफाइल, नालीदार सतहों की तुलना में ज़्यादा साफ़ होती हैं क्योंकि उन पर धूल और तरल पदार्थ जमा नहीं होते। इसलिए, ये कठोर वातावरण के लिए ज़्यादा उपयुक्त होती हैं जहाँ बार-बार धुलाई की ज़रूरत होती है। हालाँकि, चिकने बाहरी आवरण के कुछ नुकसान भी हो सकते हैं। अगर ऐसे अनुप्रयोगों में इस्तेमाल किया जाता है जहाँ सेंसर अटैचमेंट की ज़रूरत होती है, तो सेंसर को जोड़ने के लिए एक अतिरिक्त प्लास्टिक ऐड-ऑन की ज़रूरत पड़ सकती है।

पर्यावरणीय प्रतिरोध एक्सटेंशन ट्यूब की सामग्री संरचना पर भी निर्भर करता है। अधिकांश प्रणालियाँ क्रोम स्टील का उपयोग करती हैं, लेकिन कठोर वातावरण के लिए स्टेनलेस स्टील ज़्यादा बेहतर विकल्प है।

पर्यावरण के प्रति प्रतिरोध का एक प्रमुख संकेतक प्रवेश सुरक्षा (आईपी) कोड है। उदाहरण के लिए, 65 की आईपी रेटिंग का अर्थ है कि उपकरण धूलरोधी है और किसी भी दिशा से आने वाले कम दबाव वाले पानी के जेट से सुरक्षित है, जैसा कि खाद्य और पेय उद्योग में धुलाई के दौरान पाया जा सकता है। केवल कुछ ही इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर इस रेटिंग को पूरा करते हैं, लेकिन संक्षारक वातावरण में यह महत्वपूर्ण है। 54 की आईपी रेटिंग छींटे पड़ने वाले पानी से कुछ सुरक्षा और धूल से 100% से कम सुरक्षा प्रदान करती है, जिससे यह कुछ धुलाई अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य हो जाती है, लेकिन दबाव की स्थिति में नहीं। 40 की आईपी रेटिंग, जो रैखिक एक्ट्यूएटर में सामान्य है, यह दर्शाती है कि इसमें धूल या तरल पदार्थों से कोई सुरक्षा नहीं है।

उच्च आईपी रेटिंग मुख्यतः बेहतर सील के इस्तेमाल पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, थॉमसन अपने इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स पर मोटर माउंट सहित हर कम्पार्टमेंट को सील करता है। सभी गैस्केट भी सीलबंद होने चाहिए और माउंटिंग प्लेट पर रुकने के बजाय मोटर तक पूरी तरह से फैले होने चाहिए।

गति नियंत्रण की अगली पीढ़ी

जैसे-जैसे बाज़ार में उच्च उत्पादकता, कम समय में बदलाव, बढ़ी हुई विश्वसनीयता, ज़्यादा ऊर्जा बचत और कम रखरखाव व परिचालन लागत की माँग बढ़ रही है, ज़्यादा से ज़्यादा डिज़ाइनर और अंतिम उपयोगकर्ता न्यूमेटिक एक्ट्यूएटर्स की बजाय इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स का इस्तेमाल कर रहे हैं। परिष्कृत गति नियंत्रण की आवश्यकता वाली मशीनों के लिए, इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्ट्यूएटर्स ही व्यावहारिक रूप से एकमात्र विकल्प हैं। लेकिन साधारण रेखीय गति वाले कार्यों के लिए भी, गति-नियंत्रण डिज़ाइनर और उपयोगकर्ता कम और/या आसान रखरखाव, ज़्यादा ऊर्जा बचत और स्वच्छ संचालन के कारण इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएशन की ओर ज़्यादा आकर्षित होते हैं।

विभिन्न ब्रांड के इलेक्ट्रिक एक्ट्यूएटर्स की सावधानीपूर्वक तुलना करके और भी अधिक लाभ प्राप्त किए जा सकते हैं। "भार वहन क्षमता" की व्याख्या हमेशा सिस्टम के घोषित जीवनकाल और स्थान की आवश्यकताओं के संदर्भ में करें। इन क्षेत्रों में वास्तविक समझौते होते हैं। वाहक डिज़ाइन सटीकता के साथ-साथ पार्श्व और घूर्णी भार वहन क्षमताओं को भी प्रभावित करता है, इसलिए इस बात पर पूरा ध्यान दें कि वाहक चैनल में कैसे सुरक्षित है, और किसी भी मार्गदर्शन तंत्र के आकार और माप पर भी।

बेहतर तंत्र और पुर्जे, जैसे कि सपोर्ट लेग और लेग डिज़ाइन, जिन्हें बेहतर पकड़ के लिए घुमावदार बनाया जा सकता है, सटीकता और घिसाव को बेहतर बनाएंगे। और उपयुक्त बाहरी प्रोफ़ाइल, सामग्री का चुनाव और सीलिंग रणनीति पर्यावरणीय प्रतिरोध के प्रमुख कारक हैं। चिकनी प्रोफ़ाइल, स्टेनलेस स्टील सामग्री और उच्च IP रेटिंग आमतौर पर सबसे अच्छी सुरक्षा प्रदान करती हैं।