Başarılı bir doğrusal hareket sistemi oluşturmak, uygun aktüatörü seçmekle başlar. Farklı boyutlar, teknolojiler ve kaliteler arasında yüzlerce seçenek mevcuttur. İşin püf noktası, en iyi sonuçları verecek aktüatörü seçmektir. Neyse ki, bu göründüğü kadar zor değil. Uygulamanın gereksinimleri, olası aktüatör çözümlerinin sayısını azaltacak ve projenin kısıtlamaları en uygun çözümü belirleyecektir.

Süreç, burada sıralanan bir dizi temel faktörün dikkate alınmasıyla başlar.

Hız

Hız, bir aktüatör seçerken dikkate alınması gereken önemli bir faktördür. Vidalı aktüatörler etkili ve ekonomik bileşenler olsa da, çok yüksek hızlarda, vidanın dönerken eğilmesine neden olan vida kırbacı olarak bilinen bir olgudan muzdariptirler. Vida kırbacı, titreşime ve erken aşınmaya neden olur.

Kritik hız olarak adlandırılan vida kırbacı için eşik değeri, vidanın boyutlarına ve malzemesine bağlıdır. Kritik hız, bilinen denklemler kullanılarak analitik olarak hesaplanabilir. Hız, vidalı aktüatör kullanımı için çok yüksekse, doğrusal motor veya kayış tahrikli aktüatör kullanmayı düşünebilirsiniz.

Yük

Aktüatörün yüke uygun boyutta olması çok önemlidir. Yük kapasitesine göre boyutlandırılırken dikkate alınması gereken birkaç faktör vardır: kılavuz yatakların radyal yük kapasitesi, destek taşıyıcısının moment kapasitesi ve destek yatakları ile bilyalı vidanın eksenel yük kapasitesi. Uygulamanın getirdiği yükleri karşılayacak şekilde tasarlanmış bir aktüatör seçmek önemlidir.

Yaygın bir yanılgı, yalnızca yük kapasitesinin önemli olduğudur ve yük kapasitesi, belirli bir yük altında bir aktüatörün hizmet ömrünü hesaplamayı mümkün kılar. Ancak, aktüatörün çeşitli yük yönlerindeki sertliği gibi diğer faktörlerin de dikkate alınması gerekir. Tasarım ekibi, aktüatörün uygulamada başarılı bir performans gösterip göstermeyeceğini belirlemek için yük sapması hesaplamaları yapabilir.

Dikkate alınması gereken bir diğer faktör de yükün konumlandırılmasıdır. Aktüatör ekseni boyunca uzanan bir taşıyıcının üzerinde duran bir kütle, devrilme momenti uygulayan bir asılı yükten çok farklı kuvvetler uygular. Aktüatörün uygun boyutta ve destekte olduğundan emin olun.

Dikey uygulamalar, yükün konumunu korumak için özel bakım gerektirir. Belirli tasarım parametreleri için, kılavuz vidalar kendiliğinden kilitlenir. Bu, motor arızası durumunda bile geri tahrik edilemeyecekleri anlamına gelir. Bir vidanın kendiliğinden kilitlendiğinden emin olmak için, vidanın verimliliğinin %50'nin altında olması gerekir; verimlilik, kılavuz açısının ve somun ile vida arasındaki sürtünme katsayısının bir fonksiyonudur. Alternatif olarak, kremayer ve pinyon aktüatörler de kullanılabilir.

Kayışlar son yıllarda önemli ölçüde gelişti. Sağlam ve yüksek mühendislikli oldukları için artık eskisi gibi düzenli gerginlik gerektirmiyorlar. Hız ve strok gereksinimleri bir bilyalı vida veya kılavuz vidanın sağlayabileceğinin dışındaysa, kayış tahrikleri iyi bir seçimdir. Dikey bir uygulamada kayış tahriki kullanılıyorsa özel dikkat gösterilmelidir. Güvenlik için yükü yavaşlatmak, durdurmak ve desteklemek amacıyla uygun şekilde bir karşı ağırlık veya fren kullanılması önerilir.

Vuruş Uzunluğu

Dikkate alınması gereken bir diğer faktör strok uzunluğudur. Vidalı aktüatörler etkilidir ve bazı durumlarda 1,5 metreye (1,5 m) kadar stroklar için kullanılabilir. Çok uzun mesafeli vidalı aktüatörlerde kritik hızın aşılmamasına dikkat edilmelidir. Uzun strok uzunlukları için kayış tahrikleri daha iyi seçeneklerdir. Günümüz kayış tahrikleri, az bakım gerektiren yüksek mühendislikli malzemelerdir. 15 metreye (15 m) kadar yüksek mesafelerde kullanılabilirler.

Uzun stroklar için bir diğer seçenek ise doğrusal motorlardır. Esasen açılmış servo motorlar olan doğrusal motorlar, sabit bir mıknatıs yolu boyunca hareket eden bir kuvvetten oluşur. Teoride, yol istenildiği kadar uzun olabilir. Pratik açıdan bakıldığında, doğrusal motorlar hem düz ve dikkatlice hizalanmış bir mıknatıs yolu sağlama gerekliliği hem de mıknatıs maliyetleriyle sınırlıdır. Çok uzun mesafelerde motor kablolarını yönetmek de zor olabilir.

Tekrarlanabilirlik

Her uygulamanın bir tekrarlanabilirlik gereksinimi vardır. Doğru aktüatör seçimi, yalnızca bu gereksinimleri karşılamakla kalmayıp aynı zamanda projenin bütçe ve montaj süresi hedeflerine ulaşmasına da yardımcı olan bir sistem sunar. Vidalı aktüatörler, ±0,0001 ila ±0,003 inç mertebesinde tekrarlanabilirlik sağlar. Bu, kayış tahrikli bir aktüatör için ±0,002 ila ±0,010 inç ile karşılaştırıldığında daha yüksektir.

Optimum seçim, uygulamanın ihtiyaçlarına bağlıdır. Kayış tahrikleri, vidalı aktüatörler kadar iyi performans göstermese de, toleransları daha esnek olan bir uygulama için kayış tahrikleri önemli tasarruf sağlayabilir. Daha zorlu uygulamalar için, doğrusal motor aktüatörleri mikron altı tekrarlanabilirlik sunar.

Görev Döngüsü

Görev döngüsü, ekipman ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Uygulama gereksinimlerini karşılayabilecek bir doğrusal aktüatör seçmek önemlidir. Örneğin, kılavuz vidalar, genellikle paslanmaz çelik ile plastik arasında kayan temas esasına dayanır (uygulamaya bağlı olarak birçok seçenek mevcuttur). Bu, cihazın ömrü boyunca önemli bir aşınmaya neden olur. Sonuç olarak, yüksek yük ve yüksek görev döngüsü gerektiren bir uygulamanız varsa kılavuz vidalardan kaçınılmalıdır.

Bunun yerine, devir daimli bilyalı vidalı aktüatörleri tercih edin. Bu cihazlar kayma sürtünmesi yerine yuvarlanma sürtünmesine sahiptir, bu nedenle daha uzun ömürlüdürler ve ömürleri daha öngörülebilirdir.Ancak bilyalar, özellikle yüksek yüklerde hasar görebilir. Arızaya tahammülü olmayan uygulamalar için planet makaralı vidayı deneyin. Bu cihazlar, aşınmayı en aza indirmek için ağırlığı dağıtır ve bu da onları askeri ve havacılık uygulamaları başta olmak üzere birçok uygulama için ideal kılar. Bütçe dostu uygulamalar için kayış tahrikli bir tahrik de işe yarayabilir.

Çevre

Bir uygulamanın çalışma ortamı, aktüatör seçimini de etkiler. Temiz oda ortamında, vidalı aktüatörlerden kaçının. Metal-plastik teması, temiz oda derecelendirmesini tehlikeye atacak partiküller üretir.

Öte yandan, aşırı kirli ortamlar aktüatörlere zarar verebilir. Çubuk tipi aktüatörlerde vida, muhafazaya gömülüdür. Sonuç olarak, çubuk tipi aktüatörler, kirlilik ve sıvı bulunan ortamlarda oldukça güvenlidir. Çubuksuz aktüatörlerde ise yük, vidaya bağlanması gereken bir taşıyıcı üzerindedir ve bu da aktüatörü kirliliğe maruz bırakabilir..

Sonuç olarak, temel teknoloji ister vidalı aktüatör ister doğrusal motor olsun, çubuksuz aktüatörler özel önlemler gerektirir. IP sınıfı bileşenler arayın. Girişi azaltmak için yarığı aşağı bakacak şekilde monte etmeyi düşünün. Yağlamanın, zamanla yüzeylere zarar verecek şekilde parçacıkları hapsedebileceğini ve tutabileceğini unutmayın.

Çevreyle ilgili göz önünde bulundurulması gereken bir diğer faktör de mevcut alan miktarıdır. Dünyanın en iyi aktüatörü bile, mevcut alana sığmıyorsa işe yaramaz. Yeterli alan olduğundan emin olmak için aktüatörleri tasarım aşamasının başlarında belirleyin. Kompakt bir form faktöründe ihtiyaç duyduğunuz özellikleri sağlayabilecek tüm faktörlerden yararlanmak için tedarikçinizle yakın iş birliği içinde çalışın.

Bütçe

Fiyatlandırma hedeflerini her zaman akılda tutmak önemlidir. Lineer motorlar en pahalı olanlardır, ardından vidalı aktüatörler (planet vida, bilyalı vida ve kılavuz vida) gelir. Kayış tahrikleri ise en ekonomik olanlardır.

Mühendislik her zaman ödünleşimleri içerir. Yukarıdaki liste, aktüatör seçiminde ilk adımdır. Herhangi bir uygulama için özel kısıtlamalar, örneğin bütçenin performanstan daha önemli olduğu veya görev döngüsünün hızdan daha önemli olduğu anlamına gelebilir. Bir aktüatörü belirleme sürecine tasarım aşamasının mümkün olduğunca erken bir aşamasında başlayın. Standart bileşenlerle çalışmaya çalışın. Bunlardan hiçbiri ihtiyaçlarınızı karşılamıyorsa, işi görecek özel bir ürün geliştirme konusunda tedarikçinizle görüşün.