Hidravlični aktuator je ena vrsta mehanske naprave, ki se uporablja za spreminjanje energije v linearno gibanje z uporabo hidravlike. Na splošno je delovanje težke opreme odvisno predvsem od različnih hidravličnih aktuatorjev. Na primer; buldožer je sposoben dvigniti na tone ruševin z aktuatorji v njegovi dvižni roki. Ti se v veliki meri uporabljajo, kadar so potrebne operacije z visoko hitrostjo in veliko silo, na primer v krmilnih sistemih z zaprto zanko. Hidravlični pogoni so razvrščeni v tri vrste: linearni, rotacijski in pol rotacijski. Ta članek obravnava eno vrsto hidravlični aktuator namreč; rotacijski aktuator – delo z aplikacijami.
Kaj je rotacijski aktuator?
Rotacijski aktuator je električna, tekočinsko gnana ali ročna naprava, ki se uporablja za pretvorbo električne energije v rotacijsko ali nihajno gibanje. Ti aktuatorji se večinoma uporabljajo pri ročnem ali avtomatskem delovanju ventilov, kjer ima dostopnost pripomočkov, kot je stisnjen zrak ali električna energija, pomembno vlogo pri izbiri aktuatorja.
Ta vrsta aktuatorja se razlikuje od linearnega aktuatorja, ker linearni aktuator uporablja linearno gibanje za prenos moči v nasprotju z vrtenjem; vendar pa je rotacijski aktuator povezan z napravami za oblikovanje linearnih aktuatorjev. Ti aktuatorji se uporabljajo na mobilni hidravlični opremi, na letalu in v sistemih za nadzor gibanja.
Kako deluje rotacijski aktuator?
Za fluidni sistem napajanja deluje rotacijski aktuator kot naprava za o/p, ki prenaša nihajoče gibanje nad omejenim obsegom v enem celotnem krogu. Tako desni rotacijski aktuator ustvarja delo z neposrednim delovanjem tlaka tekočine na notranje lopatice. Tukaj lahko delo definiramo kot energijo, ki se uporablja nad razdaljo. Rotacijski aktuator se v glavnem uporablja za zagotavljanje rotacijskega ali kotnega gibanja tako, da preprosto dovoli gib znotraj nihajnega gibanja za določen kot. Ti aktuatorji ustvarjajo posebno vrsto rotacijskega dela, znanega kot navor.
V zgornjem diagramu vezja preprostega rotacijskega aktuatorja lahko opazimo, da ko se sila uporabi za navor, se pojavijo navori. Ko ti aktuatorji delujejo pri nižji hitrosti zaradi visokega navora, se za namene identifikacije in ocene namesto konjskih moči uporabi izhodni navor. Pri izbiri rotacijskega pogona je hitrost drugotnega pomena za določeno uporabo.
Za merjenje navora so tipične enote čevlji-funti (lb.ft). Na primer, če se za dviganje 200-funtske uteži uporabi rotacijski aktuator s polmerom dveh čevljev, bo zahtevani navor za dosego dela 400 lb•ft.
Razumevanje glavnega razmerja med fizičnim sistemom in potrebnim o/p navorom bo oblikovalcem omogočilo, da se odločijo za primeren rotacijski aktuator za vsako edinstveno aplikacijo.
Vrste rotacijskih aktuatorjev
Rotacijski aktuatorji so na voljo v različnih vrstah, ki so obravnavane spodaj.
Ročni rotacijski aktuatorji
Ročni rotacijski aktuatorji pogosto uporabljajo polžni pogon za povečanje navora, ki ga lahko operater ročno uporabi za zapiranje ventila. Te vrste aktuatorjev so običajne pri krogelnih ventilih in četrtobratnih metuljih, kjer samozaporne zmogljivosti več polžastih pogonov pomagajo pri vzdrževanju ventila zaprtega. Ti aktuatorji pogosto uporabljajo velika ročna kolesa za povečanje razpoložljivega navora delavcev. Včasih se te naprave v industriji ventilov imenujejo ročne preglasitve ali pogoni zobnikov.
Električni rotacijski aktuatorji
Električni rotacijski aktuatorji se uporabljajo za rotacijski pogon komponent z elektromagnetno močjo iz električni motor . Običajno zagotavljajo zmožnosti indeksiranja in nadzora, ki omogočajo zaustavitev številnih položajev s potezami. Vrtljivi element tega aktuatorja je krožna gred ali miza. Krožne gredi pogosto vsebujejo utore za moznike, medtem ko mize ponujajo model vijakov za pritrditev dodatnih komponent.
Specifikacije tega aktuatorja vključujejo napetost, največji navor, ponovljivost, nosilnost, delovno temperaturo, kot vrtenja in linearni hod. Električni rotacijski aktuatorji se uporabljajo v različnih aplikacijah, kot so preklopne naprave visoke moči, elektroenergetska industrija, avtomobilska industrija in aplikacije za pakiranje.
Rotacijski aktuatorji na tekočinski pogon
Rotacijski aktuatorji na tekočinski pogon so znani tudi kot pnevmatski rotacijski ali hidravlični rotacijski aktuatorji. Pri teh tipih aktuatorjev se tekočinska moč daje valjem za premikanje jarmov in sklopov z zobato letvijo ali rotorjem za aktiviranje ravne gredi iz hidravličnega zraka ali olja. Na splošno se te vrste aktuatorjev premikajo med postanki od 90° do 360° glede na zahteve glede vrtenja določene komponente ali ventila.
Rotacijski aktuatorji z letvijo in zobatom
To so mehanske naprave, ki se večinoma uporabljajo za samodejno krmiljenje loput ali ventilov v industrijskih aplikacijah. V tem aktuatorju je zobata letev splošno ime, ki se uporablja za nekaj zobnikov, ki spreminjajo gibanje iz linearnega v rotacijsko. Linearni zobniški drog je znan kot letev, ki povezuje zobe na okroglem zobniku, znanem kot zobnik. Ko linearna sila deluje na zobato letev, bo povzročila vrtljivo gibanje zobnika.
Rotacijski aktuatorji Scotch Yoke
Ta vrsta aktuatorja vključuje drsno palico, ki je na enem koncu povezana z ventilom, medtem ko je na drugem koncu povezan jarem, ki vključuje režo za blok, ki preprosto drsi nazaj in naprej. Drsni blok je preprosto povezan z batom, tako da ko bat premakne bloke, se nato obrne jarem in nato premakne palico, da odpre ventil.
Ta aktuator se uporablja v nafti in plinu za aktiviranje ventilov za ločevanje pretoka v ceveh, uporablja se v rudarstvu za aktiviranje ventilov za ločevanje šob v linijah za pranje kamnin ter za vodo in odpadno vodo za aktiviranje ventilov za ločevanje dovodnih vodov, rezervoarjev in filtrov.
Spiralni aktuatorji
Spiralni rotacijski aktuator uporablja komplet spiralnih zobnikov in valj za pretvorbo linearnega i/p v oscilacijski, rotacijski izhod. Cilinder v tem aktuatorju bo vseboval tri vrtljive zatiče in tri vijačne reže, ki so strojno obdelane v skrajni zunanji cevi. Tako ta cev vključuje tudi tri ključe na svojem manjšem delu, da se prepreči, da bi se premaknila predaleč skozi nasade v srednjem cilindru. Ko se valj premakne, zračna sila potisne navzdol na skrajni valj, da odpre ventil in stisne vzmet na zunanji strani skrajne cevi. Ko se zračna sila sprosti, vzmet potisne ventil, da se ponovno zapre.
Elektrohidravlični aktuatorji
Elektrohidravlični aktuatorji za delovanje ventila uporabljajo hidravlično tekočino pod pritiskom, vendar je njihov glavni vir energije izključno elektrika. Dobavljena električna energija se uporabi za napajanje elektromotorja za krmiljenje hidravlične črpalke, nato pa dovaja tekočino pod tlakom za delovanje hidravličnega aktuatorja za krmiljenje ventila. Celoten sistem je samostojen, kar odpravlja zahtevo po ločeni hidravlični pogonski enoti za poenostavitev konstrukcije sistema ter izboljšanje zanesljivosti in varnosti.
Ta aktuator uporablja rotacijske ali linearne ventile glede na zahteve uporabe. Ti aktuatorji so popolni za upravljanje ventilov, ki zahtevajo velike potiske ali navore, kjer so potrebne visoke delovne hitrosti ali sistemi za varno delovanje.
Rotacijski aktuatorji z lopaticami
Pnevmatski in hidravlični aktuatorji tipa lopatic preprosto uporabljajo najmanj eno ali dve lopatici, ki sta povezani s pestom v krožni komori ali v obliki klina, kjer koli se lopatica lahko obrne od 90 do 280 stopinj. Pri teh aktuatorjih se pesto preprosto vrti med postanki z uporabo oljne ali zračne sile za ustvarjanje gibanja na izhodnem drogu. Aktuator z dvojnimi lopaticami vključuje dve nasprotni lopatici, ki zagotavljata več navora, vendar je vrtenje zelo omejeno v primerjavi z aktuatorjem z eno lopatico v celotni krožni komori.
Lopatica v tem aktuatorju se vrti ob pritisku in se še naprej vrti, dokler ne doseže konca giba. Ko se zračni tlak uporabi na drugem koncu lopatice, lahko povzroči vrtenje gredi v obratni smeri.
Ti aktuatorji se uporabljajo tam, kjer je prostor omejen zaradi njihove velike velikosti; pogosto uporablja za prenos, vpenjanje ali nameščanje lahkih bremen v aplikacijah srednje hitrosti.
Prednosti in slabosti
The prednosti rotacijskega pogona r vključujejo naslednje.
- Ti so vzdržljivi in zagotavljajo razmeroma visok navor glede na velikost.
- Zmanjšuje težave pri vzdrževanju.
- Ti aktuatorji se vrtijo, tako da lahko enostavno premikajo različne stvari pod poljubnim kotom
- Ta aktuator je po delovanju zelo stabilen in celo pri nižjih hitrostih.
- Zagotavlja zelo gladko pospeševanje in zaviranje.
- Rotacijski aktuator s koračnim motorjem, hitrostjo in nastavitvijo položaja je mogoče enostavno izvesti.
The slabosti rotacijskih pogonov vključujejo naslednje.
- Lopatni aktuator ima omejen navor in vrtenje v primerjavi s pogoni z zobato letvijo, običajno največ do 280° za model z enojno lopatico. Ti so torej uporabni pri majhnih obremenitvah v aplikacijah srednje hitrosti.
- Ti aktuatorji lahko prenesejo le majhne obremenitve, ker gred uporablja majhne ležaje v obliki puše.
- Minimalna zmogljivost udarca.
- Za aplikacije, ki temeljijo na višjih hitrostih, so običajno potrebni zunanji zaustavitve.
Aplikacije
Uporaba rotacijskih aktuatorjev vključuje naslednje.
- Uporabljajo se v več sistemih za krmiljenje gibanja in tudi za upravljanje vpenjal ali ročajev za pobiranje in namestitev.
- Rotacijski aktuatorji se pogosto uporabljajo v letalstvu za pretvorbo rotacijskega gibanja visoke hitrosti z nizkim navorom itd.
- Tudi drugi specializirani rotacijski aktuatorji so zasnovani za uporabo pod vodo.
Uporabljajo se v kmetijskih aplikacijah za vrtljive roke, roke ali druge naprave na določenem - obseg.
- Hidravlični rotacijski aktuatorji se običajno uporabljajo v aplikacijah, kjer so potrebni visoki navori.
- Uporabljajo se v industriji za pozicioniranje, prenos in vpenjanje delov.
- To je pnevmatski cilinder, ki se uporablja za kotno ali rotacijsko gibanje tako, da preprosto dovoli udarec znotraj nihajnega gibanja z določenim kotom.
- Uporabljajo se v industrijskih aplikacijah, pomorstvu, ravnanju z materiali, robotiki, obdelavi kovin itd.
Torej gre za vse pregled rotacijskega pogona – vrste z aplikacijami. Izbira tega aktuatorja je v glavnem odvisna od navora, vrtenja, velikosti paketa, načina napajanja, uporabe, mehanskih lastnosti stvari, ki se vrti, obstoja nestabilne atmosfere itd. Ti aktuatorji se najpogosteje uporabljajo v plinskih in naftne industrije. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je aktuator?
