Actuators - What is an Actuator?

Unraveling the Complexities of Actuators: Understanding Their Definition, Mechanisms, Varied Applications, and Impact on Modern Engineering and Technology

MobileBanner
  • المحركات - جهاز يتحكم في الحركة. فما ...
  • ما هو المحرك وماذا يفعلون؟

    و المحرك هو جهاز ينشئ نوعًا من الحركة ، عادةً ما يكون خطيًا أو دوارًا. لجعل المشغل يعمل على تشغيله ، يتطلب مصدر طاقة إدخال ، عادةً ما يكون السائل الكهربائي أو الهيدروليكي ، ولكن يمكن أن يكون أيضًا هواءًا يستخدم الهواء المضغوط. يتم تمرين حركة الإخراج في شكل تحول عمود أو قضيب يمتد أو تراجع ، والتي بمجرد أن تكون متصلة بشيء ما يمكن أن يجعل شيئًا ما ذهابًا وإيابًا مرارًا وتكرارًا كما ترغب في ذلك ، دون الحاجة إلى التدخل البشري.

    وبالتالي ، يمكن وصف المشغل من حيث المبدأ بأنه جهاز يحول الطاقة إلى الحركة. يتم استخدام المحركات في مجموعة واسعة من التطبيقات ، من الروبوتات والأتمتة الصناعية إلى النقل والفضاء. يتم استخدامها للتحكم في الأنظمة الميكانيكية ونقلها ويمكن تصنيفها في أنواع مختلفة اعتمادًا على نوع الطاقة التي تقوم بتحويلها ، مثل المشغلات الكهربائية أو الهوائية أو الهيدروليكية.

     

     

    تشمل بعض أنواع المشغلات الشائعة المشغلات الخطية ، التي تقوم بتحويل الحركة الدوارة إلى حركة خطية ، ومشغلات دوارة ، والتي تقوم بتحويل الحركة الخطية إلى حركة دوارة. غالبًا ما يتم استخدام المشغلات الخطية في التطبيقات مثل الأتمتة الصناعية والروبوتات والمعدات الطبية ، بينما يتم استخدام المشغلات الدوارة عادة في تطبيقات مثل الصمامات والتوربينات والمضخات. لقد كتبنا مدونة واسعة عن المحركات الخطية 101 هنا

    المحركات الخطية الكهربائية - نوع المشغل

    بالإضافة إلى ذلك ، هناك أنواع مختلفة من المحركات بناءً على التكنولوجيا التي يستخدمونها مثل:

    • يتم تشغيل هذه المحركات الكهربائية عن طريق الكهرباء ويمكن تصنيفها بشكل أكبر بناءً على نوع المحرك الكهربائي المستخدم مثل محركات DC ومحركات السائر ومحركات AC.
    • المحرك الهوائي: يتم تشغيله عن طريق الهواء المضغوط ويتم استخدامه بشكل شائع في تطبيقات الأتمتة الصناعية والروبوتات.
    • المحركات الهيدروليكية: يتم تشغيلها بضغط السوائل وتستخدم عادة في التطبيقات الصناعية الشاقة مثل معدات البناء والآلات الثقيلة.

    من المهم أن نلاحظ أن اختيار المشغل سيعتمد على التطبيق المحدد ، بما في ذلك عوامل مثل التحميل والسرعة وبيئة التشغيل.

    اختيار المشغل المثالي

    عند شراء مشغل خطي كهربائي ، هناك بعض الأشياء التي يجب عليك مراعاتها. أولاً ، لدى المحركات الخطية 4 خصائص رئيسية ، لكل منها مستويات أهمية مختلفة لأي تطبيق. هذه هي السكتة الدماغية - القوة - السرعة - تصنيف IP. عادةً ما تختار المشغل المثالي بناءً على السكتة الدماغية أولاً ، ثم القوة ، ثم السرعة. تذكر السرعة والقوة المفاضلة ضد بعضها البعض. وهذا يعني أنه يمكنك الحصول على قوة عالية ، ولكن بعد ذلك ستكون السرعة أقل. إذا كنت تريد سرعة عالية ، فمن المحتمل أن تكون القوة أقل.

    عند اختيار المشغل الخطي الكهربائي المثالي ، ينبغي النظر في عدة عوامل ، بما في ذلك:

    1. سعة التحميل: يجب أن يكون المحرك قادرًا على دعم الحمل الذي سيتحرك. النظر في وزن الحمل وأي عوامل أخرى قد تؤثر على قدرة المشغل على تحريكه.
    2. السرعة: يجب أن تتطابق سرعة المشغل مع السرعة المطلوبة للتطبيق. سيعتمد ذلك على حالة الاستخدام المحددة وقد تتضمن مفاضلات بين السرعة وعوامل أخرى مثل القوة والدقة.
    3. طول السكتة الدماغية: يجب أن يكون للمشغل طول السكتة الدماغية المناسب للتطبيق. النظر في المسافة التي يحتاجها المشغل للسفر وأي قيود مادية قد تحد من طول السكتة الدماغية.
    4. القوة: يجب أن يكون المحرك قادرًا على توليد قوة كافية لتحريك الحمل والتغلب على أي احتكاك أو مقاومة في النظام. قد يتضمن ذلك حساب القوة المطلوبة بناءً على الحمل والتسارع المطلوب أو التباطؤ.
    5. الدقة: يجب أن يكون المحرك دقيقًا بما يكفي لتلبية متطلبات التطبيق. قد يتضمن ذلك النظر في عوامل مثل الدقة والتكرار ورد الفعل.
    6. العوامل البيئية: يجب أن يكون المحرك قادرًا على العمل في البيئة المقصودة ، مع مراعاة عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والتعرض للغبار أو الملوثات الأخرى.
    7. مزود الطاقة: يجب أن يكون المحرك متوافقًا مع متطلبات إمداد الطاقة والجهد المتاحة للتطبيق.
    8. الضوضاء: يجب أن يعمل المشغل على مستوى ضوضاء مقبول للتطبيق.
    9. خيارات التحكم: ضع في اعتبارك خيارات التحكم المتاحة ، مثل عناصر التحكم اليدوية ، وحدات التحكم القابلة للبرمجة ، وأجهزة الاستشعار ، واختر الخيارات التي تلبي احتياجات التطبيق على أفضل وجه.

    من خلال النظر بعناية في هذه العوامل ، من الممكن اختيار مشغل خطي كهربائي يلبي المتطلبات المحددة للتطبيق ، مما يضمن الأداء الأمثل والموثوقية.

    اختيار المشغل الخطي المثالي

    الخطوة 1. ما هي السكتة الدماغية (التمديد) التي تحتاجها:

    يمكن أن يطلق على السكتة الدماغية للمشغل التمديد. هذا هو المسافة التي سيتحرك القضيب ويمتد إلى الداخل والخارج. عادةً ما يتم قياسها بالبوصة ويمكن أن تتراوح من السكتة الدماغية 1 "(بوصة) إلى حوالي 40". ليس من الطبيعي أن يكون لديك مشغلات بسكتة دماغية تزيد عن 40 إلى 50 "بسبب القيود الميكانيكية للرصاص داخل المشغل الذي يوفر قوة الدفع والسحب.

    الخطوة 2. النظر في السرعة المطلوبة:

    ترتبط سرعة المشغل مباشرة بنسبة التروس بداخلها. سوف تبطئ نسبة التروس العالية سرعة القضيب الذي يمتد داخل وخارج المشغل ولكنه يزيد أيضًا من القوة بشكل كبير. تتراوح المشغلات من قوى منخفضة تصل إلى بضعة رطل إلى بضعة آلاف من الجنيهات. هناك طريقة أخرى للحصول على مزيد من السرعة والقوة هي جعل المحرك أكبر. لذلك إذا كان لديك محرك DC كبير القطر ، فيمكن أن يدور بشكل أسرع ويعطي المزيد من القوة. لذلك ، من الجدير بالذكر أن الحجم يتداول أيضًا بالسرعة والقوة أيضًا ، لمجرد تعقيد الأمور.

    الخطوة 3. النظر في القوة المطلوبة:

    مثل الخطوة 2 ، في هذه الخطوة ، عليك أن تفكر في السرعة التي يمكنك التعايش معها إذا كنت بحاجة إلى مشغل عالي القوة. القوة العليا تعني السرعة الأبطأ والعكس بالعكس. عند النظر في متطلبات القوة لاختيار المشغل المثالي ، ينبغي أخذ عدة عوامل في الاعتبار ، بما في ذلك:
    1. وزن الحمل: وزن الحمل الذي سيتحركه المشغل هو عامل رئيسي في تحديد القوة المطلوبة. يجب أن يكون المحرك قادرًا على توليد قوة كافية للتغلب على وزن الحمل ، وكذلك أي احتكاك أو مقاومة في النظام.
    2. التسارع والخلاف: ستعتمد القوة المطلوبة أيضًا على معدلات التسارع والتباطؤ اللازمة للتطبيق. إذا كان هناك حاجة إلى نقل الحمل بسرعة ، فقد تكون هناك حاجة إلى قوة أعلى لتحقيق التسارع المطلوب.
    3. المسافة والسرعة: ستتأثر متطلبات القوة أيضًا بالمسافة التي يحتاجها المشغل إلى السفر والسرعة التي يحتاجها إلى التحرك. يتطلب طول السكتة الدماغية أو السرعة الأسرع المزيد من القوة.
    4. القصور الذاتي: يمكن أن يؤثر الجمود على الحمل والمشغل نفسه أيضًا على متطلبات القوة. إذا كان الحمل يحتوي على القصور الذاتي العالي ، فقد تكون هناك حاجة إلى قوة أعلى لتحريكها ، في حين أن القوة السفلية قد تكون كافية للحفاظ على حركتها بمجرد تحركها.
    5. الاحتكاك والمقاومة: يمكن للاحتكاك والمقاومة في النظام زيادة متطلبات القوة ، حيث سيحتاج المحرك إلى توليد قوة كافية للتغلب على هذه العوامل بالإضافة إلى تحريك الحمل.
    6. عوامل السلامة: من المهم أيضًا النظر في أي عوامل أمان عند تحديد متطلبات القوة. قد يكون من الضروري وجود قوة أعلى لضمان تحريك الحمل بأمان وأمان ، دون أي خطر من الضرر أو الإصابة.

    من خلال أخذ هذه العوامل في الاعتبار ، من الممكن تحديد مشغل مع إمكانيات القوة المناسبة للتطبيق المحدد ، وضمان الأداء الأمثل والموثوقية.

    الخطوة 4. تصنيف IP:

    إن تصنيف IP هو مستوى حماية الطقس التي يمتلكها المشغل. يعني تصنيف IP الأعلى أن المشغل يمكنه تحمل بيئات أكثر قسوة مثل المطر ودرجات الحرارة. يعتبر تصنيف IP مرتفع 66 ، نوعًا جيدًا جدًا من مشغل تطبيقات الطقس. ومع ذلك ، للاستخدام الداخلي ، فإن تصنيف IP 42 مناسب. عند النظر في متطلبات IP (حماية الدخول) لاختيار المشغل المثالي ، ينبغي أخذ عدة عوامل في الاعتبار ، بما في ذلك ::
    1. البيئة: البيئة التي سيتم فيها استخدام المشغل عامل رئيسي في تحديد تصنيف IP المطلوب. النظر في عوامل مثل درجة الحرارة والرطوبة والغبار والتعرض للماء.
    2. الموقع: يمكن أن يؤثر موقع المشغل داخل النظام أيضًا على متطلبات IP. إذا كان المحرك يقع في منطقة عالية الخطورة ، مثل بالقرب من مصدر المياه أو في منطقة ذات مستويات عالية من الغبار ، فقد تكون هناك حاجة إلى تصنيف IP أعلى.
    3. المتطلبات التنظيمية: قد تملي المتطلبات التنظيمية أيضًا الحد الأدنى لتصنيف IP المطلوب للتطبيق. تأكد من التحقق من أي لوائح أو معايير ذات صلة لضمان الامتثال.
    4. العمر المتوقع: يمكن أن يكون العمر المتوقع للمشغل عاملاً في تحديد تصنيف IP المطلوب. إذا كان من المتوقع أن يكون المحرك في الخدمة لفترة طويلة من الزمن ، فقد يكون من الضروري تصنيف IP أعلى لضمان المتانة وطول العمر.
    5. متطلبات الصيانة: النظر في متطلبات الصيانة للمشغل وكيف قد يؤثر تصنيف IP على إجراءات الصيانة. على سبيل المثال ، قد يجعل تصنيف IP الأعلى من الصعب الوصول إلى مكونات وخدمة الخدمة داخل المشغل.

    من خلال النظر في هذه العوامل ، من الممكن اختيار مشغل مع تصنيف IP المناسب للتطبيق المحدد ، مما يضمن أن يعمل المشغل بشكل موثوق وأمان في البيئة المقصودة.

    الخطوة 5. كيفية تركيب المحرك

    إذن لديك الآن المحرك ، لكن كيف يمكنك تركيبه؟ جميع المشغلات تأتي مع ما يسمى clevis على كل والوحدة. هذا هو المكان الذي تقوم فيه بتوصيل المشغل بنوع من الأقواس. بالنسبة لمحركاتنا ، فإن كل مشغل لديه حجم معين من الأقواس التي تناسب كلا الطرفين. لدى بعض المحركات أقواس خاصة لتناسب جسم المشغل ، ولكن يمكن أن يكون لها تأثيرات حركية مقيدة على المحرك أثناء الحركة.

    الخطوة 6. ما هي العوامل الأخرى التي قد أحتاج إلى مراعاتها:

    هناك عوامل أخرى تحتاج إلى التفكير فيها عند اختيار المشغل المثالي. الجهد ، على سبيل المثال ، قد يكون مهمًا. عادة ما تأتي المحركات في 12 أو 24VDC كمعيار. ماذا عن التحكم في التعليقات؟ إذا كنت بحاجة إلى التحكم الموضعي للمشغل ، فقد تحتاج إلى مشغل يحتوي على مستوى من التعليقات مثل مستشعر القاعة أو المستشعر البصري أو حتى مقياس الجهد المدمج في المشغل. توفر جميع هذه الأجهزة إشارة ملاحظات بحيث تعرف وحدة التحكم موقفها في أي وقت. هذا مطلوب للتطبيقات التي تحتاج فيها أكثر من تحكم بسيط من طرف إلى طرف. لقد كتبنا منشورًا آخر مدونة مخصص لموضوع مشغلات التعليقات هذا فقطهنا.

    كيفية توصيل المحرك

    هناك العديد من الطرق لتوصيل المشغل ، وسيعتمد ذلك على نوع التحكم الذي لديك أو تحتاجه. يعد التحكم في مفتاح Rocker البسيط هو أسهل طريقة لتوصيل واحدة ، ولكن قد ترغب أيضًا في التحكم عن بُعد كشكل آخر من أشكال التحكم. للتحكم الموضعي ، قد تحتاج إلى اتصال أكثر تفصيلاً. عادةً ما تقدم معظم المشغلات الكهربائية تكوين سلكين للاتصال بالطاقة أو التبديل. +/- الجهد هي الأسلاك التي تؤدي من المشغل ، وعكس تلك الأسلاك إلى مصدر الطاقة هو ما يجعل اتجاه تغيير المشغل. وتسمى هذه العملية "عكس القطبية". مفتاح الروك يفعل ذلك لك داخل المفتاح.

    طريقتان لاتصال مشغل سلك:

    النوع الأكثر شيوعًا للمشغل هو نظام سلكي 2. ببساطة توصيل هذه الأسلاك مباشرة بمصدر الطاقة (عادة 12VDC) سيجعل المشغل تحرك ، وسيجعل عكس الأسلاك محركًا يتحرك في الاتجاه المعاكس. مفتاح الروك هو ما يفعله هذا بالنسبة لك ، لذا قم بتوصيل الأسلاكان من المشغل بالمحول وتوصيل الأسلاكان من مصدر الطاقة بالمفتاح وتم الانتهاء منه. تحتوي جميع مفاتيحنا على مخططات الأسلاك في كل صفحة منتج لجعل هذا الأمر بسيطًا

    طرق الأسلاك مشغل ردود الفعل:

    المحركات التي لديها ردود فعل مدمجة سيكون لها المزيد من الأسلاك. عادة 2 سلكين إضافيين وفي بعض الحالات 4 أسلاك إضافية. ستحتاج هذه الأسلاك إلى الانتقال إلى الموقع الصحيح. عادةً ما تكون مستشعرات القاعة ومشغلات المستشعرات البصرية سلكية. سيكون مشغل الجهد الذي يحتوي دائمًا على 3 أسلاك فقط هو الشخص الذي يختلف قليلاً. الجميع FIRGELLI يتمتع مشغلات التعليقات برسم التخطيط للأسلاك المطبوعة على المحرك.

    يأتي مصطلح المشغل من فعل إجراء شيء ما ، وبعبارة أخرى ، العمل هو تشغيل شيء ما. لذلك لتبسيط التعبير عما يفعله ، يقرأ المشغل إشارة ثم يعمل ، أو يعمل.المحركات عادة ما تكون جزءًا من نظام أو جهاز أو جهاز إجمالي متكامل في شيء أكبر لإنتاج عمل مفيد في شكل ما. إنه مكون داخل هذا الجهاز يقوم بشيء ما عن طريق نقله.

    لكي يعمل المحرك ، يتطلب إدخال مصدر الطاقة ، وعادة ما يكون الطاقة الكهربائية. كما يتطلب إدخال إشارة خارجية في شكل ما لإخبار المشغل بما يجب القيام به ، ثم يعمل الجهاز. عادةً ما يكون الإخراج في شكل حركة يمكن أن تكون إما دوارة أو خطي يستخدم لتحقيق النتيجة المرجوة في النظام. الجزء المضحك هو أن بعض المحركات تستخدم المحركات الأخرى لجعلها تعمل. على سبيل المثال ، سيستخدم المحرك الخطي الهيدروليكي مشغلًا الملف اللولبي لفتح وإغلاق السائل العالي الضغط في المكبس الرئيسي للمشغل. لذلك ، كما ترون هذه الأجهزة تستخدم في العديد من الأماكن والتطبيقات.

    المحركات في السيارات

    دعونا نلقي نظرة على مثال نموذجي لنظام المشغل المستخدم في حياتنا اليومية. يحتوي التدفئة في السيارة على إعدادات درجات حرارة ساخنة وباردة ، بالإضافة إلى مروحة ذات مستويات مختلفة من القوة. يتم التحكم في إعداد درجة الحرارة بواسطة مشغل ينظم مقدار تدفق الهواء على مبادل حراري. يتحكم هذا المشغل في موضع تدفق الهواء ، وكلما زاد تدفقه فوق المبادل الحراري ، يكون الهواء أكثر سخونة ، وعلى العكس من ذلك ، كلما كان الأمر بعيدًا عن المبادل الحراري.

     

     

    المحركات في السيارات

    تاريخ المحركات

    كان المشغلون موجودون منذ أكثر من 100 عام ، وقد جاء اسمهم من ما يفعلونه ، ويقومون بتصرف شيء ما. وهذا يعني أنهم يحركون شيئًا عن طريق فتح أو إغلاق أو دفع أو سحب أو رفع أو إسقاط ، إلخ المحرك الخطي الكهربائي تستخدم لفتح وإغلاق الجذع في السيارة. هذه أنواع شائعة جدًا من المشغلات الكهربية الميكانيكية التي يتم استخدامها على نطاق واسع في حياتنا اليومية. قبل إنشاء الكهرباء ، ما زالوا مصنوعين ولكن سيتم التحكم فيهما للسيطرة على الإنسان ، مثل مزلاج على الباب.

    ماذا يعملون؟

    كما تم تأسيسه ، يحول المحرك الطاقة إلى الحركة ولكنه يمكن أن يساعد أيضًا في التحكم في هذه الحركة والطاقة.

    المتغيرات في نظام المشغل هي نوع الطاقة ، وكمية المدخلات ، وسرعة الحركة. ما سيكون دائمًا متسقًا هو الحاجة إلى نوع من مصدر الطاقة وإنتاج الحركة الميكانيكية. تعمل المحركات أيضًا باستخدام نفس المكونات على الرغم من أنها ستبدو مختلفة اعتمادًا على نوع المشغل ووظائفه.

    مصدر الطاقة

    يمكن أن يكون مصدر الطاقة ، كما تمت مناقشته ، كهربائيًا أو الهواء أو الغاز أو الماء أو أي نوع آخر من مصدر الطاقة ولكن هذا هو الأكثر شيوعًا في تشغيل المحركات.

    محول الطاقة

    يحمل محول الطاقة الطاقة من مصدر الطاقة إلى المشغل تمشيا مع أي وحدات أو قياسات يتم تفصيلها على وحدة تحكم أو في تصميمها.

    يعد الصمام النسبي الهيدروليكي أحد الأمثلة على محول الطاقة المستخدم على الماء - وهو جزء ميكانيكي للسماح للدخول أو إيقاف تشغيل الماء حتى يتماشى تدفق المياه مع معدل المدخلات وإخراج الحركة المطلوب.

    العاكشات الكهربائية هي مثال آخر ، غالبًا ما يتم استخدامه في الصناعة لتحويل الكهرباء الحالية المباشرة إلى الكهرباء الحالية المتناوبة. يمكن أن تبدو وكأنها محركات أو دوائر إلكترونية مستطيلة.

    تعريف المشغل

    عندما يتعلق الأمر بتشغيل العديد من أنظمة العصر الحديث عبر قطاعات متعددة ، لا أحد يلعب دورًا أكثر جوهرية من المحركات. تساعد هذه الأجهزة الهامة في تحويل الطاقة إلى الحركة أو القوة الميكانيكية - المتطلبات الأساسية للتحكم في الآليات بدقة. إنها تأتي في أنواع مختلفة (الهيدروليكية ، الهوائية ، الكهربائية والميكانيكية) التي تلبي وظائفها الفريدة من المكونات الصغيرة - أدوات/سيارات الاتصالات الهاتفية المتطورة إلى الآلات الصناعية الأكبر في مصانع التصنيع والمساعي الجوية المتقدمة. تكمن قيمتها الأساسية في كيفية تنظيم معلمات مهمة مثل الموضع والسرعة والتسارع والقوة. المشغلات هي مكونات لا غنى عنها عبر المجالات بما في ذلك أتمتة الروبوتات والتحكم في هندسة.

     

    الحمل الميكانيكي

    الحمل الميكانيكي هو إجهاد مادي أو قوة معارضة على النظام الذي يعمل ضد الطاقة التي ينتجها المشغل. على هذا النحو ، فإنه يحفز النظام على إنتاج المزيد من الطاقة.

    يمكن رؤية مثال يومي لهذا التفاعل عندما تسير السيارة شاقة. الإمالة أو المنحدر عبارة عن تحميل يعمل المحرك ، لذلك ، على التحرك ، يجب أن تزيد السيارة من سرعتها. في الهندسة الميكانيكية ، يمكن العمل في الحمل الميكانيكي كجزء من تصميم النظام.

    وحدة تحكم للمشغل

    وحدة التحكم هي جهاز ينشط المشغل ويتحكم في الإخراج ، ويوجه اتجاهه وقوته وطول العمر. إنه يمنع النظام من العمل على أجهزته الخاصة ويسمح بحدود في كلا طرفي التحويل ، والتي يمكن للمشغل الإشراف عليها.

    قد يكون جهازًا كهربائيًا أو إلكترونيًا أو ميكانيكيًا ، وقد يبدو وكأنه زر أو رافعة أو تبديل أو الاتصال الهاتفي. ولكن هناك العديد من الأمثلة المختلفة عندما يتعلق الأمر بتشغيل مشغل.

    وحدة تحكم المشغل

    تطبيقات مختلفة

    سواء كنت تبحث في مشغلات خطية أو دوارة ، فإن قائمة التطبيقات الخاصة بهم لا حصر لها. من المحتمل أن يكونوا في بعض الأجهزة من حولك ، بما في ذلك هاتفك المحمول. بدونها ، ستكون العديد من التطبيقات الصناعية أقل كفاءة.

    الاستخدامات الشائعة للمحركات الخطية

    التعامل مع المواد: لا شك أن مصانع التصنيع والمستودعات لديها استخدام لأنظمة معالجة المواد التي تكون فيها المشغلات الخطية مفيدة بشكل لا يصدق للتحكم الفعال والسريع للسلع ، بما في ذلك أنظمة حزام النقل.

    كيف يتم استخدام المحركات

    معدات القطع: يؤدي استخدام آلة للقطع إلى حماية السلامة البشرية عند التعامل مع المهام المتكررة التي تنطوي على معدات حادة أو خطرة. يمكن للمشغلات الخطية تشغيل آلات الطاقة للتقطيع الدقيقة ، بما في ذلك الخشب أو الزجاج أو البطاقة.

    معالجة المواد الخام: أمثلة على استخدام المشغلات في معالجة المواد الخام هي الأفران الزجاجية/السيراميك أو آلات الرخام/العمل الخشبية ، إلى جانب إمكانيات الأتمتة المتجهة ، يمكنها العمل بشكل أكثر كفاءة ودقة.

    علم الروبوتات: علم الروبوتات هو مثال كلاسيكي وواضح للمكان الذي يتم فيه استخدام المشغلات الخطية ويعني صعودها في الاستخدام المزيد من الابتكارات والتنوع الذي شوهد هنا.

    المحركات في الروبوتات

    من الدنيوية إلى الخدمة الشاقة ، هناك العديد من أنواع المحركات المستخدمة في العديد من التطبيقات اليومية ، ومعظمها مخبأة عن العرض ، ولكن القيام بالعمل بشكل أو بآخر.

    أنواع مختلفة

    محرك الملف اللولبي

    التمسك بالسيارات ، دعنا نستكشف نوع مشغل آخر شائع للغاية ، وهذا هو المحرك الملف اللولبي. الملفات اللولبية تعمل مثل التتابع. يأخذون في تيار كهربائي ويخلقون مجالًا كهرومغناطيسيًا. إنها تلك القوة المغناطيسية التي تجعل قضيبًا يتحرك إلى الداخل والخارج. عادة ، كلما ارتفع المجال المغناطيسي الذي يتم توفيره إلى مشغل الملف اللولبي ، زادت القوة التي يخلقها ، والعكس بالعكس. هذه هي محركات من نوع ON -OFF بسيطة للغاية ، مما يعني القليل جدًا من خيارات التحكم. على سبيل المثال ، ليس لدى مشغلات الملف اللولبي أي سيطرة حقيقية على السرعة أو القوة ، وكذلك طول السكتة الدماغية المحدودة للغاية. من النادر العثور على مشغل ملف لولبي بأكثر من 2 "(بوصات) من السكتة الدماغية.

    محركات الملف اللولبي

    القفل المركزي على أبواب السيارة هو النوع الأكثر شيوعًا من مشغل الملف اللولبي المستخدم. أنها ببساطة توصيل وفصل المزلاج من مقبض الباب. آلية التحكم بسيطة للغاية أيضًا ؛ يتم إرسال نبضة واحدة من الكهرباء 12V DC إلى الملف اللولبي لتمرينه ، والربيع يجعله يعود.

    فيما يلي مشغل ملفوف الملف اللولبي نموذجي ، كما هو مستخدم في معظم السيارات. إذا كانت تبدو غير مألوفة ، فذلك لأن معظم الناس لا يرون داخل لوحات الأبواب للسيارة.

    أنواع المشغل

    مشغل بيزو

    تأتي حركة المحركات هذه من تنشيط الجهد وتتطلب فولتية كبيرة جدًا لجعلها تتوسع وتتقلص ، عادة ما تكون أكثر من 200 فولت. البيزو المواد هي نوع من السيراميك ، فهي هشة للغاية وسيحتوي على العديد من الطبقات مع لوحات معدنية بين كل طبقة حتى يتم تنشيط كل مكدس Piezo.

    هناك حاجة إلى كميات كبيرة من الجهد لتغيير بسيط للغاية في الطول ، وعادة ما لا يتم توسيع بيزو بحوالي 1 ٪ من حجمه ، ولكن قوتها مرتفعة للغاية ، وهذا يعني أنه يمكنك تضخيم توسيع مداخن Piezo للحصول على المزيد الحركة ، ولكن قوة التداول للمسافة. يمكن إجراء التضخيم ميكانيكيًا ، كما هو الحال مع الرافعة ، ولكن عادة ما يتم استخدام piezos في التطبيقات التي تحتاج فيها إلى دقة عالية جدًاو يتحكم. يتم استخدامها بشكل شائع كحاقلات للوقود للسيارات ، حيث يتحكم مشغل Piezo في حجم الوقود الذي يدخل الاسطوانة ؛ حيث يجب أن يكون مستوى التحكم في الميكرون (واحد-مليونمن متر).

    محركات بيزو

    المحرك بالهواء المضغوط

    تستخدم هذه الأنواع من المحركات غازًا أو الهواء المضغوط في أسطوانة تم إنشاؤها بواسطة ضغط عالي مضخة لتحريك مكبس لإنشاء حركة خطية. مثل المحركات الهيدروليكية ، كان تصميم مشغل خطي هوائي موجود منذ فترة طويلة. يتم استخدام ضاغط الهواء للضغط على الهواء أو الغاز الخامل في الخزان ، ويتم استخدام الهواء عالي الضغط لجعل مكبس المشغل ينزلق داخل وخارج. بمجرد أن يصل المكبس في المشغل إلى نهاية السفر ، يتم نقل مفتاح الصمام لفتح الصمام إلى الطرف الآخر من المشغل حيث يدفع الهواء عالي الضغط مرة أخرى المكبس في المشغل في الاتجاه الآخر.

    هوائي

    فوائد استخدام الوجهات الرئوية هي:

      1. السرعة العالية ممكنة ويتم التحكم فيها بواسطة صمام الضغط والقدرة الحجمية للنظام.
      2. يمكن تحقيق قوى عالية إلى حد ما.
      3. ينبعث القليل من الصوت بصرف النظر عن المضخة التي تضغط على الخزان.
      4. السكتات الدماغية طويلة جدا ممكنة.
      5. موثوقية عالية للغاية للدورة والمتانة.
      6. يمكن أن تكون المحركات صغيرة جدًا ومدمجة لأنها بسيطة للغاية في البناء.

    عيوب الهوائية هي:

    1. مطلوب معدات إضافية مثل الخزان ومضخة الضغط العالي.
    2. لا يمكن السماح للنظام بأكمله بالتسرب إذا فشل النظام.
    3. الهواء هو غاز قابل للانضغاط ، وهذا يعني عندما يتحرك المشغل الهوائي قوة عالية ، هناك دائمًا تأخر لأن الغاز/الهواء سيضغط بشكل طبيعي أولاً قبل أن يتحرك المكبس داخل المحرك. هذا يعني أنه سيكون هناك تأخر في النظام. المحركات الهيدروليكية ليس لديها هذه المشكلة.
    4. التحكم في الموضعية منخفضة للغاية يمكن تحقيقها. شاهد الفيديو أدناه حيث نستخدم LEGO لإظهار عدم التحكم مقارنةً بمشغل ميكانيكي ، واستخدام DTI (مؤشر اختبار الاتصال) لإظهار الفرق

    أين يستخدمون؟

    يتم استخدامها حيث تكون الحركة عالية السرعة مطلوبة ، ما يصل إلى 30 بوصة في الثانية. بمجرد التثبيت ، يصعب الانتقال من مكان إلى آخر لأنها تتطلب الكثير من وقت التثبيت. تم العثور على هذه المشغلات على خطوط تجميع مصانع التصنيع لأنها مثالية لأداء الملايين من الدورات بدون صيانة ، ويمكنها التحرك بسرعة كبيرة.

    المحركات الهيدروليكية

    تعمل المحركات الهيدروليكية بنفس الطريقة تمامًا مثل المشغلات الهوائية ، باستثناء بدلاً من استخدام الهواء أو الغاز عالي الضغط ، فإنها تستخدم سائلًا غير قابل للضغط يسمى السائل الهيدروليكي. نظرًا لأن السائل غير قابل للضغط ، فإنه يتمتع بميزة كبيرة على الوجهات الرئوية ، فإن هذه الأنظمة قادرة على القوى الهائلة. هذا هو السبب في أنك تراهم يستخدمون بشكل حصري على معدات البناء الشاقة مثل Diggers ، وشاحنات التفريغ ، وشاحنات الرافعة الشوكية ، والجرارات ، وما إلى ذلك.

    المحركات الهيدروليكية

    كيف يعملون؟

    تستخدم المحركات الهيدروليكية سائل الضغط العالي لدفع مكبس للخلف وإلى الأمام حيث يتم التبديل من خلال مفاتيح الصمام. رتتطلب أنظمة HESE مضخات ذات ضغط عالي ، وصمامات عالية الضغط وأنابيب ، وخزان لعقد السائل الهيدروليكي. لذلك ، إذا كان لديك مساحة كبيرة وأموال وتتطلب أ جداً كمية كبيرة من القوة ، يمكن أن تكون الهيدروليكية هي الطريق للذهاب.

    فوائد استخدام المحركات الهيدروليكية هي:

    1. السرعة المعتدلة ممكنة ويتم التحكم فيها بواسطة سرعة المضخة.
    2. يمكن تحقيق قوى عالية للغاية.
    3. السكتات الدماغية طويلة جدا ممكنة.
    4. موثوقية عالية للغاية للدورة والمتانة.
    5. يمكن أن تكون المحركات صغيرة جدًا ومدمجة في الحجم لأنها بسيطة للغاية في البناء.

    العيوب هي:

    1. يتحكم. المحركات الهيدروليكية لديها القليل من التحكم في الدقة.
    2. مطلوب السائل الهيدروليكي للنظام للعمل ، والسائل سام للغاية. إذا فشل النظام ، فقد يتسرب.
    3. عندما تعمل المضخة الهيدروليكية ، يمكن أن تكون صاخبة للغاية ، وكلما زادت القوة المطلوبة ، كلما كانت الضوضاء أعلى.
    4. يعتمد السائل الهيدروليكي على اللزوجة التي يمكن التنبؤ بها ، لذلك لا يتدفق بسلاسة من خلال الأنابيب والصمامات ، وما إلى ذلك. هذا يتطلب طاقة إضافية لدفع السائل عند الضغط العالي عبر الأنابيب والتجهيزات. ونتيجة لذلك ، فإن الأنظمة الهيدروليكية غير فعالة للغاية للعمل والاستخدام ، وخاصة في المناخات المختلفة.
    5. سعر. هذه الأنظمة باهظة الثمن لشراء وتثبيت.

    المحركات الدوارة

    نوع آخر من المشغل هو مشغل دوار ، يعمل بشكل أساسي من خلال استخدام إمدادات الطاقة الكهربائية مع حركة دوران محدودة أو حركة دورانية مستمرة ، اعتمادًا على احتياجات التطبيق. تتمثل إحدى الميزات الرئيسية لمشغلات الدوران في أنها تعمل بسرعات منخفضة ولكنها تنتج قيم عزم الدوران أعلى مما يجعلها مثالية للاستخدام في تطبيقات الروبوتات وغيرها من تطبيقات الأتمتة الصناعية ، وكذلك الإلكترونيات على مستوى المستهلك التي تتطلب أنظمة عالية التقييم لدورات التشغيل المتسقة. يولد المحرك الدوار هذا عزم الدوران أثناء تسريع تسريع دوران عمود القيادة ، مما يخلق حركات دائرية ناعمة دون انقطاع على الإطلاق. من أجل تناسق الأداء الأمثل أثناء التشغيل ، يستخدم المشغل مستشعرًا للكشف عن قياسات موضعه عادةً في شكل مستشعر أو تشفير للقاعة ، وبالتالي إرسال إشارات إلى الدماغ من أجل القراءة. علاوة على ذلك ، بالنسبة إلى المخاوف المتعلقة بالفضاء ، فإن هذه المحركات الفعالة تأتي مع قدرة رائعة على الحجم الصغير للميزات ؛ وبالتالي السماح لهم باستخدام حتى في مناطق المساحات المحصورة.

    المحركات الدوارة

    المبدأ:

    قد تكون الحركة التي تنتجها هذه الأنواع من المشغلات إما دوران مستمر ، كما يظهر في محرك كهربائي ، أو قد تكون الحركة دوران زاوي ثابت. من خلال مشغل دوار يتم التحكم فيه هواء أو هيدروليكي ، من المرجح أن يكون نوعًا من الدوران الزاوي الثابت ، وذلك لأن الرف أو المكبس الذي يدور لا يمكن أن يتحرك العمود الرئيسي إلا حتى الآن ، وبالتالي فإن الحركة الدورانية مقيدة بالسكتة الدماغية الخطية المتاحة . إذا كان هناك حاجة إلى مزيد من الدوران ، فسوف يحتاج المكبس إلى الانزلاق إلى أبعد من ذلك ، ويتم استخدام نسبة تروس مختلفة لترجمة الحركة.

    نسبة تروس المشغل الدوار

    روتاري سيرفو

    توجد فئة أخرى من المحرك الدوار ، وهي محرك المؤازرة ومحرك السائر. يتم التحكم في هذه المحركات عن طريق الكهرباء. وبالتالي توفير حركة دورانية مستمرة مع تقديم الدقة الجديرة بالملاحظة في وقت واحد من حيث التحكم الدوراني.

    محرك دوارة المؤازرة

    يتم استخدام هذه الأنواع من المحركات بشكل شائع في الروبوتات والإلكترونيات الاستهلاكية حيث يتم إنتاج حركة الدوران وعزم الدوران بواسطة محرك دوار. يتم تقليل السرعة وزيادة عزم الدوران عن طريق نظام التروس لإنشاء حركة دوار. للحصول على سيطرة دقيقة ، سيكون للمشغل مستشعر يقيس الموقف. عادة ما يكون هذا في شكل مستشعر أو تشفير القاعة يرسل إشارة إلى "الدماغ" للترجمة إلى موضع. تتمثل إحدى الميزات الرائعة في محركات المؤازرة في أنه يمكن صنعها صغيرة جدًا واستخدامها في أماكن ضيقة جدًا.

    هل ترحيل نوع من المشغل؟

    أتناوب يُعتبر أيضًا أحيانًا شكلاً من أشكال المحرك الكهربائي ، وهذا يعني التتابعالحركات إشارة كهربائية أو اتصال. على الرغم من أن هذا قد يبدو وكأنه مكون كهربائي بدون أجزاء متحركة ، إلا أنه يحتوي على مكون متحرك له. التتابع هو ملف مشحون مغناطيسيًا يفتح ويغلق موصل عبر حقل كهرومغناطيسي. لذلك ، من الناحية الفنية ، هو يكون شكل من أشكال المحرك ، فقط على نطاق صغير.

    لهذا المقال ، سوف نركز أكثر على المشغلات الخطية. يهدف هذا المثال إلى توضيح كيف يكون مصطلح "المحركات"جداً واسع ويمكن أن يغطي المحركات الدوارة ، الملفات اللولبية ، وأنواع أخرى أيضًا.

    المحركات

    تحويل الحركة الدوارة من محرك المؤازرة إلى الحركة الخطية

     تحويل الحركة الدوارة من محرك مؤازرة إلى حركة خطية

    نظرًا لأن مشغلات المؤازرة الدوارة شائعة الاستخدام وغير مكلفة نسبيًا للشراء ، فقد أصبحت وسيلة شائعة للناس لإنشاء حركة خطية. من خلال الروابط البسيطة وشكل من أشكال نظام التوجيه الخطي ، من الممكن إنشاء حركة خطية. ستتناسب السكتة الدماغية التي تنتج بشكل مباشر مع طول ذراع الرافعة كما هو موضح في الصورة أعلاه. كلما طالت ذراع مشغل المؤازرة ، كلما طالت فترة السكتة الدماغية ؛ ومع ذلك ، فإن الجانب السلبي هو أنه سيتم تقليل القوة لأن عزم الدوران يتناسب مع طول الذراع.

    أسفل معادلة عزم الدوران للمحركات الدوارة

    معادلة عزم الدوران للمحركات الدوارة

    كهربية ميكانيكية.

    مع المحركات الخطية الكهربائية ، مغطاة في مقالة مدونة منفصلة هنا، يتم تحويل الحركة الدوارة من محرك AC أو DC إلى حركة خطية عبر Leadscrew. Leadscrew هو ترس حلزوني مشغل على قضيب. عندما تدور الرصاص من المحرك ، ينزلق الجوز (كما هو موضح في الأصفر أدناه) لأعلى ولأسفل من الرصاص في حركة خطية ناعمة ، وترجمة الحركة الدورانية إلى حركة خطية - وبالتالي الاسم "المحرك الخطي". هذا يختلف تمامًا عن مشغل الملف اللولبي ، الذي لا يزال شكلًا من أشكال المشغل الخطي ، ولكن في الصناعة ، عادة ما يميز المهندسون الاثنين عن طريق تسميتهما" محركات الملفات الملفات "و" المحركات الخطية "على الرغم من أن كلا الحركة الخطية الخطي.

    المحرك

    مع المحركات الخطية الكهربائية ، يمنحك وجود LeadsCrews الطول مختلف أطوال السكتة الدماغية المختلفة. إن قلب الرصاص بشكل أسرع أو أبطأ مع المحرك يعطي سرعات خطية مختلفة. إن المزيد من القوة من المحرك الذي يمكن تطبيقه على Leadscrew يعني أن المزيد من القوة يتم إعطاؤها للجوز الذي ينزلق لأعلى ولأسفل. يتم توصيل الجوز بالقضيب والقضيب الذي تراه وتربطه بقوس التثبيت لإنشاء تلك الحركة الخطية. كلما زاد عزم الدوران الذي يمكن تطبيقه على المسمار الرئيسي، ستكون القوة الخطية متاحة للقضيب المنزلق.

    هناك طرق مختلفة لإنشاء عزم الدوران في مشغل. إضافة الترس بين المحرك والمسمار الرصاص هو الطريقة الأكثر شيوعًا ؛ كلما ارتفعت نسبة التروس ، يتم إنشاء المزيد من القوة. هناك مفاضلة: القوى الأعلى تعني السرعة المنخفضة ، وعلى العكس من ذلك ، فإن السرعة الأعلى تعني قوة أقل. تتطلب السرعة الإضافية لقوة معينة محرك إدخال أكبر ، وهو أكبر جسديًا ويسحب المزيد من التيار للعمل ؛ كل من الحجم والقوة يجعلها أكثر تكلفة.

    المحركات الكهربائية بالتفصيل (المحركات 102)

    فيما يلي مقطع فيديو يلقي نظرة داخلية على المحركات بتفصيل أكبر بكثير.

    للحصول على نظرة عامة أكثر تفصيلاً على كيفية عمل المشغل الخطي الكهربائي ، أنشأنا المقالة التي يمكن عرضها هنا "داخل مشغل خطي - كيف يعمل المحرك"

    إذا كنت تتطلع إلى شراء مشغل خطي كهربائي ، وتحتاج إلى بعض المؤشرات حول مكان البدء ، فقد ترغب في قراءة هذا Articel أولاً. "لا تشتري مشغل خطي حتى تقرأ هذه الخطوات الخمسة"يمكن أن يساعدك هذا في تجنب بعض المشكلات الشائعة قبل إنفاق أي أموال.

    المحركات الخطية الصغيرة

     المحركات الصغيرة أو يتم استخدام المحركات الخطية المصغرة في التطبيقات التي تكون فيها المساحة محدودة أو أن السكتة الدماغية المطلوبة للمشغل صغير. ربما تحتاج إلى تحريك شيء صغير جدًا على مسافة قصيرة جدًا ، سيكون مشغل خطي صغير مثاليًا لمثل هذا التطبيق. عادة ما تكون ضربات المحركات الصغيرة من 10 مم إلى 100 مم وهي مضغوطة للغاية في الحجم. أحد الجوانب السلبية للمشغل الصغير هو أن القوى تميل إلى أن تكون كثير أقل بسبب المحركات الصغيرة المدمجة فيها.

    عرض انفجار للمشغل

    ملخص

    تأتي المحركات في العديد من الأنواع المختلفة ، من الدوار إلى الخطية والهيدروليكية والهدية والملف اللولبي والكهربائي الميكانيكي. كل نوع لديه تطبيق مثالي. تعد المشغلات الدوارة الصناعية الكبيرة التي يتم قيادتها هيدروليكيًا رائعة لفتح صمامات ضخمة من أنبوب الزيت ، و المفعولون الدقيق يمكن أن تكون مدعومة بمصادر طاقة صغيرة 12V بدقة ودقة كبيرة للروبوتات والتطبيقات الصغيرة. لمزيد من التفاصيل حول المحركات ، كتبنا ورقة بيضاء تدخل في عمق أكثر بقليل في عالم المحركات. يرجى قراءة هذا المقال هنا

    FIRGELLIتم تصميم وإنتاج المشغلات ® خصيصًا مع مواد عالية الجودة لمنحك توازنًا مثاليًا في الطاقة والتحكم والسعر لبناء أنظمة التشغيل الآلي.

    تحقق من محركاتنا هنا

    انقر هنا

    هل تحتاج إلى مساعدة في العثور على المحرك المناسب؟

    نحن مهندس وتصنيع منتجاتنا حتى تحصل على أسعار الشركات المصنعة المباشرة. نحن نقدم نفس اليوم الشحن ودعم العملاء على دراية. حاول استخدام حاسبة المشغل لدينا للحصول على مساعدة في اختيار المشغل المناسب لتطبيقك.