Doğrusal bir aktüatör, bir montaj, bileşen veya bitmiş bir ürün olabilen bir yükü düz bir çizgide hareket ettirir. Enerjiyi bir harekete veya kuvvete dönüştürür ve basınçlı sıvı veya hava ile ve elektrikle çalıştırılabilir. İşte yaygın doğrusal aktüatörlerin, avantajlarının ve dezavantajlarının bir dökümü.

Nasıl Çalışırlar?

• Pnömatik doğrusal aktüatörler, içi boş bir silindirin içindeki bir pistondan oluşur. Harici bir kompresörden veya manuel pompadan gelen basınç, pistonu silindirin içinde hareket ettirir. Basınç arttıkça, silindir pistonun ekseni boyunca hareket ederek doğrusal bir kuvvet oluşturur. Piston, ya bir geri yaylanma kuvveti ya da pistonun diğer tarafına sıvı verilmesiyle orijinal konumuna geri döner.

• Hidrolik doğrusal aktüatörler, pnömatik aktüatörlere benzer şekilde çalışır, ancak silindiri basınçlı hava yerine bir pompadan gelen sıkıştırılamaz bir sıvı hareket ettirir.

• Elektrikli doğrusal aktüatör elektrik enerjisini torka dönüştürür. Mekanik olarak bağlanan bir elektrik motoru bir kurşun vidayı döndürür. Vidanın dişleriyle eşleşen karşılık gelen dişlere sahip dişli bir kurşun veya bilyalı somun vidayla birlikte dönmesi engellenir. Vida döndüğünde, somun dişler boyunca sürülür. Somunun hareket yönü vidanın hangi yönde döndüğüne bağlıdır ve ayrıca aktüatörü orijinal konumuna geri döndürür.

【Pnömatik Aktüatörler】

Avantajları

• Pnömatik aktüatörlerin faydaları basitliklerinden gelir. Çoğu pnömatik alüminyum aktüatörün, ? ila 8 inç arasında değişen delik boyutlarıyla 150 psi'lik maksimum basınç derecesi vardır ve bu da yaklaşık 30 ila 7.500 lb. kuvvete karşılık gelir. Çelik aktüatörlerin ? ila 14 inç arasında değişen delik boyutlarıyla 250 psi'lik maksimum basınç derecesi vardır ve 50 ila 38.465 lbf arasında değişen kuvvetler üretirler.

• Pnömatik aktüatörler, örneğin 0,1 inç içinde doğruluk ve .001 inç içinde tekrarlanabilirlik sağlayarak hassas doğrusal hareket üretir.

• Pnömatik aktüatörlerin tipik uygulamaları aşırı sıcaklık alanlarını içerir. Tipik bir sıcaklık aralığı -40°F ila 250°F'dir. Güvenlik ve muayene açısından, hava kullanarak pnömatik aktüatörler tehlikeli maddelerin kullanımından kaçınır. Motor eksikliğinden dolayı manyetik parazit oluşturmadıkları için patlama koruması ve makine güvenliği gereksinimlerini karşılarlar.

• Son yıllarda pnömatik, minyatürleştirme, malzemeler ve elektronik ve durum izleme ile entegrasyonda birçok ilerleme kaydetti. Pnömatik aktüatörlerin maliyeti diğer aktüatörlere kıyasla düşüktür. Örneğin Bimba Manufacturing'e göre ortalama bir pnömatik aktüatörün maliyeti 50 ila 150 dolardır. Pnömatik aktüatörler ayrıca hafiftir, minimum bakım gerektirir ve pnömatikleri doğrusal hareketin uygun maliyetli bir yöntemi yapan dayanıklı bileşenlere sahiptir.

Dezavantajları

• Basınç kayıpları ve havanın sıkıştırılabilirliği, pnömatikleri diğer doğrusal hareket yöntemlerinden daha az verimli hale getirir. Kompresör ve hava dağıtım sınırlamaları, daha düşük basınçlardaki işlemlerin daha düşük kuvvetlere ve daha yavaş hızlara sahip olacağı anlamına gelir. Hiçbir şey hareket etmese bile bir kompresör sürekli olarak çalışma basıncında çalışmalıdır.

• Gerçekten verimli olmak için, pnömatik aktüatörler belirli bir iş için boyutlandırılmalıdır. Bu nedenle, diğer uygulamalar için kullanılamazlar. Doğru kontrol ve verimlilik, orantılı regülatörler ve vanalar gerektirir, ancak bu maliyetleri ve karmaşıklığı artırır.

• Hava kolayca ulaşılabilir olsa da, yağ veya yağlama ile kirlenebilir ve bu da duruşa ve bakıma yol açabilir. Şirketler yine de basınçlı hava için ödeme yapmak zorundadır, bu da onu bir sarf malzemesi haline getirir ve kompresör ve hatlar başka bir bakım sorunudur.

【Hidrolik Aktüatörler】

Avantajları

• Hidrolik aktüatörler sağlamdır ve yüksek kuvvet uygulamaları için uygundur. Aynı boyuttaki pnömatik silindirlerden 25 kat daha fazla kuvvet üretebilirler. Ayrıca 4.000 psi'ye kadar basınçlarda çalışırlar.

• Hidrolik motorlar, pnömatik motorlara göre 1 ila 2 hp/lb daha fazla beygir gücü-ağırlık oranına sahiptir.

• Hidrolik aktüatör, sıvıların sıkıştırılamazlığı nedeniyle pompanın daha fazla sıvı veya basınç sağlamasına gerek kalmadan kuvveti ve torku sabit tutabilir

• Hidrolik aktüatörlerin pompaları ve motorları, minimum güç kaybıyla önemli bir mesafeye yerleştirilebilir.

Dezavantajları

• Hidrolikler sıvı sızdırır. Pnömatik aktüatörler gibi, sıvı kaybı daha az verimliliğe yol açar. Ancak, hidrolik sıvı sızıntıları temizlik sorunlarına ve çevredeki bileşenlere ve alanlara potansiyel hasara yol açar.

• Hidrolik aktüatörler, bir sıvı haznesi, motorlar, pompalar, tahliye vanaları ve ısı eşanjörleri ile birlikte gürültü azaltma ekipmanı da dahil olmak üzere birçok tamamlayıcı parça gerektirir. Bu, büyük ve barındırılması zor doğrusal hareket sistemleri oluşturur.

【Elektrikli Aktüatörler】

Avantajları

• Elektrikli aktüatörler en yüksek hassasiyetli kontrol konumlandırmasını sunar. Doğruluk aralığına bir örnek +/- 0,000315 inç ve 0,0000394 inçten daha az tekrarlanabilirliktir. Kurulumları herhangi bir amaç veya kuvvet gereksinimi için ölçeklenebilir ve sessiz, pürüzsüz ve tekrarlanabilirdir.

• Elektrikli aktüatörler ağa bağlanabilir ve hızlı bir şekilde yeniden programlanabilir. Teşhis ve bakım için anında geri bildirim sunarlar.

• Hareket profillerinin tam kontrolünü sağlarlar ve hızı, konumu, torku ve uygulanan kuvveti kontrol etmek için kodlayıcılar içerebilirler.

• Gürültü açısından pnömatik ve hidrolik aktüatörlerden daha sessizdirler.

• Sıvı sızıntısı olmadığından çevresel tehlikeler ortadan kalkar.

Dezavantajları

• Elektrikli bir aktüatörün başlangıç ​​birim maliyeti, pnömatik ve hidrolik aktüatörlerden daha yüksektir. Bimba Manufacturing'den alınan örneğe göre, bir elektrikli aktüatör, tasarımına ve elektroniğine bağlı olarak 150 dolardan 2.000 doların üzerine kadar değişebilir.

• Elektrikli aktüatörler, tehlikeli ve yanıcı alanlarda güvenli olan pnömatik aktüatörlerin aksine, tüm ortamlar için uygun değildir

• Sürekli çalışan bir motor aşırı ısınır ve redüksiyon dişlisindeki aşınma ve yıpranmayı artırır. Motor ayrıca büyük olabilir ve montaj sorunları yaratabilir.

• Seçilen motor, aktüatörün kuvvetini, itme kuvvetini ve hız sınırlarını sabit bir ayara kilitler. Kuvvet, itme kuvveti ve hız için farklı bir değer kümesi isteniyorsa, motor değiştirilmelidir.