Actuators - What is an Actuator?

Saat membeli aktuator linier listrik, ada beberapa hal yang harus Anda pertimbangkan. Pertama aktuator linier memiliki 4 karakteristik utama, yang masing -masing memiliki tingkat kepentingan yang berbeda untuk aplikasi apa pun.  Ini adalah peringkat stroke - force - speed - IP.  Biasanya Anda akan memilih aktuator yang ideal berdasarkan stroke terlebih dahulu, lalu paksa, lalu kecepatan. Ingat kecepatan dan paksa pertukaran satu sama lain. Jadi ini berarti Anda dapat memiliki kekuatan tinggi, tetapi kemudian kecepatannya kemungkinan akan lebih rendah. Jika Anda menginginkan kecepatan tinggi, maka gaya itu kemungkinan akan lebih rendah. 

Saat memilih aktuator linier listrik yang ideal, beberapa faktor harus dipertimbangkan, termasuk:

1. Kapasitas muatan: Aktuator harus mampu mendukung beban yang akan bergerak. Pertimbangkan berat beban dan faktor -faktor lain yang dapat mempengaruhi kemampuan aktuator untuk memindahkannya.
2. Kecepatan: Kecepatan aktuator harus sesuai dengan kecepatan yang diperlukan untuk aplikasi. Ini akan tergantung pada kasus penggunaan spesifik dan mungkin melibatkan pertukaran antara kecepatan dan faktor-faktor lain seperti kekuatan dan presisi.
3. Panjang stroke: Aktuator harus memiliki panjang stroke yang sesuai untuk aplikasi. Pertimbangkan jarak yang dibutuhkan aktuator untuk bepergian dan segala kendala fisik yang dapat membatasi panjang stroke.
4. Memaksa: Aktuator harus dapat menghasilkan kekuatan yang cukup untuk memindahkan beban dan mengatasi gesekan atau resistensi dalam sistem. Ini mungkin melibatkan menghitung gaya yang diperlukan berdasarkan beban dan akselerasi atau perlambatan yang diinginkan.
5. Presisi: Aktuator harus cukup tepat untuk memenuhi persyaratan aplikasi. Ini mungkin melibatkan pertimbangan faktor -faktor seperti akurasi, pengulangan, dan reaksi balik.
6. Faktor lingkungan: Aktuator harus dapat beroperasi di lingkungan yang dimaksud, dengan mempertimbangkan faktor -faktor seperti suhu, kelembaban, dan paparan debu atau kontaminan lainnya.
7. Catu daya: Aktuator harus kompatibel dengan persyaratan catu daya dan tegangan yang tersedia dari aplikasi.
8. Kebisingan: Aktuator harus beroperasi pada tingkat kebisingan yang dapat diterima untuk aplikasi tersebut.
9. Opsi kontrol: Pertimbangkan opsi kontrol yang tersedia, seperti kontrol manual, pengontrol yang dapat diprogram, dan sensor, dan pilih yang paling memenuhi kebutuhan aplikasi.

Dengan mempertimbangkan faktor -faktor ini dengan cermat, dimungkinkan untuk memilih aktuator linier listrik yang akan memenuhi persyaratan spesifik aplikasi, memastikan kinerja dan keandalan yang optimal.

Stroke aktuator juga dapat disebut ekstensi. Ini adalah jarak batang yang akan bergerak dan meluas masuk dan keluar. Biasanya, ini diukur dalam inci dan dapat berkisar dari stroke 1 "(inci) hingga sekitar 40" stroke. Tidaklah normal untuk memiliki aktuator dengan stroke lebih dari 40 "hingga 50" karena keterbatasan mekanis dari leadscrew di dalam aktuator yang memberikan kekuatan mendorong dan menarik.

Kecepatan aktuator secara langsung terkait dengan rasio roda gigi di dalamnya. Rasio gigi yang tinggi akan memperlambat kecepatan batang yang memanjang masuk dan keluar dari aktuator tetapi juga meningkatkan gaya secara dramatis. Aktuator berkisar dari pasukan serendah beberapa lbs hingga beberapa ribu pound. Cara lain untuk mendapatkan lebih banyak kecepatan dan kekuatan adalah membuat motor lebih besar. Jadi, jika Anda memiliki motor DC berdiameter besar, ia dapat berputar lebih cepat dan memberi lebih banyak kekuatan. Jadi, juga dicatat bahwa ukuran juga diperdagangkan dengan kecepatan dan kekuatan juga, hanya untuk memperumit hal -hal lebih lanjut.

Sama seperti langkah 2, dalam langkah ini, Anda harus memikirkan kecepatan apa yang dapat Anda jalani jika Anda membutuhkan aktuator kekuatan tinggi. Kekuatan yang lebih tinggi akan berarti kecepatan yang lebih lambat dan sebaliknya. Saat mempertimbangkan persyaratan kekuatan untuk memilih aktuator yang ideal, beberapa faktor harus diperhitungkan, termasuk:

1. Berat beban: Berat beban yang akan bergerak aktuator adalah faktor kunci dalam menentukan gaya yang dibutuhkan. Aktuator harus dapat menghasilkan kekuatan yang cukup untuk mengatasi berat beban, serta gesekan atau resistensi dalam sistem.
2. Akselerasi dan Perpaduan: Kekuatan yang diperlukan juga akan tergantung pada tingkat akselerasi dan perlambatan yang diperlukan untuk aplikasi. Jika beban perlu dipindahkan dengan cepat, kekuatan yang lebih tinggi mungkin diperlukan untuk mencapai akselerasi yang diinginkan.
3. Jarak dan Kecepatan: Persyaratan kekuatan juga akan dipengaruhi oleh jarak yang dibutuhkan aktuator untuk bepergian dan kecepatan di mana ia perlu bergerak. Panjang stroke yang lebih panjang atau kecepatan yang lebih cepat akan membutuhkan lebih banyak kekuatan.
4. Inersia: Inersia beban dan aktuator itu sendiri juga dapat mempengaruhi persyaratan kekuatan. Jika beban memiliki inersia tinggi, kekuatan yang lebih tinggi mungkin diperlukan untuk membuatnya bergerak, sedangkan gaya yang lebih rendah mungkin cukup untuk mempertahankan gerakannya setelah bergerak.
5. Gesekan dan resistensi: gesekan dan resistensi dalam sistem dapat meningkatkan persyaratan gaya, karena aktuator perlu menghasilkan kekuatan yang cukup untuk mengatasi faktor -faktor ini selain memindahkan beban.
6. Faktor Keselamatan: Penting juga untuk mempertimbangkan faktor keselamatan apa pun ketika menentukan persyaratan kekuatan. Kekuatan yang lebih tinggi mungkin diperlukan untuk memastikan bahwa beban dipindahkan dengan aman dan aman, tanpa risiko kerusakan atau cedera.

Dengan mempertimbangkan faktor -faktor ini, dimungkinkan untuk memilih aktuator dengan kemampuan gaya yang sesuai untuk aplikasi spesifik, memastikan kinerja dan keandalan yang optimal.

Peringkat IP adalah tingkat perlindungan cuaca yang dimiliki aktuator. Peringkat IP yang lebih tinggi berarti aktuator dapat menahan lingkungan yang lebih keras seperti hujan dan suhu. Peringkat IP tinggi 66, dianggap sebagai jenis aktuator aplikasi cuaca luar yang sangat baik. Namun, untuk penggunaan dalam ruangan, peringkat IP 42 memadai. Saat mempertimbangkan persyaratan IP (Perlindungan Ingress) untuk memilih aktuator yang ideal, beberapa faktor harus diperhitungkan, termasuk ::

1. Lingkungan: Lingkungan di mana aktuator akan digunakan adalah faktor kunci dalam menentukan peringkat IP yang diperlukan. Pertimbangkan faktor -faktor seperti suhu, kelembaban, debu, dan paparan air.
2. Lokasi: Lokasi aktuator dalam sistem juga dapat mempengaruhi persyaratan IP. Jika aktuator terletak di daerah berisiko tinggi, seperti di dekat sumber air atau di daerah dengan tingkat debu yang tinggi, peringkat IP yang lebih tinggi mungkin diperlukan.
3. Persyaratan Pengaturan: Persyaratan peraturan juga dapat menentukan peringkat IP minimum yang diperlukan untuk aplikasi. Pastikan untuk memeriksa peraturan atau standar yang relevan untuk memastikan kepatuhan.
4. Hidup yang Diharapkan: Umur yang diharapkan dari aktuator juga dapat menjadi faktor dalam menentukan peringkat IP yang diperlukan. Jika aktuator diharapkan untuk melayani untuk jangka waktu yang lama, peringkat IP yang lebih tinggi mungkin diperlukan untuk memastikan daya tahan dan umur panjang.
5. Persyaratan Pemeliharaan: Pertimbangkan persyaratan pemeliharaan untuk aktuator dan bagaimana peringkat IP dapat memengaruhi prosedur pemeliharaan. Misalnya, peringkat IP yang lebih tinggi dapat membuat lebih sulit untuk diakses dan komponen layanan di dalam aktuator.

Dengan mempertimbangkan faktor -faktor ini, dimungkinkan untuk memilih aktuator dengan peringkat IP yang sesuai untuk aplikasi spesifik, memastikan bahwa aktuator akan beroperasi secara andal dan aman di lingkungan yang dimaksud.

Jadi sekarang Anda memiliki aktuator, tetapi bagaimana Anda memasangnya? Semua aktuator datang dengan apa yang disebut clevis pada masing -masing dan unit. Di sinilah Anda menghubungkan aktuator ke beberapa jenis braket. Untuk aktuator kami, setiap aktuator memiliki ukuran braket tertentu yang cocok di kedua ujungnya. Beberapa aktuator memiliki kurung khusus agar sesuai dengan tubuh aktuator, tetapi ini dapat memiliki efek gerakan yang membatasi pada aktuator selama gerakan. 

Ada faktor -faktor lain yang perlu Anda pikirkan saat memilih aktuator yang ideal. Tegangan, misalnya, mungkin penting. Biasanya aktuator datang dalam 12 atau 24VDC sebagai standar. Bagaimana dengan kontrol umpan balik? Jika Anda memerlukan kontrol posisi aktuator maka Anda mungkin memerlukan aktuator yang memiliki beberapa tingkat umpan balik seperti sensor aula, sensor optik, atau bahkan potensiometer yang dibangun ke dalam aktuator. Semua perangkat ini memberikan sinyal umpan balik sehingga pengontrol mengetahui posisinya kapan saja. Ini diperlukan untuk aplikasi di mana Anda membutuhkan lebih dari kontrol ujung ke ujung sederhana. Kami telah menulis posting blog lain yang didedikasikan hanya untuk topik aktuator umpan balik ini Di Sini.

Ada banyak cara untuk menghubungkan aktuator, dan ini akan tergantung pada jenis kontrol apa yang Anda miliki atau butuhkan. Kontrol sakelar rocker sederhana sejauh ini merupakan cara termudah untuk menghubungkannya, tetapi Anda mungkin juga menginginkan kendali jarak jauh sebagai bentuk kontrol lainnya. Untuk kontrol posisi, Anda mungkin memerlukan koneksi yang lebih rinci. Biasanya sebagian besar aktuator listrik, tawarkan konfigurasi 2 kawat untuk menghubungkan ke daya atau sakelar. +/- Tegangan adalah kabel yang mengarah dari aktuator, dan membalikkan kabel tersebut ke sumber daya adalah apa yang membuat aktuator mengubah arah. Proses ini disebut "membalikkan polaritas". Sakelar rocker melakukan itu untuk Anda di dalam sakelar.

Jenis aktuator yang paling umum adalah sistem 2 kawat. Cukup menghubungkan kabel ini secara langsung ke catu daya (biasanya 12VDC) akan membuat aktuator bergerak, dan membalikkan kabel akan membuat aktuator bergerak ke arah yang berlawanan. Sakelar rocker adalah apa yang dilakukan untuk Anda, jadi sambungkan 2 kabel dari aktuator ke sakelar dan sambungkan 2 kabel dari sumber daya ke sakelar dan Anda selesai. Sakelar kami semua memiliki diagram kabel pada setiap halaman produk untuk membuat ini sederhana

Jenis lainnya

Pneumatik

Jenis aktuator ini menggunakan gas atau udara bertekanan dalam silinder yang dibuat oleh tekanan tinggi pompa untuk memindahkan piston untuk membuat gerakan linier. Seperti aktuator hidrolik, desain aktuator linier pneumatik telah ada sejak lama. Kompresor udara digunakan untuk menekan udara atau gas inert dalam tangki, dan udara bertekanan tinggi digunakan untuk membuat piston aktuator meluncur masuk dan keluar. Setelah piston di aktuator telah mencapai ujung perjalanan, sakelar katup kemudian dipindahkan untuk membuka katup ke ujung aktuator di mana sekali lagi udara bertekanan tinggi kemudian mendorong piston di aktuator ke arah lain. 

Manfaat menggunakan pneumatik adalah:

1. Kecepatan tinggi dimungkinkan dan dikendalikan oleh katup tekanan dan kapasitas volumetrik sistem.
2. Kekuatan yang cukup tinggi dapat dicapai.
3. Suara kecil dipancarkan terpisah dari pompa yang menekan tangki.
4. Stroke yang sangat panjang dimungkinkan.
5. Keandalan dan daya tahan siklus yang sangat tinggi.
6. Aktuator bisa sangat kecil dan kompak karena mereka cukup sederhana dalam konstruksi. 

Kelemahan pneumatik adalah:

1. Peralatan tambahan diperlukan seperti tangki dan pompa bertekanan tinggi.
2. Seluruh sistem tidak dapat dibiarkan bocor jika sistem gagal.
3. Udara adalah gas yang dapat dikompres, yang berarti ketika aktuator pneumatik menggerakkan kekuatan tinggi, selalu ada kelambatan karena gas/udara secara alami akan mengompres terlebih dahulu sebelum menggerakkan piston di dalam aktuator. Ini berarti akan ada kelambatan dalam sistem. Aktuator hidrolik tidak memiliki masalah ini.
4. Kontrol posisi yang sangat rendah dapat dicapai. Tonton video di bawah ini di mana kami menggunakan Lego untuk menunjukkan kurangnya kontrol dibandingkan dengan aktuator mekanik, dan menggunakan DTI (indikator uji dial) untuk menunjukkan perbedaannya

Dimana mereka digunakan?

Mereka digunakan di mana gerakan berkecepatan tinggi diperlukan, lebih dari 30 inci per detik. Setelah terpasang, mereka sulit untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain karena mereka membutuhkan banyak waktu pemasangan. Aktuator ini ditemukan di jalur perakitan pabrik -pabrik manufaktur karena ideal untuk melakukan jutaan siklus tanpa pemeliharaan, dan mereka dapat bergerak dengan sangat cepat. 

Hidrolik

Aktuator hidrolik beroperasi dengan cara yang persis sama dengan aktuator pneumatik, kecuali alih-alih menggunakan udara atau gas bertekanan tinggi, mereka menggunakan cairan yang tidak dapat dikompres yang disebut cairan hidrolik. Karena cairan tidak dapat dikompres memiliki keunggulan besar dibandingkan pneumatik, sistem ini mampu memiliki kekuatan besar. Inilah sebabnya mengapa Anda melihatnya digunakan secara eksklusif pada peralatan konstruksi tugas berat seperti penggali, truk sampah, truk forklift, traktor, dll.

Bagaimana cara kerjanya?

Aktuator hidrolik menggunakan cairan bertekanan tinggi untuk mendorong piston ke belakang dan ke depan di mana switching dilakukan melalui sakelar katup. TSistem ini membutuhkan pompa bertekanan tinggi, katup tekanan tinggi dan perpipaan, dan tangki untuk menahan cairan hidrolik. Jadi, jika Anda memiliki banyak ruang dan uang dan membutuhkan a sangat Jumlah kekuatan yang tinggi, hidrolika bisa menjadi cara untuk pergi.

Manfaat menggunakan aktuator hidrolik adalah:

1. Kecepatan sedang dimungkinkan dan dikendalikan oleh kecepatan pompa.
2. Kekuatan yang sangat tinggi dapat dicapai. 
3. Stroke yang sangat panjang dimungkinkan.
4. Keandalan dan daya tahan siklus yang sangat tinggi.
5. Aktuator bisa sangat kecil dan kompak dalam ukuran karena mereka cukup sederhana dalam konstruksi. 

Kelemahannya adalah:

1. Kontrol. Aktuator hidrolik memiliki kontrol presisi yang sangat sedikit.
2. Cairan hidrolik diperlukan agar sistem berfungsi, dan cairannya sangat beracun. Jika sistem gagal, itu bisa bocor.
3. Ketika pompa hidrolik beroperasi, itu bisa sangat bising, dan semakin tinggi kekuatan yang dibutuhkan, semakin keras kebisingan.
4. Cairan hidrolik bergantung pada viskositas yang dapat diprediksi, sehingga tidak mengalir dengan lancar melalui pipa dan katup, dll. Ini membutuhkan energi tambahan untuk mendorong cairan pada tekanan tinggi melalui pipa dan fiting. Akibatnya, sistem hidrolik sangat tidak efisien untuk beroperasi dan digunakan, terutama di berbagai iklim.
5. Harga. Sistem ini mahal untuk dibeli dan dipasang. 

Putar

Jenis aktuator lain adalah aktuator putar, yang berfungsi terutama dengan menggunakan catu daya listrik dengan gerakan rotasi terbatas atau gerakan rotasi kontinu, tergantung pada kebutuhan aplikasi. Salah satu keuntungan utama dari aktuator rotary adalah bahwa mereka berjalan pada kecepatan yang lebih rendah tetapi menghasilkan nilai torsi yang lebih tinggi secara efektif membuatnya ideal untuk digunakan dalam robotika dan aplikasi otomatisasi industri lainnya, serta elektronik tingkat konsumen yang menuntut sistem torsi tinggi untuk siklus operasi yang konsisten. Motor rotary menghasilkan torsi ini saat gearing down mempercepat rotasi driveshaft sehingga menciptakan gerakan melingkar yang halus tanpa gangguan apa pun. Untuk konsistensi kinerja yang optimal selama operasi, aktuator menggunakan sensor untuk mendeteksi pengukuran posisinya biasanya dalam bentuk sensor atau encoder aula, sehingga mengirimkan sinyal ke otak untuk keterbacaan. Selain itu, untuk kekhawatiran ruang, aktuator yang efisien ini datang dengan kemampuan ukuran kecil yang ramah-pengguna yang luar biasa; karenanya memungkinkan mereka untuk digunakan bahkan di area ruang terbatas.

Prinsipnya:

Gerakan yang dihasilkan oleh jenis aktuator ini dapat berupa rotasi kontinu, seperti yang terlihat pada motor listrik, atau gerakan dapat berupa rotasi sudut tetap. Dengan aktuator putar yang dikontrol secara pneumatik atau hidrolik, mereka lebih cenderung menjadi jenis rotasi sudut tetap, ini karena rak atau piston yang berputar, poros utama hanya dapat bergerak sejauh ini dan gerakan rotasi dibatasi oleh stroke linier yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia yang tersedia. . Jika diperlukan lebih banyak rotasi, piston perlu meluncur lebih jauh, dan rasio gigi yang berbeda digunakan untuk menerjemahkan gerakan. 

Servo Rotary

Ada kategori lain dari aktuator rotary, yaitu motor servo dan motor stepper. Aktuator ini dikendalikan melalui listrik. Dengan demikian memberikan gerakan rotasi kontinu sambil secara bersamaan menawarkan ketepatan penting dalam hal kontrol rotasi.

Jenis aktuator ini biasanya digunakan dalam robotika dan elektronik konsumen di mana gerakan rotasi dan torsi diproduksi oleh motor rotary. Kecepatan berkurang dan torsi meningkat dengan sistem roda gigi untuk membuat gerakan putar. Untuk mendapatkan kontrol yang tepat, aktuator akan memiliki sensor yang mengukur posisi. Ini biasanya dalam bentuk sensor aula atau encoder yang mengirimkan sinyal kembali ke 'otak' untuk diterjemahkan ke dalam suatu posisi. Fitur hebat dari servo motor adalah bahwa mereka dapat dibuat sangat kecil dan digunakan di tempat yang sangat ketat. 

Ringkasan

Aktuator datang dalam berbagai jenis, dari putar ke linier, hidrolik dan pneumatik, solenoid, dan elektro-mekanis. Setiap jenis memiliki aplikasi yang ideal. Aktuator putar industri besar yang digerakkan secara hidrolik sangat bagus untuk membuka katup oli besar, dan Aktuator mikro Dapat ditenagai oleh sumber daya 12V kecil dengan akurasi dan ketepatan yang sangat besar untuk robotika dan aplikasi kecil. Untuk detail lebih lanjut tentang aktuator, kami telah menulis kertas putih yang masuk ke dalam dunia aktuator yang lebih dalam. Harap baca artikel itu Di Sini. 

FIRGELLI® Actuator dirancang khusus dan diproduksi dengan bahan berkualitas tinggi untuk memberi Anda keseimbangan daya, kontrol, dan harga yang sempurna untuk membangun sistem otomatisasi Anda.