Doğrusal aktüatörler söz konusu olduğunda, elektromekanik cihazlar hızları, hassasiyetleri ve boyutları nedeniyle pnömatik muadillerine göre tercih edilen seçenek haline geliyor.

Son yıllarda, fabrika ve şirket yöneticilerinden fabrika otomasyon ekipmanlarında daha fazla elektrikli çubuk tipi aktüatör ve daha az pnömatik aktüatör kullanılması yönünde talepler giderek artmaktadır. Bu dönüşümü tetikleyen çeşitli faktörler bulunmaktadır, ancak en önemlileri şunlardır: artan ihtiyaçlar

• Daha yüksek hassasiyete sahip elektromekanik aktüatörler kullanarak makine performansını iyileştirin.
• Pnömatik aktüatörlere kıyasla aynı itme kuvvetini sağlamak için yalnızca dörtte bir oranında yer kaplayan elektromekanik aktüatörlerle ekipman boyutunu küçültün.
• Elektromekanik aktüatörler, basıncı korumak için 7/24 çalışan hava kompresörlerine ihtiyaç duymadığından, enerjiyi daha verimli kullanırlar.
• Elektromekanik aktüatörler daha az bileşen kullandığı, kompresör gerektirmediği ve hava kaçağı sorunu yaşamadığı için bakım ve toplam sahip olma maliyetini azaltır.

Pnömatik aktüatörlerin elektromekanik tiplerle değiştirilmesine karar verildikten sonraki adım, birçok marka arasından doğru elektromekanik aktüatörü seçmektir. Temel itme kuvveti özellikleri benzer olsa da, kullanım ömrü performansı, bakım kolaylığı ve çevresel direnç alanlarında önemli farklılıklar mevcuttur.

Genel olarak, bilyalı vidanın çapı ne kadar büyükse, itme potansiyeli de o kadar büyük olur. Ancak, bunu başarmak için itme yatağının ve uzatma borusu, iç bilyalı somun, yatak yuvası ve silecek yuvası dahil olmak üzere tüm sabitleme noktalarının doğru şekilde eşleştirilmesi gerekir. Aksi takdirde, itmedeki herhangi bir artış sistem ömrünün kısalmasına neden olur. Yükünü kaldıramayacak kadar zayıf bir bileşen çok daha hızlı aşınır veya hatta hasar görür.

Her biri 16 mm'lik bir bilyalı vidayla donatılmış ve 750 N itme kuvveti sağlayan iki aktüatörünüz olabilir; örneğin, birinin 2.000 km'lik bir hareket ömrü varken, diğerinin 8.000 km'lik bir hareket ömrü olabilir. Aradaki fark, bilyalı vidanın ve diğer bileşenlerin birbirine ne kadar iyi uyum sağladığında yatmaktadır.

Dahası, daha büyük bilyalı vida çaplarının maliyet ve kapladığı alanla doğru orantılı olması nedeniyle, bilyalı vidanın diğer bileşenlerle düzgün bir şekilde eşleştirilmesi hem maliyeti hem de maliyeti azaltır. 3200 N'luk bir kuvvet gereksinimini karşılamak için bir tedarikçi 20 mm çapında bir bilyalı vida kullanabilirken, bileşenleri düzgün bir şekilde eşleştirilmiş başka bir tedarikçi aynı itme kuvvetini 12 mm çapında bir vida ile elde edebilir. Bu nedenle, ikincisinin bilyalı vidası performanstan ödün vermeden küçültülebilir.

Bilyalı vidaların diğer bileşenlerle doğru şekilde eşleştirilmesi, aktüatörün ömrünü önemli ölçüde etkiler ve taşıyıcı tasarımıyla birleştiğinde, bu iki faktör hassasiyet ve yük kapasitesi üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Aktüatör tasarımının bir diğer amacı da radyal ve yanal boşluğu azaltmaktır. Bunu etkileyen faktörler, taşıyıcı gövdesinin çapı, temas yüzey alanı ve destek ayaklarının kullanımıdır. Örneğin, daha büyük bir taşıyıcı gövdesi, yanal yük durumlarında yüzey temas alanını maksimize ederek daha büyük dış radyal yükleri destekler. Elektrikli aktüatörlerin yanal olarak yüklenebilmesi, performansı, hassasiyeti ve kompaktlığı pnömatik veya hidrolik aktüatörlerle elde edilemeyen bir seviyeye yükseltir.

Yüzey alanlarını maksimize etmek radyal ve yanal yük taşıma kapasitesini artırsa da, dengeye mutlaka yardımcı olmaz. Bu durum genellikle yükseltilmiş ayakların oluklu kanallara (yukarıdaki resimde üç tane) kilitlenmesiyle giderilir. Bu destek ayakları, gürültüye neden olabilen ve aşınmaya katkıda bulunabilen titreşimleri azaltır. Çoğu tasarımda bir veya iki böyle çıkıntı kullanılır, böylece bir miktar boşluk giderilir, ancak sistem zamanla aşınmaya başladıkça tıklama sesleri oluşabilir. Bununla birlikte, iki yerine dört ayak kullanmak aşınmayı ve gürültüyü azaltır, daha etkili ve dayanıklı dönme önleyici koruma sağlar. Ayrıca, ek ayaklar takılmadan geri dönüş hareketini sağlayarak aşınmadan kaynaklanan boşluğu daha da azaltır.

Ek olarak, bu taşıyıcı ayakların dışa doğru kıvrılması, itme borusundaki boşluğu azaltan radyal ön yükleme oluşturur. Ayrıca taşıyıcı gövdesini ve bilyalı somunu merkezleyerek, taşıyıcının ekstrüzyona göre ayarlanması ihtiyacını ortadan kaldırır ve cihazın kullanım ömrü boyunca aşınmayı telafi eder. Her şeyin hizalı kalması, aktüatörün tutarlı rölanti torku için kalibre edilmesi gereken süreyi azaltır.

Aşınmayı azaltmak ve gürültüyü düşürmek için hassas toleranslar çok önemlidir. Ancak hiç hava boşluğu yoksa, aktüatörler yüksek hızlarda çalışırken basınç oluşur. Bu da aşırı ısınmaya, yağlama sorunlarına ve diğer dayanıklılık sorunlarına yol açar. Bunu gidermek için, taşıyıcı ayaklardaki erkek anahtar özelliklerinden ikisini diğer ikisinden daha alçak konumlandırın; Thomson birçok aktüatöründe bu yaklaşımı kullanmaktadır. Bu, basıncın oluşmasını önlemek için yeterli boşluk sağlar. Yukarıdaki resimde görüldüğü gibi, taşıyıcı ayaklar üzerinde dik açıyla yerleştirilmiş erkek anahtar özelliklerinden ikisi diğer ikisinden daha alçaktır.

Bakım kolaylığı

Bakım kolaylığı, yaşam döngüsü performansını etkiler ve verimlilik avantajlarına katkıda bulunur. Elektromekanik aktüatörler, yağlama ve motor kullanımı açısından farklılık gösterir. Çoğu aktüatör, yağlama için parçaların %60 ila %70'ini kısmen açığa çıkaracak şekilde geri çekilir. Teknisyenler kapakları çıkarır, yağlanması gereken parçaları bulur, gres ekler ve bu işlemi tekrarlamaları gerekebilir.

Ancak daha iyi bir yaklaşım, tüm bileşenleri maksimum görünürlük için ortaya çıkarmak üzere tüpü tamamen uzatmak veya geri çekmektir. Bu, şirketlerin otomatik yağlama kullanmasına olanak tanır. Ek olarak, bir yağlama nipeli kullanmak, kapağı çıkarma ihtiyacını ortadan kaldırarak bakımı daha da basitleştirir.

Motorun mekanik aktüatörle birleştirilmesi için gereken süreyi ortadan kaldırırsanız, bakım da hızlandırılabilir. Geleneksel olarak motorun paralel bir konfigürasyonda monte edilmesi 20 ila 25 dakika sürer. Motor monte edildikten sonra, teknisyenin doğru kayış gerginliği ve hizalama için çeşitli aletler kullanarak ayarlama yapması gerekir. Bu en az 12 adım gerektirir.

Ancak, aktüatör önceden monte edilmiş paralel bir çözümle birlikte geliyorsa, kayış montaj sırasında önceden gerilebilir ve çok adımlı gerilim ayarlamalarına gerek kalmaz; motor sadece üç adımda cıvatalanarak kullanılabilir hale gelir. Sıralı montaj için, önceden monte edilmiş bir çözümün avantajları benzerdir, ancak o kadar belirgin değildir.

Ek olarak, çift taraflı yataklama kullanımı, hizalama hatası riskini ortadan kaldırır. Ayrıca motor milini radyal yüklerden koruyarak gürültüyü azaltır ve aktüatör ömrünü daha da uzatır.

Çevresel Direnç

Elektromekanik aktüatörler, zorlu koşullara, çevreye ve sık yüksek basınçlı yıkamalara dayanma yetenekleri bakımından farklılık gösterir. Bu, dış profil, malzeme seçimi ve sızdırmazlık yöntemlerine bağlıdır.

Pürüzsüz yüzeylere sahip profiller, toz ve sıvı biriktirmedikleri için oluklu yüzeylere göre daha temizdir. Bu nedenle, sık sık yıkama gerektiren zorlu ortamlar için daha uygundurlar. Ancak, şık bir dış yüzeye sahip olmanın bir dezavantajı da olabilir. Sensör bağlantısı gerektiren uygulamalarda kullanıldığında, sensörü takmak için ek bir plastik parça gerekebilir.

Çevresel dayanıklılık, uzatma borusunun malzeme bileşimine de bağlıdır. Çoğu sistemde krom çelik kullanılır, ancak paslanmaz çelik zorlu ortamlar için çok daha iyi bir seçimdir.

Çevre koşullarına dayanıklılığın önemli bir göstergesi Giriş Koruma (IP) Kodudur. Örneğin, IP 65 derecesi, cihazın toz geçirmez olduğu ve gıda ve içecek endüstrisindeki yıkama işlemlerinde olduğu gibi her yönden gelen düşük basınçlı su jetlerine karşı korunduğu anlamına gelir. Bu dereceye yalnızca birkaç elektrikli aktüatör ulaşır, ancak aşındırıcı ortamlarda bu çok önemlidir. IP 54 derecesi, sıçrayan suya karşı bir miktar koruma sağlar ve toza karşı %100'den az koruma sağlar; bu da bazı yıkama uygulamaları için kabul edilebilir hale getirir, ancak basınç söz konusu olduğunda uygun değildir. Doğrusal aktüatörler arasında yaygın olan IP 40 derecesi, toz veya sıvı korumasının olmadığını gösterir.

Daha yüksek IP derecelendirmeleri esas olarak daha iyi contaların kullanılmasına bağlıdır. Örneğin Thomson, elektromekanik aktüatörlerinde motor bağlantı noktaları da dahil olmak üzere her bölmeyi sızdırmaz hale getirir. Tüm contaların da sızdırmaz olması ve montaj plakasında durmak yerine motora kadar uzanması gerekir.

Hareket Kontrolünde Yeni Nesil

Daha yüksek verimlilik, daha kısa geçiş süreleri, artan güvenilirlik, daha fazla enerji tasarrufu ve daha düşük bakım ve işletme maliyetleri için pazar talepleri arttıkça, giderek daha fazla tasarımcı ve son kullanıcı pnömatik aktüatörler yerine elektromekanik aktüatörlere yöneliyor. Gelişmiş hareket kontrolü gerektiren makineler için elektromekanik aktüatörler pratikte tek alternatiftir. Ancak basit doğrusal hareket görevleri için bile, hareket kontrolü tasarımcıları ve kullanıcıları, daha az ve/veya daha kolay bakım, artan enerji tasarrufu ve daha temiz çalışma nedeniyle elektrikli aktüatörlere yöneliyor.

Farklı marka elektrikli aktüatörleri dikkatlice karşılaştırarak daha da büyük faydalar elde etmek mümkündür. "Yük taşıma kapasitesi"ni her zaman iddia edilen sistem ömrü ve alan gereksinimleri bağlamında yorumlayın. Bu alanlarda gerçek ödünleşmeler vardır. Taşıyıcı tasarımı, hassasiyetin yanı sıra yanal ve dönme yük taşıma kapasitelerini de etkiler, bu nedenle taşıyıcının kanala nasıl sabitlendiğine ve herhangi bir kılavuz mekanizmasının şekline ve boyutuna dikkat edin.

Destek ayakları ve daha iyi kavrama için kavisli olabilen ayak tasarımları gibi geliştirilmiş mekanizmalar ve parçalar, doğruluğu ve aşınma direncini artıracaktır. Ayrıca uygun dış profil, malzeme seçimleri ve sızdırmazlık stratejisi, çevresel direnç için önemli faktörlerdir. Daha pürüzsüz profiller, paslanmaz çelik malzemeler ve daha yüksek IP derecelendirmeleri genellikle en büyük korumayı sağlar.