Was ist ein Aktuator?

Aktoren

Ein Aktuator ist der Teil einer Maschine oder Vorrichtung, der dazu beiträgt, Mobilität zu erreichen, indem Energie (hauptsächlich elektrisch, luft- oder hydraulisch) in mechanische Kraft umgewandelt wird. Mit anderen Worten, es ist der Teil in fast jeder Maschine, der Bewegung erlaubt.

Explosionszeichnung des Stellantriebs

Es kann mit der Operation Ihres Körpers verglichen werden. Wie Muskeln in einem Körper, die die Bewegung von Beinen oder Armen antreiben, arbeiten Aktuatoren in einem System, um eine mechanische Aktion auszuführen.

Aktuatoren gibt es in praktisch jeder Maschine um uns herum, von einfachen digitalen Steuerungssystemen bis hin zum Vibrator in unserem Handy. Sie finden sie in Haushaltsgeräten, Fahrzeugen, Industrieapparaten, Robotern und unzähligen anderen Dingen.

Antriebsmaschine     Aktuator

Was ist ein Linearantrieb?

EIN Linearantrieb ist ein Werkzeug, das Rotationsbewegungen in lineare Bewegungen umwandelt - gerade Auf- und Abbewegungen. Abhängig von der Funktion des Stellantriebs kann diese Bewegung durch elektrische, hydraulische oder pneumatische Energie angetrieben werden. Elektrische und piezoelektrische Aktuatoren arbeiten beispielsweise am Eingang von elektrischer Spannung oder Strom, die von Gleich- oder Wechselstrommotoren geliefert werden. Hydraulische Aktuatoren verwenden eine inkompressible Flüssigkeit und pneumatische Aktuatoren verwenden Luft. Das Ausgangssignal ist mechanische Energie.

Im Gegensatz zu maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz sind Linearaktuatoren nicht oft in den Schlagzeilen. Die Rolle, die sie heute in unserer Welt spielen, ist jedoch wahrscheinlich wichtiger als jedes Gerät, das jemals erfunden wurde.

Beispielsweise sind in industriellen Mechatroniksystemen Aktuatoren vollständig dafür verantwortlich, dass sich ein Gerät wie ein Roboterarm bewegen kann, wenn ein elektrisches Eingangssignal geliefert wird. Ihr Auto verwendet Aktuatoren in der Motorsteuerung, um Luftklappen für Kraft und Optimierung von Elektrizität, Leerlaufdrehzahl und Gasmanagement zu modulieren, um eine perfekte Verbrennung zu erzielen. Ein Aktuator ist ein "Beweger".

Funktionsweise von Linearantrieben

Hydraulische Linearantriebe

Hydraulische Linearantriebe erzeugen eine geradlinige Bewegung, indem ein unausgeglichener Druck mit Hydraulikflüssigkeit auf einen Kolben in einem Hohlrohr ausgeübt wird, der zu einem Drehmoment führt, das stark genug ist, um ein äußeres Objekt zu manövrieren.

Der Hauptvorteil eines hydraulischen Linearantriebs ist das große Drehmoment, das er erzeugen kann. Dies liegt daran, dass Flüssigkeiten nahezu inkompressibel sind. Einfachwirkende hydraulische Aktuatoren haben Kolben, die sich nur in eine Richtung bewegen können, und für die Rückwärtsbewegung ist eine Feder erforderlich. Ein doppeltwirkender hydraulischer Aktuator verwendet Druck an beiden Enden, um die Relativbewegung von beiden Seiten zu verringern. Sie werden hauptsächlich zum Übertragen ziemlich schwerer Lasten verwendet, genau so, wie große Baumaschinen häufig mit Hydraulikdruck arbeiten.

Pneumatische Linearantriebe

Pneumatische Linearantriebe sind die einfachsten und kostengünstigsten Stellantriebe. Sie arbeiten mit Druckluft, um Bewegung durch Dehnen und Ausfahren eines Kolbens zu erzeugen. Das Zurückziehen des Kolbens erfolgt mit einer Feder oder durch Zuführen von Flüssigkeit am gegenüberliegenden Ende.

Pneumatische Linearantriebe sind ideal, um auf relativ kompaktem Raum ein hohes Drehmoment und eine hohe Drehzahl zu erzielen. Schnelle Punkt-zu-Punkt-Bewegungen sind ihre Stärke und sie werden nicht leicht durch harte Stopps ruiniert. Diese robuste Natur macht sie beliebt in Geräten, die explosionsgeschützter oder widerstandsfähiger gegen schwierige Bedingungen wie hohe Temperaturen sein müssen.

Piezoaktoren

Piezo ist ein Satz fester Materialien wie Keramik, die auf die elektrische Ladung reagieren, indem sie sich vergrößern oder zusammenziehen und Energie erzeugen, wenn mechanischer Druck ausgeübt wird. Piezoaktoren nutzen diese Bewegung durch elektrische Zeichen optimal, um kurze, schnelle und schnell reagierende Hübe auszuführen.

Die Bewegung, die piezoelektrische Aktuatoren erzeugen, verläuft häufig parallel zum elektrischen Feld. In einigen Fällen ist die Bewegung jedoch orthogonal zum elektrischen Feld, wenn die Einheit so eingestellt ist, dass sie mit dem transversalen piezoelektrischen Effekt arbeitet. Der Nachteil von Piezoaktoren ist, dass sie sich jeweils nur wenige Mikrometer bewegen, da sie sich normalerweise nur etwa 5% ihrer tatsächlichen Länge bewegen. Ein 100-mm-Piezo bewegt sich also nur um 1 mm im Hub, was sehr klein ist.

Elektrische Linearantriebe

Wie der Name schon sagt, verwenden elektrische Linearantriebe elektrische Energie, um Bewegungen in einer direkten Linie zu ermöglichen. Sie bewegen einen Kolben gemäß elektrischen Signalen hin und her und werden hauptsächlich für Bewegungen wie Ziehen, Drücken, Blockieren, Heben, Auswerfen, Klemmen oder Absenken verwendet.

Linearantriebe arbeiten mit einem Motor, der eine schnelle Drehbewegung erzeugt, und einem Getriebe, das den Aufprall verlangsamt. Infolgedessen wird das Drehmoment erhöht, das sich in eine Gewindespindel verwandelt, die die lineare Bewegung einer rotierenden Welle oder Antriebsmutter verursacht. Durch Verschieben der Polarität der Verbindung vom Motor zur Batterie kann sich der Motor in die entgegengesetzte Richtung drehen.

 

Elektrische Linearantriebe sind in unterschiedlichen Hüben erhältlich, die durch Erhöhen oder Verringern der Wellenlänge erreicht werden. Mit verschiedenen Gängen können auch unterschiedliche Raten erreicht werden. Im Allgemeinen ist der Antrieb umso geringer, je höher die Geschwindigkeit der Schraube ist. Ein Schalter über der primären Aktuatorwelle oben und unten stoppt die Verdrehung, wenn sie das Ende ihres Hubs oder ihrer Bewegung erreicht. Da die Drehung ihr Ende erreicht, unterbricht der Schalter die Stromversorgung Ihres Motors.

    Die Kapazität von Linearantrieben

    Leistungsmetriken sind messbare Ergebnisse, mit denen Sie die Qualität eines bestimmten Elements beurteilen können. Aktoren werden unter vielen Leistungsmetriken berücksichtigt. Die häufigsten sind Drehmoment, Geschwindigkeit und Ausdauer. In letzter Zeit kann die Energieeffizienz als bedeutend angesehen werden. Andere Aspekte, die berücksichtigt werden könnten, sind Menge, Masse, Arbeitsanforderungen usw.

    Drehmoment oder Kraft

    Das Drehmoment ist eines der wichtigsten Elemente, über die beim Betrieb eines Stellantriebs nachgedacht werden muss. Es sind zwei Drehmomentmetriken zu berücksichtigen: statische und dynamische Last. Das statische Lastdrehmoment oder die statische Lastkraft kennzeichnet die Fähigkeit des Stellantriebs im Ruhezustand. Die dynamische Last beschreibt die Drehmomentfähigkeit dieses Geräts, wenn es sich bewegt.

    Geschwindigkeit

    Die Geschwindigkeit eines Stellantriebs hängt vom Gewicht der angenommenen Last ab. Normalerweise ist Ihre Geschwindigkeit umso geringer, je größer die Kraft ist. Daher sollte die Geschwindigkeitsmetrik überprüft werden, sobald der Aktuator keine Last trägt.

    Haltbarkeit des Stellantriebs

    Die Art des Stellantriebs und auch das Design des Unternehmens bestimmen die Robustheit eines Stellantriebs. Obwohl hydraulische Aktuatoren im Vergleich zu elektrischen Aktuatoren als langlebiger und robuster angesehen werden, liegt die detaillierte Spezifikation der Qualität des verwendeten Materials wahrscheinlich beim Hersteller.

    Energieeffizienz des Stellantriebs

    Angesichts der wachsenden Bedenken hinsichtlich der Energieeinsparung und ihrer unmittelbaren Auswirkungen auf die Betriebskosten ist die Energieeffizienz eine wachsende Messgröße für alle Arten von Maschinen. Aktuatoren, die die geringste erforderliche Energiemenge verbrauchen, werden bei der Energieeffizienz am höchsten bewertet.

    Linearaktuatoren wandeln Drehbewegungen in Motoren in gerade oder lineare Push / Pull-Bewegungen um. Linearantriebe eignen sich am besten für alle Arten von Anwendungen, bei denen ein Lehnen, Heben, Ziehen oder Schieben von Kraft erforderlich ist.

    Elektrische Linearantriebe sind normalerweise die bevorzugte Lösung, wenn Sie eine komfortable, sichere und saubere Bewegung mit präziser Präzision und reibungsloser Bewegungssteuerung wünschen. Wenn Sie für Ihr nächstes Projekt elektrische Linearantriebe verwenden möchten, kann Firgelli Automations Ihnen alles liefern, was Sie benötigen.

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