जब लीनियर एक्चुएटर्स की बात आती है, तो अपनी गति, सटीकता और आकार के कारण इलेक्ट्रोमैकेनिकल उपकरण अपने वायवीय समकक्षों की तुलना में अधिक पसंदीदा विकल्प बनते जा रहे हैं।

हाल के वर्षों में, कारखाने और कंपनी प्रबंधकों की ओर से कारखाने के स्वचालन उपकरणों में अधिक इलेक्ट्रिक रॉड-शैली के एक्चुएटर्स और कम न्यूमेटिक एक्चुएटर्स के उपयोग की मांग तेज हो गई है। इस परिवर्तन के कई कारण हैं, लेकिन सबसे महत्वपूर्ण कारणों में निम्नलिखित बढ़ती आवश्यकताएं शामिल हैं:

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

न्यूमेटिक एक्चुएटर्स को इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर्स से बदलने का निर्णय लेने के बाद, अगला कदम कई ब्रांडों में से सही इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर का चयन करना है। हालांकि मूलभूत थ्रस्ट विनिर्देश समान हो सकते हैं, लेकिन जीवनकाल प्रदर्शन, रखरखाव और पर्यावरणीय प्रतिरोध के क्षेत्रों में महत्वपूर्ण अंतर मौजूद हैं।

सामान्य तौर पर, बॉल स्क्रू का व्यास जितना बड़ा होगा, थ्रस्ट क्षमता उतनी ही अधिक होगी। हालांकि, इसके लिए थ्रस्ट बेयरिंग और एक्सटेंशन ट्यूब, इनर बॉल नट, बेयरिंग हाउसिंग और वाइपर हाउसिंग सहित सभी फिक्सेशन पॉइंट्स का सही मिलान आवश्यक है। अन्यथा, थ्रस्ट में किसी भी प्रकार की वृद्धि सिस्टम के जीवनकाल को कम कर देगी। भार को संभालने में असमर्थ कोई भी घटक बहुत जल्दी घिस जाएगा या क्षतिग्रस्त भी हो सकता है।

आपके पास दो एक्चुएटर हो सकते हैं, जिनमें से प्रत्येक में 16 मिमी का बॉल स्क्रू लगा हो और जो 750 एन का थ्रस्ट प्रदान करते हों। उदाहरण के लिए, एक एक्चुएटर की यात्रा अवधि 2,000 किमी हो सकती है, जबकि दूसरा 8,000 किमी तक चल सकता है। अंतर इस बात पर निर्भर करता है कि बॉल स्क्रू और अन्य घटक एक दूसरे के साथ कितनी अच्छी तरह से जुड़े हुए हैं।

इसके अलावा, बॉल स्क्रू के बड़े व्यास से लागत और आकार दोनों बढ़ते हैं, इसलिए बॉल स्क्रू और अन्य घटकों का सही संयोजन इन दोनों को कम करता है। 3,200 N बल की आवश्यकता को पूरा करने के लिए, एक विक्रेता 20 मिमी व्यास वाले बॉल स्क्रू का उपयोग कर सकता है, जबकि दूसरा विक्रेता, जो घटकों का सही संयोजन करता है, 12 मिमी व्यास वाले स्क्रू से समान बल प्राप्त कर सकता है। इस प्रकार, बाद वाले बॉल स्क्रू का आकार प्रदर्शन को प्रभावित किए बिना छोटा किया जा सकता है।

बॉल स्क्रू को अन्य घटकों के साथ ठीक से जोड़ना एक्चुएटर के जीवनकाल को काफी प्रभावित करता है, और कैरियर डिज़ाइन के साथ मिलकर, ये दोनों कारक सटीकता और भार वहन क्षमता पर सबसे अधिक प्रभाव डालते हैं। एक्चुएटर डिज़ाइन का एक अन्य लक्ष्य रेडियल और पार्श्व मुक्त गति को कम करना है। इसे प्रभावित करने वाले कारक कैरियर बॉडी का व्यास, संपर्क सतह क्षेत्र और सपोर्ट लेग्स का उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, एक बड़ी कैरियर बॉडी साइड-लोड स्थितियों में सतह संपर्क क्षेत्र को अधिकतम करके अधिक बाहरी रेडियल भार को सहन कर सकती है। इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स को साइड लोड करने की क्षमता प्रदर्शन, सटीकता और सघनता को उस स्तर तक बढ़ा देती है जो न्यूमेटिक या हाइड्रोलिक एक्चुएटर्स के साथ संभव नहीं है।

सतह क्षेत्र को अधिकतम करने से रेडियल और पार्श्व भार वहन क्षमता में सुधार होता है, लेकिन इससे स्थिरता में सुधार होना आवश्यक नहीं है। इस समस्या को अक्सर खांचेदार चैनलों में ऊंचे पैरों को लॉक करके हल किया जाता है (ऊपर दिए गए चित्र में तीन)। ये सहायक पैर कंपन को कम करते हैं, जिससे शोर कम होता है और घिसाव भी कम होता है। अधिकांश डिज़ाइनों में एक या दो ऐसे खांचे होते हैं, जिससे कुछ हद तक ढीलापन कम हो जाता है, लेकिन समय के साथ घिसने पर क्लिक करने जैसी आवाज़ें आ सकती हैं। हालांकि, 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 अटके वापसी गति सुनिश्चित करते हैं, जिससे घिसाव के कारण होने वाला ढीलापन और भी कम हो जाता है।

इसके अतिरिक्त, इन कैरियर लेग्स को बाहर की ओर मोड़ने से रेडियल प्रीलोड बनता है, जिससे थ्रस्ट ट्यूब में ढीलापन कम हो जाता है। यह कैरियर बॉडी और बॉल नट को भी केंद्र में रखता है, जिससे कैरियर को एक्सट्रूज़न में शिम करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है और डिवाइस के जीवनकाल में होने वाले घिसाव की भरपाई हो जाती है। सभी चीज़ों को सही संरेखण में रखने से स्थिर निष्क्रिय टॉर्क के लिए एक्चुएटर को कैलिब्रेट करने की आवश्यकता कम हो जाती है।

घिसावट कम करने और शोर घटाने के लिए सटीक मापन अत्यंत महत्वपूर्ण है। लेकिन यदि हवा का अंतराल बिल्कुल न हो, तो उच्च गति पर चलने वाले एक्चुएटर्स में दबाव बढ़ जाता है। इससे अत्यधिक गर्मी उत्पन्न होती है, जिससे स्नेहन संबंधी समस्याएं और अन्य टिकाऊपन संबंधी समस्याएं उत्पन्न होती हैं। इस समस्या को दूर करने के लिए, कैरियर लेग्स पर स्थित दो मेल की विशेषताओं को शेष दो की तुलना में नीचे रखें—थॉमसन कंपनी अपने कई एक्चुएटर्स में यही तरीका अपनाती है। इससे दबाव को बढ़ने से रोकने के लिए पर्याप्त अंतराल मिल जाता है। जैसा कि ऊपर दिए गए चित्र में देखा जा सकता है, कैरियर लेग्स पर लंबवत स्थित दो मेल की विशेषताएं शेष दो की तुलना में नीचे हैं।

रख-रखाव

रखरखाव में आसानी से कार्य-प्रदर्शन प्रभावित होता है और उत्पादकता में वृद्धि होती है। इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर्स के स्नेहन और मोटर संचालन में भिन्नता होती है। अधिकांश एक्चुएटर्स स्नेहन के लिए 60% से 70% तक पुर्जों को आंशिक रूप से उजागर करने के लिए पीछे हट जाते हैं। तकनीशियन कैप हटाते हैं, स्नेहन की आवश्यकता वाले पुर्जों का पता लगाते हैं, ग्रीस डालते हैं, और इस प्रक्रिया को दोहराने की आवश्यकता हो सकती है।

हालांकि, एक बेहतर तरीका यह है कि ट्यूब को पूरी तरह से फैलाया या सिकोड़ा जाए, जिससे सभी घटक अधिकतम दृश्यता के लिए दिखाई दें। इससे कंपनियां स्वचालित स्नेहन का उपयोग कर सकती हैं। इसके अलावा, स्नेहन निप्पल का उपयोग करने से ढक्कन को हटाने की आवश्यकता समाप्त हो जाएगी, जिससे रखरखाव और भी सरल हो जाएगा।

मोटर को मैकेनिकल एक्चुएटर से जोड़ने में लगने वाले समय को हटाकर रखरखाव प्रक्रिया को भी तेज किया जा सकता है। पारंपरिक रूप से मोटर को समानांतर कॉन्फ़िगरेशन में माउंट करने में 20 से 25 मिनट लगते हैं। मोटर माउंट हो जाने के बाद, तकनीशियन को बेल्ट के सही तनाव और संरेखण के लिए इसे समायोजित करने के लिए कई उपकरणों का उपयोग करना पड़ता है। इसमें कम से कम 12 चरण लगते हैं।

हालांकि, यदि एक्चुएटर पहले से असेंबल किए गए पैरेलल सॉल्यूशन के साथ आता है, तो असेंबली के दौरान बेल्ट को पहले से ही टाइट किया जा सकता है, जिससे बार-बार टेंशन एडजस्ट करने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है—मोटर को केवल तीन चरणों में बोल्ट लगाकर उपयोग में लाया जा सकता है। इनलाइन माउंटिंग के लिए, पहले से असेंबल किए गए सॉल्यूशन के लाभ समान हैं, हालांकि उतने प्रभावशाली नहीं हैं।

इसके अतिरिक्त, स्ट्रैडल-माउंट बेयरिंग का उपयोग करने से मिसअलाइनमेंट का खतरा समाप्त हो जाता है। यह मोटर शाफ्ट को रेडियल लोड से भी बचाता है, जिससे शोर कम होता है और एक्चुएटर का जीवनकाल और बढ़ जाता है।

पर्यावरण प्रतिरोध

इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर्स कठोर परिस्थितियों, वातावरण और बार-बार उच्च दबाव वाले धुलाई को सहन करने की अपनी क्षमता में भिन्न होते हैं। यह बाहरी बनावट, सामग्री के चयन और सीलिंग विधियों पर निर्भर करता है।

चिकनी सतह वाले प्रोफाइल खांचेदार सतहों की तुलना में अधिक साफ होते हैं क्योंकि उन पर धूल और तरल पदार्थ जमा नहीं होते। इसलिए, ये उन कठोर वातावरणों के लिए अधिक उपयुक्त हैं जहां बार-बार धुलाई की आवश्यकता होती है। हालांकि, चिकनी सतह होने का एक नुकसान भी हो सकता है। यदि इनका उपयोग सेंसर लगाने वाले अनुप्रयोगों में किया जाता है, तो सेंसर को जोड़ने के लिए एक अतिरिक्त प्लास्टिक पार्ट की आवश्यकता हो सकती है।

पर्यावरणीय प्रतिरोध क्षमता एक्सटेंशन ट्यूब की सामग्री संरचना पर भी निर्भर करती है। अधिकांश प्रणालियों में क्रोम स्टील का उपयोग किया जाता है, लेकिन कठोर वातावरण के लिए स्टेनलेस स्टील कहीं बेहतर विकल्प है।

पर्यावरण के प्रति प्रतिरोधकता का एक प्रमुख संकेतक इनग्रेस प्रोटेक्शन (IP) कोड है। उदाहरण के लिए, 65 की IP 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 हो सकता है। कुछ ही इलेक्ट्रिक एक्चुएटर इस रेटिंग को पूरा करते हैं, लेकिन संक्षारक वातावरण में यह अत्यंत महत्वपूर्ण है। 54 की IP रेटिंग छींटों वाले पानी से कुछ हद तक सुरक्षा प्रदान करती है और धूल से 100% सुरक्षा नहीं देती, इसलिए यह कुछ धुलाई अनुप्रयोगों के लिए स्वीकार्य है, लेकिन दबाव की स्थिति में नहीं। 40 की IP रेटिंग, जो रैखिक एक्चुएटरों में आम है, का अर्थ है कि इसमें धूल या तरल पदार्थ से कोई सुरक्षा नहीं है।

उच्च आईपी रेटिंग मुख्य रूप से बेहतर सील के उपयोग पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, थॉमसन अपने इलेक्ट्रोमैकेनिकल एक्चुएटर्स पर मोटर माउंट सहित प्रत्येक कंपार्टमेंट को सील करता है। सभी गैसकेट भी सील किए जाने चाहिए और माउंटिंग प्लेट पर रुकने के बजाय मोटर तक पूरी तरह से फैले होने चाहिए।

मोशन कंट्रोल की अगली पीढ़ी

जैसे-जैसे बाज़ार में उच्च उत्पादकता, कम परिवर्तन समय, बढ़ी हुई विश्वसनीयता, अधिक ऊर्जा बचत और कम रखरखाव एवं परिचालन लागत की मांग बढ़ रही है, वैसे-वैसे अधिक से अधिक डिज़ाइनर और अंतिम उपयोगकर्ता वायवीय एक्चुएटर्स के स्थान पर विद्युतयांत्रिक एक्चुएटर्स का उपयोग कर रहे हैं। परिष्कृत गति नियंत्रण की आवश्यकता वाली मशीनों के लिए, विद्युतयांत्रिक एक्चुएटर्स व्यावहारिक रूप से एकमात्र विकल्प हैं। लेकिन सरल रैखिक गति कार्यों के लिए भी, गति नियंत्रण डिज़ाइनर और उपयोगकर्ता कम और/या आसान रखरखाव, अधिक ऊर्जा बचत और स्वच्छ संचालन के कारण विद्युत एक्चुएशन को प्राथमिकता दे रहे हैं।

विभिन्न ब्रांडों के इलेक्ट्रिक एक्चुएटर्स की सावधानीपूर्वक तुलना करके और भी अधिक लाभ प्राप्त किए जा सकते हैं। "भार वहन क्षमता" को हमेशा सिस्टम के निर्धारित जीवनकाल और स्थान संबंधी आवश्यकताओं के संदर्भ में ही समझें। इन क्षेत्रों में वास्तविक समझौते करने पड़ते हैं। कैरियर का डिज़ाइन सटीकता के साथ-साथ पार्श्व और घूर्णी भार वहन क्षमताओं को भी प्रभावित करता है, इसलिए इस बात पर विशेष ध्यान दें कि कैरियर को चैनल में कैसे सुरक्षित किया गया है, और किसी भी मार्गदर्शन तंत्र के आकार और आकृति पर भी।

बेहतर पकड़ के लिए घुमावदार आकार वाले सपोर्ट लेग्स और लेग डिज़ाइन जैसे उन्नत तंत्र और पुर्जे सटीकता और घिसावट में सुधार करेंगे। उपयुक्त बाहरी प्रोफाइल, सामग्री का चुनाव और सीलिंग रणनीति पर्यावरणीय प्रतिरोध के लिए महत्वपूर्ण कारक हैं। चिकने प्रोफाइल, स्टेनलेस स्टील सामग्री और उच्च आईपी रेटिंग सर्वोत्तम सुरक्षा प्रदान करते हैं।