Mekanisk aktuator: Design, funktion og dens applikationer

I elektriske maskiner er en aktuator en vigtig komponent, der bruges til at flytte og styre et system eller en enhed. En aktuator bruger en energikilde og også en styreenhed. Generelt er kontrolanordningen en ventil. Når først en kontrolenhed får et styresignal, reagerer en aktuator straks ved blot at ændre energikilden til mekanisk bevægelse. Der er forskellige typer aktuatorer tilgængelige som bløde, hydrauliske, pneumatiske, elektriske, termiske/magnetiske og mekaniske aktuatorer. Så denne artikel diskuterer en af ​​typerne af aktuatorer nemlig mekaniske aktuatorer – arbejde med applikationer.

Hvad er en mekanisk aktuator?

Den mekaniske aktuator er en enhed, der bruger en strømkilde til at opnå fysisk bevægelse. Disse aktuatorer er vigtige og tilgængelige næsten på hver automatiseret maskine. De strømkilder, der anvendes i disse aktuatorer er; elektrisk strøm, pneumatisk & hydraulisk, som betjenes manuelt eller tændes/slukkes gennem et automatiseret system. Den mekaniske aktuators funktion er at ændre bevægelsen fra roterende til lineær ved hjælp af gearing med en anden hastighed. Mekaniske aktuatorer er kategoriseret som blyskruer, kugleskruer, tandstang og tandhjul, remdrevne osv. Det mekaniske aktuatordiagram er vist nedenfor.

Mekanisk aktuator arbejdsprincip

Arbejdsprincippet for en mekanisk aktuator er at udføre bevægelsen ved at ændre roterende bevægelse til lineær bevægelse. Så den mekaniske aktuatordrift afhænger hovedsageligt af strukturelle komponentkombinationer som skinner og gear, eller kæder og remskiver.

Mekanisk aktuatordesign

Den mekaniske aktuator er designet ved at bruge forskellige komponenter, men de mest aktiverende komponenter er motoren, gearingen, skruesamlingen og forlængerrøret. Disse aktuatorer fungerer normalt ved at ændre bevægelsen fra roterende til lineær.

Motor

Motoren, der bruges i denne aktuator, er en jævnstrømsmotor, hvor al aktuatorens strøm produceres.

Gearing

En gearing er designet med plast eller stål, som bruges til at ændre forholdet mellem drivmekanismens hastighed og de drevne deles hastighed. Gearet er simpelthen forbundet til en strømkilde som motoren.

Skrue

Denne aktuator virker på skruen. Så ved at dreje møtrikken på en aktuator vil skrueakslen bevæge sig inden for en linje.

Forlængerrør

Forlængerrøret kaldes også et indre rør, som generelt er lavet af rustfrit stål eller aluminium. Dette rør er forbundet til den gevindskårne drivmøtrik og forlænges og trækkes tilbage, når møtrikken drejer langs den roterende spindel.

Når motoren i aktuatoren er tændt, roterer den gearingen. Så denne gearing multiplicerer simpelthen momentet og reducerer motorhastigheden. Tandhjulene roterer en skrue, og møtrikken på skruen er simpelthen forbundet til forlængerrøret og flyttes ind eller ud baseret på skruens retning, der drejes.

Der er en wrap-fjederbrud i flere aktuatorer, der vil holde belastningen, når motoren ikke fungerer. Denne omviklede fjederpause vil holde lasten i enhver retning ved at skubbe eller trække uden strøm. De skruer, der bruges i forskellige aktuatorer, er blyskruer eller kugleskruer.

Mekaniske aktuatortyper

Der er tre typer mekaniske aktuatorer tilgængelige på markedet pneumatiske eller lufttryk, hydrauliske eller væsketryk & elektriske aktuatorer.

Pneumatiske aktuatorer

En pneumatisk aktuator bruger trykgas eller trykluft til at danne en kontrolleret bevægelse. Disse aktuatorer er alsidige og kan modificeres til brug i ethvert projekt. Den største fordel ved denne aktuator er; den er meget enkel at bruge og er et sikkert alternativ til både hydrauliske og elektriske aktuatorer, da de ikke behøver elektricitet eller tænding for at fungere. Den største ulempe ved denne aktuator er, at en kompressor skal køre kontinuerligt for at opretholde arbejdstrykket, uanset om enheden bruges eller ej.

Hydraulisk aktuator

En hydraulisk mekanisk aktuator bruger væsketryk til at lave en mekanisk bevægelse. Så disse aktuatorer bruges hovedsageligt, når der kræves en betydelig mængde strøm, for at et system eller en maskine kan fungere. Disse er almindeligt tilgængelige i tunge maskiner, hvor hydraulisk kraft simpelthen styres gennem mængden af ​​væske i en cylinder. Når væsken øges, skabes trykket, og trykket sænkes gennem aftagende væske. Selvom disse aktuatorer er meget nyttige, når der først kræves højenergienergi, er de flygtige i naturen og har brug for ekstremt uddannede mekanikere til at betjene og vedligeholde. At vide mere om Hydraulisk aktuator .

Elektrisk aktuator

En elektrisk aktuator bruges til at ændre energien fra elektrisk til mekanisk fra en elektrisk strømkilde. En elektrisk aktuator bruges til ventildrift, mad- og drikkevarefremstilling, materialehåndtering og skæreudstyr. Generelt er disse meget nemme at vedligeholde sammenlignet med hydrauliske aktuatorer og giver en høj præcision. Se venligst dette link for at vide mere om Elektrisk aktuator .

De vigtigste ulemper ved disse aktuatorer er; de er ikke egnede til alle miljøer og kræver kontrol for overophedningstendenser. Disse aktuatorer har ingen pålidelig position, hvis der er strømtab og har en gennemsnitlig fejlrate, der er højere sammenlignet med den pneumatiske aktuator.

Ejendomme

Egenskaberne for de pneumatiske og elektriske aktuatorer er anført nedenfor.

Fordele og ulemper

Fordelene ved mekaniske aktuatorer omfatter følgende.

• Disse aktuatorer er meget nemme at bruge.
• Præcisionsniveauet er højt.
• Disse er omkostningseffektive.
• Disse er alsidige og kan tilpasses.
• Disse er meget sikre.
• Dens ydeevne er langtidsholdbar.
• Udvidet pålidelighed
• Nem opsætning og installation
• Bevægelseskontrol er mere præcis.
• Mindre støj.
• Mindre vedligeholdelse.
• Energiforbruget er mindre.
• Ingen lækager og et komplet udvalg af størrelser, muligheder og konfigurationer.

Det ulemper ved mekaniske aktuatorer omfatter følgende.

• Sammenlignet med pneumatisk er den elektriske aktuator mindre omkostningseffektiv.
• Hårdt arbejdsmiljø
• Hvis strømmen går tabt, er der ingen fejlsikker position.
• I en pneumatisk aktuator skal kompressoren køre konstant
• Hydrauliske aktuatorer har ustabil karakter.
• Hydrauliske aktuatorer har brug for ekstremt uddannede mekanikere.
• Disse er meget følsomme over for vibrationer

Ansøgninger

Anvendelsen af ​​mekaniske aktuatorer omfatter følgende.

• De mekaniske aktuatorer bruges til at ændre den roterende bevægelse til den lineære bevægelse.
• Disse er anvendelige, hvor der kræves lineære bevægelser som elevation, translation og lineær positionering.
• Denne aktuator fungerer simpelthen ved at ændre en form for bevægelse til en anden ved at bruge remskiver, gear, kæder osv.
• Disse aktuatorer ændrer det elektriske i/p-signal til en mekanisk excitationskraft. Disse bruges i kombination med en separat radiator i distribuerede højttalere og aktive kontrolapplikationer til vibrations- og støjreduktion.
• Disse enheder giver simpelthen begrænsede og kontrollerede bevægelser, som betjenes manuelt, elektrisk eller med forskellige væsker som hydraulik, luft osv.

Dette er således en oversigt over en mekanisk aktuator – arbejder med ansøgninger. I denne aktuator er de indvendige mekanismer, der bruges til at konvertere i/p-effekten til en bevægelse, hovedsageligt forskellige baseret på den påtænkte udgangsretning og den særlige anvendte strømkilde. Retningen af ​​o/p-bevægelsen er enten roterende eller lineær. Generelt er disse aktuatorer meget kraftige sammenlignet med elektromagnetiske typer, der anvendes i applikationer med højt drejningsmoment. Her er et spørgsmål til dig, hvad er en aktuator?