Mehanski aktuator: zasnova, delovanje in njegove uporabe

V električnih strojih je aktuator bistvena komponenta, ki se uporablja za premikanje in krmiljenje sistema ali naprave. Aktuator uporablja vir energije in tudi krmilno napravo. Na splošno je krmilna naprava ventil. Ko krmilna naprava prejme krmilni signal, se aktuator takoj odzove tako, da preprosto spremeni vir energije v mehansko gibanje. Na voljo so različne vrste aktuatorjev, kot so mehki, hidravlični, pnevmatski, električni, termični/magnetni in mehanski aktuatorji. Ta članek obravnava eno od vrst aktuatorjev mehanski aktuatorji – delo z aplikacijami.

Kaj je mehanski aktuator?

Mehanski aktuator je naprava, ki uporablja vir energije za doseganje fizičnega gibanja. Ti aktuatorji so pomembni in na voljo skoraj na vsakem avtomatiziranem stroju. Viri energije, ki se uporabljajo v teh aktuatorjih, so; električni tok, pnevmatski in hidravlični, ki se upravljajo ročno ali VKLOP/IZKLOP preko avtomatiziranega sistema. Funkcija mehanskega aktuatorja je spreminjanje gibanja iz rotacijskega v linearno s pomočjo prestave pri drugačni hitrosti. Mehanski aktuatorji so kategorizirani kot vodilni vijaki, kroglični vijaki, zobata letev, jermenski pogon itd. Spodaj je prikazan diagram mehanskega aktuatorja.

Načelo delovanja mehanskega aktuatorja

Načelo delovanja mehanskega aktuatorja je izvajanje gibanja s spremembo rotacijskega gibanja v linearno gibanje. Torej je delovanje mehanskega aktuatorja v glavnem odvisno od kombinacij strukturnih komponent, kot so tirnice in zobniki ali verige in jermenice.

Zasnova mehanskega aktuatorja

Mehanski aktuator je zasnovan z uporabo različnih komponent, vendar so komponente, ki najbolj aktivirajo motor, gonilo, vijačni sklop in podaljšek cevi. Ti aktuatorji običajno delujejo tako, da spremenijo gibanje iz rotacijskega v linearno.

Motor

Motor, uporabljen v tem aktuatorju, je motor na enosmerni tok, kjer se proizvede vsa moč aktuatorja.

Zobniki

Zobnik je izdelan iz plastike ali jekla, ki se uporablja za spreminjanje razmerja med hitrostjo pogonskega mehanizma in hitrostjo gnanih delov. Gonilo je preprosto povezano z virom energije, kot je motor.

Vijak

Ta aktuator deluje na vijak. Torej, z vrtenjem matice aktuatorja se bo gred vijaka premikala znotraj črte.

Podaljšek cevi

Podaljšek cevi se imenuje tudi notranja cev, ki je običajno izdelana iz nerjavečega jekla ali aluminija. Ta cev je povezana z navojno pogonsko matico in se razširi in umakne, ko se matica obrne vzdolž vrtljivega vretena.

Ko se motor v aktuatorju napaja, vrti zobnik. To gonilo torej preprosto pomnoži navor in zmanjša hitrost motorja. Zobniki vrtijo vijak in matica na vijaku je preprosto povezana s podaljškom cevi in ​​se premakne navznoter ali ven glede na smer obračanja vijaka.

V več aktuatorjih je zavorna vzmet, ki zadrži obremenitev, ko motor ne deluje. Ta ovojna vzmetna zapora zadrži breme v kateri koli smeri s potiskanjem ali vlečenjem brez moči. Vijaki, ki se uporabljajo v različnih aktuatorjih, so vodilni vijaki ali kroglični vijaki.

Vrste mehanskih aktuatorjev

Na trgu so na voljo tri vrste mehanskih aktuatorjev, pnevmatski ali zračni, hidravlični ali tekočinski in električni.

Pnevmatski aktuatorji

Pnevmatski aktuator uporablja plin pod pritiskom ali stisnjen zrak za oblikovanje nadzorovanega gibanja. Ti aktuatorji so vsestranski in jih je mogoče prilagoditi za uporabo v katerem koli projektu. Glavna prednost tega aktuatorja je; je zelo enostaven za uporabo in je varna alternativa tako hidravličnim kot električnim aktuatorjem, saj za delovanje ne potrebujejo električne energije ali vžiga. Glavna pomanjkljivost tega aktuatorja je, da mora kompresor delovati neprekinjeno, da vzdržuje delovni tlak, ne glede na to, ali se naprava uporablja ali ne.

Hidravlični aktuator

Hidravlični mehanski aktuator uporablja tlak tekočine za mehansko gibanje. Zato se ti aktuatorji večinoma uporabljajo, kadar je za delovanje sistema ali stroja potrebna znatna količina energije. Ti so običajno na voljo v težkih strojih, kjer se hidravlična moč preprosto nadzoruje s količino tekočine v valju. Ko se tekočina poveča, se ustvari tlak, tlak pa se zmanjša z zmanjševanjem tekočine. Čeprav so ti aktuatorji zelo koristni, ko je potrebna močna energija, so v naravi nestanovitni in potrebujejo izjemno usposobljene mehanike za upravljanje in vzdrževanje. Če želite izvedeti več o Hidravlični aktuator .

Električni aktuator

Električni aktuator se uporablja za spreminjanje energije iz električne v mehansko iz električnega vira energije. Električni aktuator se uporablja za delovanje ventilov, proizvodnjo hrane in pijače, ravnanje z materialom in opremo za rezanje. Na splošno jih je zelo enostavno vzdrževati v primerjavi s hidravličnimi aktuatorji in zagotavljajo visoko natančnost. Za več informacij obiščite to povezavo Električni aktuator .

Glavne pomanjkljivosti teh aktuatorjev so; niso primerni za vsa okolja in zahtevajo nadzor za težnje po pregrevanju. Ti aktuatorji nimajo zanesljivega položaja, če pride do izgube moči in imajo povprečno stopnjo okvare, ki je višja v primerjavi s pnevmatskim aktuatorjem.

Lastnosti

Lastnosti pnevmatskih in električnih aktuatorjev so navedene spodaj.

Prednosti in slabosti

Prednosti mehanskih aktuatorjev vključujejo naslednje.

• Ti aktuatorji so zelo enostavni za uporabo.
• Stopnja natančnosti je visoka.
• Ti so stroškovno učinkoviti.
• Ti so vsestranski in prilagodljivi.
• Ti so zelo varni.
• Njegovo delovanje je dolgotrajno.
• Razširjena zanesljivost
• Enostavna nastavitev in namestitev
• Nadzor gibanja je natančnejši.
• Manj hrupa.
• Manj vzdrževanja.
• Poraba energije je manjša.
• Brez puščanja in popoln nabor velikosti, možnosti in konfiguracij.

The Pomanjkljivosti mehanskih aktuatorjev vključujejo naslednje.

• V primerjavi s pnevmatskim je električni pogon manj stroškovno učinkovit.
• Težko delovno okolje
• Če se napajanje izgubi, ni varnega položaja.
• V pnevmatskem aktuatorju mora kompresor stalno delovati
• Hidravlični aktuatorji imajo nestabilno naravo.
• Hidravlični aktuatorji potrebujejo izjemno usposobljene mehanike.
• Ti so zelo občutljivi na vibracije

Aplikacije

Uporaba mehanskih aktuatorjev vključuje naslednje.

• Mehanski aktuatorji se uporabljajo za spremembo rotacijskega gibanja v linearno gibanje.
• Te so uporabne, kadar so potrebni linearni premiki, kot so dvig, premik in linearno pozicioniranje.
• Ta aktuator preprosto deluje tako, da eno vrsto gibanja spremeni v drugo z uporabo jermenic, zobnikov, verig itd.
• Ti aktuatorji spremenijo električni i/p signal v mehansko vzbujalno silo. Ti se uporabljajo v kombinaciji z ločenim radiatorjem v zvočnikih s porazdeljenim načinom in aplikacijami za aktivno krmiljenje za dušenje vibracij in hrupa.
• Te naprave preprosto zagotavljajo omejena in nadzorovana gibanja, ki delujejo ročno, električno ali z različnimi tekočinami, kot so hidravlika, zrak itd.

To je torej pregled mehanike aktuator – deluje z aplikacijami. V tem aktuatorju se notranji mehanizmi, ki se uporabljajo za pretvorbo i/p moči v gibanje, v glavnem razlikujejo glede na predvideno izhodno smer in določen vir energije, ki se uporablja. Smer gibanja o/p je rotacijska ali linearna. Na splošno so ti aktuatorji zelo močni v primerjavi z elektromagnetnimi tipi, ki se uporabljajo v aplikacijah z visokim navorom. Tukaj je vprašanje za vas, kaj je aktuator?