リニアアクチュエータとは

前書き

アクチュエータは、システム内の運動要素を担当するデバイスです。つまり、メカニズムまたはシステム内のすべてのモーション関連パーツを担当します。システムには、直線運動、回転運動、振動運動、円運動など、さまざまな種類の運動があります。これらはすべて、必要なタスクを実行するアクチュエータを使用して実行されます。

リニアアクチュエータとは

リニアアクチュエータは、システムが提供する入力を使用して単一の直線でモーションを作成するために特に使用されるタイプのアクチュエータです。それらは、利用可能な最も適切な形でシステムからエネルギーを受け取り、それが電気的、機械的、油圧的、または空気圧的である可能性があり、それを直線運動に変換して、加えられた負荷を持ち上げまたは移動します。リニアアクチュエータは、一方向または二方向、すなわち、押す、引く、またはその両方の動きを提供することができる。それらの動きは、アプリケーションおよびシステムで使用されるリニアアクチュエータのタイプに応じて、正確または粗くすることができます。たとえば、電気機械式リニアアクチュエータは、圧電式リニアアクチュエータに比べて精度が低くなります。

リニアアクチュエータは、システムの不可欠なコンポーネントとしてさまざまなアプリケーションで使用されます。それが機能するシステムの手であると考えてください。主に自動化プロジェクトで使用されています。また、コンピューター、バルブ、プリンターなどの日常の使用システムでも使用されます。

関数

リニアアクチュエータには、適切で予想される動作条件に必要な通常のコンポーネントがいくつかあります。

リニアアクチュエータの入力と出力

·       電源

リニアアクチュエータは、電源から電力を受け取り、それを直線運動形式に変換します。電力は一般に、アクチュエータのタイプに応じて、電気的、機械的、または流体ベースです。

·       電力変換器

これは、設計要件に従って、電源によって得られた電力をアクチュエータに変換するために使用されます。この目的のために、電気インバーターが使用されます。

·       機械的負荷

リニアアクチュエータにかかるのは外荷重です。これは、リニアアクチュエータによって実行する必要がある実際の作業を指します。

·       制御装置

これは、前後のリニアアクチュエータの動きを制御するために使用されます。これは、リニアアクチュエータのスイッチまたはコントローラを使用して行われます。

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リニアアクチュエータの種類

リニアアクチュエータには、動作モードと必要な入力に応じてさまざまなタイプがあります。すべてのタイプには、特定の機能と出力品質があります。

·       メカニカルリニアアクチュエータ

機械式リニアアクチュエータは、ハンドルまたは制御ノブを使用して入力として回転運動を持ち、それを直線運動に変換します。モーションは、より一般的には親ねじ、ホイール、車軸、またはカムとして知られているねじを使用して変換されますが、親ねじが最も一般的です。手動の人間入力によって電力が供給されるため、電源は必要ありません。また、再現性もあります。つまり、摩耗することなく、長期間にわたって動作を繰り返すことができます。機械式アクチュエータの一般的な例は、車のねじジャッキです。

·       電気機械式リニアアクチュエータ

電気機械式リニアアクチュエータは、機械式リニアアクチュエータと同様の機能を備えています。違いは、手動入力が入力ギアアセンブリを回転させる電気モーターに置き換えられていることです。歯車アセンブリは親ねじに接続されており、このようにして出力で直線運動が得られます。電気機械式リニアアクチュエータは、自動化システムで一般的に使用されています。これらは、拡張と再トレースで同じ動作をするため、システムに精度を提供します。

·       油圧リニアアクチュエータ

油圧リニアアクチュエータはパスカルの法則に基づいて動作し、そのうちの1つにピストンがある2つのシリンダーを使用します。 1つのシリンダー内の液体に力が加えられると、2番目のシリンダーと同じ量の力が加えられ、負荷が移動または持ち上げられます。液体はほとんど非圧縮性であるため、油圧リニアアクチュエータはシステムに正確さを提供できます。それらはまた、電気機械式リニアアクチュエータと比較して、システムに非常に高い力を提供することができます。

·       空気圧リニアアクチュエータ

空気圧リニアアクチュエータは、液体の代わりに圧縮空気を使用することを除いて、油圧リニアアクチュエータと同様の機能を備えています。それらの入力は単に圧縮空気であるため、他のリニアアクチュエータよりも好ましいものになります。それらは多くの機械産業で使用されていますが、機械式リニアアクチュエータのように重い負荷を持ち上げることができず、漏れの影響も受けます。

パフォーマンス基準

リニアアクチュエータの性能品質を決定するために設定されたいくつかの基準があります。これらの基準は、使用に適したリニアアクチュエータを選択する際に使用されます。

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これは、リニアアクチュエータを評価するための最もよく知られた性能基準です。これは、リニアアクチュエータが物体を持ち上げたり動かしたりできる力の量を指します。リニアアクチュエータの力の評価に使用される2つの重要な指標は、「静的」負荷と「動的」負荷です。

静的負荷は、運動していないときに負荷を保持するリニアアクチュエータの能力であり、動的負荷は、運動している負荷を保持する能力です。

·       速度

リニアアクチュエータの速度は、加えられる負荷の量に依存します。一般に、負荷が大きいほど、速度は遅くなります。したがって、リニアアクチュエータの速度は無負荷状態で評価する必要があります。

·       耐久性

これは、リニアアクチュエータが性能を低下させることなく動作できる時間の長さを指します。これは、製造の品質とアクチュエータが使用されているアプリケーションのタイプによって決まります。

リニアアクチュエータの選択

適切なリニアアクチュエータの選択

一般的にあります 適切なアクチュエータを決定するための5つのステップ あなたのアプリケーションのために。これらの手順は、リニアアクチュエータの性能基準に関連しています。

1.     どのくらいの力が必要ですか?

アプリケーションに必要な力の量は一定です。すべてのリニアアクチュエータは、メーカーが言及しているように、可能な最大の力を持っています。このように、それはあなたの選択手順の最初のステップになります。

2.     どのくらいの移動(ストローク)が必要ですか?

トラベルまたはストロークは、リニアアクチュエータが移動できる最大距離です。リニアアクチュエータは、さまざまなストローク長で利用できます。要件に応じて選択できます。

3.     どれくらい速く動く必要がありますか?

アクチュエータの速度は、1秒あたりの移動距離によって測定されます。これは、使用しているプロジェクトのタイプによって異なります。一般的に、速度は電力の交換で発生します。負荷が高い場合、速度は遅くなり、その逆も同様です。リニアアクチュエータの速度はメーカーによって言及されています。

4.     デューティサイクルはどうあるべきですか?

デューティサイクルは、リニアアクチュエータが停止せずに動作できる時間を表します。これは一般的に、リニアアクチュエータが機能するために必要な頻度を指します。

これらは、リニアアクチュエータを選択するために実行する必要がある主な手順の一部です。これらに加えて、リニアアクチュエータのサイズ、取り付けスタイル、アクチュエータのタイプなど、他の考慮事項も考慮されます。

結論

今日、リニアアクチュエータは生活のさまざまな側面でさまざまな用途があります。簡単な家計管理から高度な産業機械まで使用できます。リニアアクチュエータは幅広い範囲で利用可能であり、家庭だけでなく産業でも自動化の目的で効果的に使用できます。コンパクトな構造と多様なサービスにより、今では当たり前になっています。

リニアアクチュエータの種類

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