Mühendislerin ve tasarımcıların doğrusal aktüatörleri seçmeden önce sorması gereken birkaç soru şunlardır.

Belirli bir cihaz veya makine için doğrusal aktüatör seçmeye hazırlanan tasarımcılar, bu cihazların tedarikçilerine ve üreticilerine soracakları bir soru listesine sahip olmalıdır. Bu listeler genellikle SSS (sıkça sorulan sorular) içerir ve aktüatör satan çoğu firma bunlara hazırlıklıdır. Ancak bu tedarikçiler, çoğu durumda, potansiyel alıcıların başka, belki de daha ayrıntılı ve açıklayıcı sorular sormasını bekler: nadiren sorulan sorular (iSSS) olarak adlandırılan sorular.

Mühendislerin doğrusal aktüatörlerin özelliklerini belirlerken sorması gereken iki soru şunlardır.

S: Uzun bir mesafede hız ve hassasiyete ihtiyacım var. Ne tür bir aktüatör kullanmalıyım?

A. Bu, sorulması gereken akıllıca bir soru. Birçok tasarım mühendisi, geleneksel motorların ve aktüatörlerin uzun mesafeli hareketlerdeki doğruluğunu abartıyor. Aktüatörün kısa mesafelerde iyi çalışıyorsa, uzun mesafelerde de aynı derecede iyi çalışacağına yanlışlıkla inanıyorlar. Birçok doğrusal sistem türü, mühendislerin genellikle istediği üç gereksinimden ikisini (uzun hareket mesafeleri, yüksek hız ve yüksek konumlandırma doğruluğu) karşılasa da, doğrusal motor aktüatörleri, her üçünü de ödün vermeden sağlayan tek sistemdir. Genellikle yarı iletken üretiminde, tüketici elektroniği denetiminde, tıbbi ve yaşam bilimleri uygulamalarında, takım tezgahlarında, baskı ve paketleme uygulamalarında kullanılırlar.

Öncelikle, doğrusal motorları tanımlayalım. Temelde, doğrusal motor, açılmış ve düzleştirilmiş bir döner motordur. Bu, motorun doğrudan doğrusal yüke bağlanmasını sağlar. Buna karşılık, diğer tasarımlar döner bir motor kullanır ve onu mekanik aksamlar aracılığıyla bağlar; bu da boşluk, verimlilik kayıpları ve diğer hassasiyetsizliklere yol açabilir. Doğrusal motorlar ayrıca, aynı hareket uzunluğuna sahip bilyalı vidalara kıyasla daha yüksek maksimum hızlara sahip olma eğilimindedir.

Günümüzde üç ana tip doğrusal motor kullanılmaktadır. Birincisi, demir çekirdekli motorlardır; bu motorlarda bobinler, demir esaslı malzemelerden yapılmış dişlerin etrafına sarılır ve laminatla kaplanır. Bu motorlar, boyut başına en yüksek kuvvete ve iyi ısı transferine sahiptir ve genellikle en ucuz olanlardır. Bununla birlikte, motordaki demir, artan dişli torkuna (motorun mıknatısları arasındaki etkileşimlerden kaynaklanan tork) yol açar, bu nedenle genellikle ikinci tip olan demirsiz doğrusal motorlardan biraz daha az hassastırlar.

Adından da anlaşılacağı gibi, demirsiz lineer motorların içinde demir bulunmaz. Kuvvetlendirici esasen, sıkıca sarılmış bakır bobinlerin yerleştirildiği bir epoksi plakadır. Birbirine bakan iki sıra mıknatıs arasında kayar. (Bu aynı zamanda U-kanal manyetik yol olarak da bilinir.) Mıknatısların bir tarafındaki bir ara çubuk onları birbirine bağlar. Demirsiz motorların başlıca avantajları daha düşük çekim kuvvetleri ve dişli salınımının olmamasıdır. Bu da onları demir çekirdekli motorlardan daha hassas hale getirir. Bununla birlikte, iki sıra mıknatıs, demirsiz üniteleri demir çekirdekli versiyonlardan daha pahalı hale getirir. Isı transferini yönetmek de zor olabilir, bu nedenle belirli bir uygulamanın aşırı ısınma riski taşıyıp taşımayacağını erkenden anlamak önemlidir. En yeni demirsiz motorlar, ısı dağılımı için daha fazla yüzey teması sağlayan üst üste bindirilmiş bobinlere sahiptir. Bu tasarım ayrıca motorun daha yüksek bir kuvvet yoğunluğuna sahip olmasını sağlar.

Üçüncü ve son tip ise, temelde ilk iki tipin hibritleri olan oluksuz lineer motorlardır. Oluksuz bir motor, demir çekirdekli motorlar gibi tek sıra mıknatısa sahiptir, bu da fiyatının daha düşük kalmasına yardımcı olur. Lamine edilmiş arka demir, iyi ısı transferinin yanı sıra, demir çekirdekli motorlara göre daha düşük çekim kuvvetleri ve dişli aşınması sağlar. Oluksuz motorlar ayrıca, daha düşük fiyatlarının yanı sıra, demir çekirdekli motorlara göre daha düşük yükseklik profili avantajı da sunar. Makinelerindeki bileşenleri mümkün olduğunca küçük tutmaya öncelik veren tasarımcılar için, tasarruf edilen her milimetre alan çok önemli olabilir.

S: Belirli bir ortamda kullanılmak üzere bir aktüatörün uygun olup olmadığını nasıl anlayabilirim?

A. Tasarım mühendisleri çoğu zaman aktüatörleri tek başına seçer ve nerede kullanılacaklarını dikkate almazlar. Doğrusal aktüatörlerin, yalnızca tasarlandıkları ve üretildikleri ortamlarda düzgün çalışan kritik hareketli parçaları vardır. Uygun olmayan bir doğrusal aktüatör kullanmak, yanlış çalışmadan aktüatörün kendisinde onarılamaz hasara kadar çeşitli sorunlara neden olabilir. Parçacık ve hurda saçan bir kesici alet gibi "kirli" uygulamalar için, aktüatörün kirleticilerden korunması için sızdırmazlık ve koruma gereklidir.

Ters açıdan bakıldığında, uygun korumaya sahip olmayan bir aktüatör, temiz bir ortama kirlilik bulaştırarak uygulamayı tehlikeye atabilir. Normal aşınma ve yıpranma, doğrusal hareket kademelerinin zamanla partikül üretmesine neden olur. Temiz odalar veya vakum ortamları genellikle partikül salmayan ekipmanların kullanımına izin verir; bu nedenle, bu ortamlarda kullanılan aktüatörlerin, partiküllerin ortama girmesini önlemek için contalar ve koruyucu kalkanlarla donatılması çok önemlidir. Yarı iletken işleme gibi doğrusal hareket sağlayan bazı mekanik cihazlar, bir seferde yalnızca mikronlarca hareket eder; bu nedenle en az miktarda kirlilik bile uygulamayı tehlikeye atabilir ve bozabilir.

Contalar ve koruyucu kalkanlar, kritik bileşenleri zorlu ortamlara maruz kalmaktan koruyarak doğrusal aktüatörlerin tasarlandığı gibi çalışmasını sağlar. Temiz ortamlar için, contalar ve koruyucu kalkanlar, aktüatörün kendisinden değil, aktüatör tarafından oluşturulan olası kirleticilerden uygulama ortamını korur. Contalar ve koruyucu kalkanlara ek olarak, özel doğrusal aktüatörler, ünitenin içindeki kirleticileri temizleyen pozitif basınç portlarıyla tasarlanabilir, böylece performans ve kullanım ömrü maksimumda tutulur.

Doğrusal aktüatör seçimi yapılırken çeşitli çevresel faktörler göz önünde bulundurulmalıdır. Bunlar arasında ortam sıcaklığı, nem varlığı, kimyasallara ve gazlara (oda havası dışında) maruz kalma, radyasyon, hava basıncı seviyesi (vakumda gerçekleştirilen uygulamalar için), temizlik ve yakındaki ekipman yer almaktadır. Örneğin, yakınlarda titreşimleri ileterek doğrusal hareket mekanizmasının performansını etkileyebilecek bir ekipman var mı?

Genellikle teknik özelliklerinde belirtilen doğrusal bir kademenin Giriş Koruma (IP) derecesi, belirli ortamlara karşı uygun korumaya sahip olup olmadığını gösterir. IP dereceleri, bir muhafazanın sızdırmazlıklarının yabancı cisimlerin (toz ve kir) ve çeşitli nem seviyelerinin girişine karşı etkinliğinin tanımlanmış seviyeleridir.

Koruma sınıfı, "IP-" kısaltması ve ardından iki rakamdan oluşur. İlk rakam, hareketli parçalara ve yab cisimlere karşı koruma derecesini gösterir. İkinci rakam ise farklı nem seviyelerine (damlamalardan püskürtmelere ve tamamen suya batmaya kadar) karşı koruma seviyesini belirtir.

Seçim sürecinin başlarında bir aktüatörün IP derecesini kontrol etmek, ortam için uygun olmayan üniteleri elemek için hızlı ve kolay bir yol sunar. Örneğin, IP30 derecesine sahip bir aktüatör neme karşı koruma sağlamaz, ancak parmak büyüklüğündeki cisimlerin içeri girmesini engeller. Nem koruması şartsa, toz ve su sıçramalarına karşı koruma sağlayan IP54 gibi daha yüksek bir dereceye sahip bir aktüatör arayın. Bununla birlikte, su geçirmezlik veya nem koruması olmayan aktüatörler, kirleticilerin sorun teşkil etmediği ortamlar için ekonomik alternatifler sunabilir.