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

Süreç, burada listelenen temel faktörler serisini değerlendirmekle başlar.

Hız

Aktüatör seçerken hız önemli bir faktördür. Vidalı tip aktüatörler etkili ve ekonomik bileşenler olsa da, çok yüksek hızlarda vidanın dönerken dışa doğru bükülmesi olarak bilinen bir olgudan muzdariptirler. Vidalı bükülme titreşime ve erken aşınmaya neden olur.

Vidalı aktüatörün titreşim eşiği, yani kritik hız, vidanın boyutlarına ve malzemesine bağlıdır. Kritik hız, bilinen denklemler kullanılarak analitik olarak hesaplanabilir. Eğer hız, vidalı tip aktüatörün kullanımı için çok yüksekse, doğrusal motor veya kayış tahrikli aktüatör düşünülebilir.

Yük

Aktüatörün yüke uygun boyutta olması çok önemlidir. Yük kapasitesi için boyutlandırma yapılırken dikkate alınması gereken birkaç faktör vardır: kılavuz yataklarının radyal yük kapasitesi, destek kızağının moment kapasitesi ve destek yataklarının ve bilyalı vidanın eksenel yük kapasitesi. Uygulamanın sunduğu yükleri karşılayacak şekilde tasarlanmış bir aktüatör seçmek önemlidir.

Yaygın bir yanılgı, yalnızca yük taşıma kapasitesinin önemli olduğudur ve yük taşıma kapasitesi, belirli bir yük altında bir aktüatörün hizmet ömrünü hesaplamayı mümkün kılar. Bununla birlikte, aktüatörün çeşitli yük yönlerindeki rijitliği gibi diğer faktörler de dikkate alınmalıdır. Tasarım ekibi, aktüatörün uygulamada başarılı bir şekilde çalışıp çalışmayacağını belirlemek için yük-deformasyon hesaplamaları yapabilir.

Dikkate alınması gereken bir diğer faktör de yükün konumlandırılmasıdır. Aktüatörün ekseni boyunca hareket eden bir taşıyıcının üzerine yerleştirilen bir kütle, devrilme momenti uygulayan sarkıt bir yükten çok farklı kuvvetler oluşturur. Aktüatörün uygun boyutta ve desteklendiğinden emin olun.

Dikey uygulamalarda yükün konumunu korumak için özel dikkat gereklidir. Belirli tasarım parametreleri için, vidalı miller kendiliğinden kilitlenir. Bu, motor arızası durumunda bile geri döndürülemeyecekleri anlamına gelir. Bir vidanın kendiliğinden kilitlendiğinden emin olmak için, vidanın verimliliğinin %50'nin altında olması gerekir; verimlilik, vida açısı ve somun ile vida arasındaki sürtünme katsayısının bir fonksiyonudur. Alternatif olarak, kremayer ve pinyon aktüatörleri de kullanılabilir.

Kayış tahrik sistemleri son yıllarda önemli ölçüde gelişti. Sağlam ve yüksek mühendislik ürünü oldukları için artık eskiden olduğu gibi düzenli gerdirme gerektirmiyorlar. Hız ve strok gereksinimleri bilyalı vida veya kurşun vidanın sağlayabileceğinin dışındaysa, kayış tahrik sistemleri iyi bir seçimdir. Kayış tahrik sistemi dikey uygulamalarda 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 sonraki faktör strok uzunluğudur. Vidalı tahrikli aktüatörler etkilidir ve bazı durumlarda 5 fit veya daha fazla strok için kullanılabilirler. Çok uzun stroklu vidalı tahrikli aktüatörlerde kritik hızı aşmamaya dikkat edilmelidir. Uzun strok uzunlukları için kayış tahrikleri daha iyi seçeneklerdir. Günümüzün kayışları, az bakım gerektiren, yüksek mühendislik ürünü malzemelerden üretilmiştir. 50 fit'e kadar mesafelerde kullanılabilirler.

Uzun hareket mesafeleri için bir diğer seçenek ise lineer motorlardır. Esasen açılmış servo motorlar olan lineer motorlar, sabit bir mıknatıs rayı boyunca hareket eden bir kuvvetten oluşur. Teoride, ray istenilen uzunlukta olabilir. Pratik açıdan bakıldığında, lineer motorlar hem düz, dikkatlice hizalanmış bir mıknatıs rayı sağlama gerekliliği hem de mıknatısların maliyetiyle sınırlıdır. Çok uzun hareket mesafelerinde motor kablolarının yönetimi de zorlu olabilir.

Tekrarlanabilirlik

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

En uygun seçim, uygulamanın ihtiyaçlarına bağlıdır. Kayış tahrik sistemleri, vidalı tip aktüatörler kadar iyi performans göstermez, ancak daha toleranslı uygulamalar için kayış tahrik sistemleri önemli ölçüde tasarruf sağlayabilir. Daha zorlu uygulamalar için, lineer motor aktüatörleri mikron altı düzeyde tekrarlanabilirlik sunar.

Görev Döngüsü

Çalışma döngüsü, ekipman ömrü üzerinde büyük bir etkiye sahiptir. Uygulama gereksinimlerini karşılayabilecek bir lineer aktüatör seçmek önemlidir. Örneğin, kurşun vidalar, genellikle paslanmaz çelikten plastiğe (uygulamaya bağlı olarak birçok seçenek mevcuttur) kayar temas prensibine dayanır. Bu, cihazın ömrü boyunca önemli bir aşınmaya neden olur. Sonuç olarak, yüksek yük ve yüksek çalışma döngüsü gerektiren bir uygulamanız varsa, kurşun vidalardan kaçınılmalıdır.

Bunun yerine, devirdaimli bilyalı vidalı aktüatör seçin. Bu cihazlarda kayma sürtünmesi değil, yuvarlanma sürtünmesi vardır, bu nedenle daha uzun ömürlüdürler ve kullanım ömrü daha tahmin edilebilir.Bilyeler, özellikle yüksek yüklerde hasar görebilir. Arızaya tahammül edilemeyen uygulamalar için, planet dişli tahrik sistemini deneyin. Bu cihazlar, aşınmayı en aza indirgemek için ağırlığı dağıtır ve bu nedenle askeri ve havacılık uygulamaları başta olmak üzere birçok alanda iyi bir seçimdir. Daha uygun fiyatlı uygulamalar için ise kayış tahrik sistemi de işe yarayabilir.

Çevre

Bir uygulamanın çalışma ortamı da aktüatör seçimini etkiler. Temiz oda ortamında, kurşun vidalı aktüatörlerden kaçınılmalıdır. Metal-plastik teması, temiz oda derecelendirmesini tehlikeye atacak parçacıklar üretir.

Öte yandan, aşırı kirli ortamlar aktüatörlere zarar verebilir. Çubuk tipi aktüatörlerde, vida gövdeye sızdırmaz şekilde yerleştirilmiştir. Sonuç olarak, çubuk tipi aktüatörler kirlilik ve sıvı bulunan ortamlarda nispeten güvenlidir. Çubuksuz aktüatörlerde ise yük, vidaya bağlanması gereken bir taşıyıcı üzerinde bulunur; bu da aktüatörü kirliliğe maruz bırakabilir..

Sonuç olarak, ister vidalı tip aktüatör ister doğrusal motor olsun, çubuksuz aktüatörler özel önlemler gerektirir. IP derecelendirmesine sahip bileşenler arayın. Girişi azaltmak için yarığı aşağıya doğru monte etmeyi düşünün. Yağlamanın zamanla yüzeylere zarar verebilecek parçacıkları hapsedip tutabileceğini unutmayın.

Ortamla ilgili dikkate alınması 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. İhtiyaç duyduğunuz özellikleri kompakt bir form faktöründe sunabilecek faktörlerden yararlanmak için tedarikçinizle yakın işbirliği yapın.

Bütçe

Fiyatlandırma hedeflerini her zaman akılda tutmak önemlidir. Doğrusal motorlar en pahalı olanlardır, ardından vidalı tip aktüatörler (gezegen dişli, bilyalı vida ve kurşun vida) gelir. Kayış tahrik sistemleri ise en ekonomik olanlardır.

Mühendislik her zaman ödünleşmeleri içerir. Yukarıdaki liste, aktüatör seçimi için ilk taslaktır. Belirli bir uygulama için, özel kısıtlamalar, örneğin bütçenin performanstan daha önemli olduğu veya çalışma döngüsünün hızdan daha önemli olduğu anlamına gelebilir. Aktüatör belirleme sürecine tasarım aşamasının mümkün olduğunca erken bir noktasında başlayın. Standart bileşenlerle çalışmayı deneyin. Bunlardan hiçbiri ihtiyaçlarınızı karşılamıyorsa, işi halledecek özel bir ürün geliştirmek için tedarikçinizle görüşün.