Elektrik motorunun icadından bu yana mühendisler, çalışma prensiplerini kullanarak dönme hareketi yerine doğrusal hareket üretmenin yollarını arıyorlar. döner aktüatörler. Geçtiğimiz yüzyılda, bunu gerçekleştirmek için çeşitli yollar geliştirdiler.
Doğrusal hareket yaratmanın en yaygın yöntemi, döndürüldüğünde arabanın şasisini yükselten vida benzeri krikoların kullanılmasıdır. Krikolar, tekne vinçlerinden asansörlere, matbaalardan konveyör bantlarına kadar her şeyde mevcuttur.
Ancak lineer aktüatörleri neyin tanımladığı konusunda hâlâ kafanız karışıksa yalnız değilsiniz. İşte bu yüzden bu kafa karıştırıcı konuyu ele alıyor ve size son kez açıklıyoruz. Size tüm bilgileri basit, anlaşılması kolay bir şekilde verecek bir rehber hazırladık.
Lineer Aktüatör Nedir?
Doğrusal aktüatörler, elektrik gücünü döner aktüatörler yerine doğrusal harekete dönüştüren basit elektromekanik cihazlardır. Doğrusal aktüatörler, diğer aktüatörlere göre daha kompakt, doğru ve güvenilir olma eğilimindedir. döner aktüatörlerBu da onları doğrusal hareket içeren birçok uygulama için ideal çözüm haline getiriyor.
Doğrusal aktüatörler ayrıca, dönme hareketini istenen miktarda doğrusal harekete dönüştürmek için daha az dişliye veya başka bileşene ihtiyaç duyma gibi belirgin bir avantaja sahiptir. Örneğin, bazı krikolar bir inçlik doğrusal hareket oluşturmak için birden fazla dişliye ihtiyaç duyar. Doğrusal aktüatörler en fazla iki veya üç bileşene ihtiyaç duyarsınız.
Doğrusal aktüatörler, basit bir itme veya çekme işlemini kolunuzun izin verdiği ölçüde uzanan bir yay haline getirebilir. Aslında lineer aktüatörlerin çok yönlülüğü ve basitliği, onları endüstri profesyonelleri arasında favori kılmaktadır.
Lineer Aktüatörler Nasıl Çalışır?
Doğrusal aktüatörler, bir elektrik motoruna ve dişli bir çubuğa dayanan basit elektromekanik cihazlardır. Dişli çubuk bir çizgide hareket eden nesneye bağlanır. Aynı zamanda motor, dişli çubuğun içinde dönme hareketine neden olur. Çubuk döndükçe bir eksen boyunca hareket eder. Bu kadar basit!
Doğrusal aktüatörler iki ana bölümden oluşur: teleskopik bölüm ve tahrik bölümü. Teleskopik bölüm, içlerindeki motor tarafından hareket ettirildiğinde birbirleri boyunca kayan iki metal çubuktan ("hareket" ve "sürükleme" olarak adlandırılır) oluşur. Tahrik bölümü bir motor ve ona bağlı bir dişli çubuk içerir. Motor, dişli çubuğu teleskopik bölümün içinde hareket ettirerek döner.
Dişli çubuk hareket ettikçe, hareket/sürükleme çubuklarında harekete geçirme hareketine neden olur ve onları bir eksen boyunca hareket ettirir (dolayısıyla "doğrusal aktüatör"). Ancak doğrusal aktüatörlerin hassasiyeti, hareket/sürükleme çubuğu tasarımı ve gömülü motorlarıyla ilgilidir, dolayısıyla doğru aktüatörün seçilmesi burada devreye giriyor.
Lineer Aktüatör Çeşitleri Nelerdir?
Doğrusal aktüatörler, çalıştırılma şekillerine göre dört ana tipte mevcuttur. Dört tip elektromanyetik, pnömatik, hidrolik ve piezoelektriktir. Bu aktüatörler aktif veya pasif olabilir; birincisi elektrik gücüne dayanır ve ikincisi güç kaynağına sahip değildir.
İlk başta, aktüatörlerin işlevleri açısından daha fazla genelleştirilmemesinin olumsuz bir şey olduğunu düşünebilirsiniz. Ancak bu kadar çok türün olması size uzun vadede yalnızca fayda sağlayacaktır. Farklı endüstriler çeşitli sorunlarla karşılaştıklarından. Karşılaştıkları benzersiz zorlukların üstesinden daha iyi gelmek için yeni tip lineer aktüatörler kullanarak kendi çözümlerini geliştirdiler.
Sonuç olarak, belirli ihtiyaçlara ve sorunlara uyan bir dizi farklı aktüatör türü ortaya çıkar. Bu başlı başına büyük bir faydadır çünkü her tip lineer aktüatörün kendi amacına hizmet etmesine ve bunu daha iyi yapmasına olanak tanır. Burada her aktüatör tipinin nasıl çalıştığına ve neyi başarmaya çalıştıklarına dair bir döküm bulunmaktadır.
Elektromanyetik Aktüatörler
Elektromanyetik aktüatörler, çalışmaları için bir elektrik akımı kullanır. Elektromanyetik aktüatörlerin arkasındaki prensipler, elektromanyetizma, tahrik motorları veya solenoidler için olanlara benzer. Akım, çelik gibi ferromanyetik bir malzemenin etrafına sarılmış, bükülen ve sürükleme çubuklarına doğru iten bir teli tahrik eder.
Bir akım meydana geldiğinde, demir gibi diğer ferromanyetik malzemeleri çeken bir manyetik alan oluşturur. Akım akışı durduğunda manyetik alan zayıflar ve demir çekirdek silindirin dışına fırlar. Bu prensip, elektromıknatısların metal nesneleri almasına olanak tanır, böylece elektromanyetik aktüatörlerin doğrusal hareketi yön değiştirerek değişir.
Çalışması için, çekirdeği "fırlatmak" ve orijinal konumuna geri döndürmek için tel üzerindeki gerilimi koruyan bir yay mekanizması bulunmalıdır. Tahmin edebileceğiniz gibi, lineer aktüatörlerin esnekliği tam da bu noktada devreye giriyor. Düşündüğünüzden çok daha dayanıklıdırlar.
Pnömatik Aktüatörler
Pnömatik aktüatörler, pnömatik aletlerle aynı işlevleri paylaşır. Bunlar çeşitli tipteki tüpler, silindirler ve valflerle aynı biçim ve işlevlere sahiptir. Pnömatik aktüatörler piston gibi şeylere güç sağlamak için basınçlı hava veya sıvılar kullanarak çalışırlar. Silindire hava veya sıvı verildiğinde, pistonu iterek hareket etmesine neden olur.
Pnömatik aktüatörlerin genellikle hidrolik olanlardan daha basit ve daha kompakt olduğunu, bu nedenle onları ev içi uygulamalar için mükemmel bir seçenek haline getirdiğini unutmamak önemlidir. Ancak bunlar genellikle gazın en yoğun basıncı veya pistonu harekete geçiren sıvısı ile sınırlıdır. Ayrıca diğer lineer aktüatör türlerine göre daha fazla bakıma ve bakıma ihtiyaç duyarlar.
Pnömatik bir aktüatör kullanmak için, çalışan silindir boyunca hava veya sıvı akışını başlatmanız yeterlidir. Havayla çalışan doğrusal aktüatörlerin, gerektiğinde hava beslemesi sağlamak için neredeyse her zaman bir elektrikli pompayla eşleştirildiğini unutmayın.
Hidrolik Aktüatörler
Hidrolik aktüatörler, ağır nesnelerin kaldırılması veya taşınması gibi görevlerde kullanılabilen şahmerdanlardır. Viskoziteleri nedeniyle direnç sağlayan, yağa batırılmış bir silindir ve pistondan oluşurlar.
Akım geçtiğinde ısı üretilir ve çevredeki yağın viskozitesi azalır. Direncin azalması, yağın direncine karşı pistonun aşağı doğru itilmesini kolaylaştırır.
Hidrolik doğrusal aktüatör kullandığınızda, silindirin içine bir sıvı (genellikle yağ veya su) pompalanarak silindirin genleşmesi sağlanır. Bu işlem bir valf tarafından kontrol edilir ve bağlı bir nesnenin yere göre hareket etmesine neden olur.
Piezoelektrik Aktüatörler
Piezoelektrik aktüatörler, belirli malzemeler mekanik strese veya basınca maruz kaldıklarında biriken elektrik yükü olan piezoelektrik prensibiyle çalışır. Örneğin, bir miktar alüminyum folyoyu buruşturursanız, bir elektrik yükü üretecek ve ona dokunduğunuzda bir kıvılcım yaratacaksınız.
Bu sürecin elektrik yükleri yerine doğrusal hareket de üretebildiği ortaya çıktı. Çalışma şekli, kristallerin malzemenin her iki tarafına bağlanması ve daha sonra bunların üzerine voltaj uygulanmasıdır. Kristallerden biri elektrot görevi görüyor ve elektronların malzeme boyunca tek yönde akmasını sağlıyor. Buna karşılık diğer kristal onların ters yönde hareket etmesini sağlar.
Piezoelektrik aktüatörler tipik olarak stereolitografi makineleri ve yazıcılar gibi tam konumlandırma ve hassasiyetin başarı için çok önemli olduğu uygulamalarda bulunur.
Lineer Aktüatörler Ne İçin Kullanılır?
Lineer aktüatörler birçok uygulamada yaygın olarak kullanılmaktadır ancak hepsinin ortak bir noktası vardır. Kulağa çok açık gelebilir ama bir nesnenin doğrusal olarak hareket etmesini sağlayabilirler.
Bu çok önemli bir şey gibi görünmeyebilir. Yine de etkili olmak için ne kadar çok şeyin doğrusal harekete ihtiyaç duyduğunu düşündüğünüzde, bu tür cihazlara olan ihtiyacın her yerde bu kadar yaygın olması mantıklı geliyor. Lineer aktüatörlerin örneklerini ev içerisinden dünyanın en dev depolarına ve üretim tesislerine kadar günlük yaşamın her yerinde görebilirsiniz.
Evdeki Lineer Aktüatörler
Lineer aktüatörlerin tipik ev kullanımları arasında garaj kapıları, kapılar ve oturma odanızdaki perdeler yer alır. Mekanizmalar, imalat dışı sektör tüketicilerinin evlerine rahatça sığacak kadar hafif ve kompakttır. Doğrusal aktüatörler ayrıca arabaya servis pencerelerinde ve banka gişelerinin pencerelerinde de yaygın olarak bulunur.
Çoğu insan bu gruba dahil olduklarının farkında değil günlük eşyaların bir kısmı Kapılar, garaj kapıları ve pencereler gibi. Ancak bu cihazlar, çok yönlülükleri nedeniyle üst düzey inşaat malzemeleri arasında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Günün sonunda aynı amaca hizmet ediyorlar, sadece farklı ölçek ekonomileriyle. İşte bu lineer aktüatörlerin evinizde nasıl çalıştığına dair daha fazla ayrıntı.
Garaj Kapıları ve Demir Kapılar
Doğrusal aktüatörler, garaj kapılarını açıp kapatan büyük, hantal makinelerde küçük ama önemli bir unsurdur. Doğrusal aktüatörler, garaj kapısını açmak için büyük, ağır bir kapı açıcıyı ileri geri itmek için kullanılır.
Diyelim ki garaj kapınızı manuel olarak açtınız ve içerideki tüm parçalara baktınız. Bu durumda elektrik motorunun kapıyı açan bir makara sistemine zincirle bağlı olduğunu görmüş olabilirsiniz.
TV Askıları ve Sehpaları
Doğrusal aktüatörleri düşündüğünüzde muhtemelen aklınıza ilk gelen şey TV montaj parçaları ve standları değildir, ancak önemli bir iş yapıyorlar. Bunlar alışkındır televizyon açınızı ayarlayın minimum çabayla. Genellikle otellerde temizlik görevlilerinin otel televizyon kanallarını temizlemesini ve değiştirmesini kolaylaştırmak için kullanılırlar. Yine de bunları bazı ev montaj düzeneklerinde de bulacaksınız.
Otomotiv parçaları
Bunun bir başka örneği de arabanızda. Arabalar, fren sistemlerinin bir parçası olarak doğrusal aktüatörler kullanır. Sürücünün fren pedalı, ana silindire doğru uzanan bir itme çubuğuna bağlıdır. Burası hidrolik sıvının silindir içindeki pistonlara baskı yaptığı ve her bir tekerlekteki pabuçların genişlemesine neden olduğu yerdir.
Endüstride Lineer Aktüatörler
Doğrusal aktüatörler, üretim tesislerindeki endüstriyel ortamlarda birçok uygulamayla birlikte gelir. Örneğin üretimde doğrusal aktüatörler basınç odaları görevi görür. Bunlar daha sonra taş, alüminyum, çelik ve beton gibi malzemeleri kesmek, şekillendirmek veya delmek için yüksek basınçlı su jetleri üretir.
Ancak genellikle kaldırma ve taşıma amacıyla kullanılırlar. Depolarda palet, konteynır gibi ağır nesnelerin bir yerden başka bir yere taşınmasında kullanılırlar. Ayrıca diğer dağıtım türü ayarlarında da bulunabilirler. Bu ortamlarda, büyükleri tesisten veya bir iskeleden diğerine yükseltir, indirir ve iterler.
Doğrusal aktüatörler aynı zamanda montaj hattı uygulamalarında da bulunabilir; burada montaj hattının ayrı ayrı parçalarını kendi döngüsü boyunca hareket ettirmekle görevlendirilirler. Aşağıda montaj hattındaki lineer aktüatörlerin daha spesifik kullanım durumlarından bazıları verilmiştir.
Konveyör Sistemleri
Konveyör sistemleri malzemeleri taşımak için doğrusal aktüatörler kullanır. Çeşitli işlevleri yerine getiren çeşitli konveyör sistemleri vardır. Bantlı konveyör, öğeleri yatay olarak taşımak için bir dizi kasnak veya makara kullanır. Elektrik motoru, parçaları teslim etmek için ray boyunca hareket eden silindir cihazına güç sağlar.
Çemberleme Makinaları
Çemberleme makineleri Öğeleri bağlama bandıyla bir araya toplamak için doğrusal aktüatörler kullanın. Bu makine kelepçelerden, bir tahrik kafasından ve son bağlantıyı sağlayan bir uç efektörden oluşur. Uç efektörü aynı zamanda çemberleme bandının uçlarının ilgili tarafa tutturulmasını da mümkün kılar.
Robotları Seç ve Yerleştir
Bu robotlar, nesneleri bir raftan alıp başka bir kaba koymak için tasarlandı. Bu, insanlara günlük işlerinde yardımcı olan önemli bir görevdir. Bu uygulamada kullanılan iki tip robot vardır. İlk tip, kutular gibi sert nesneleri taşımak için tasarlanmıştır. Buna karşılık, ikinci tip (mikromanipülatörler) sandviç veya hamburger gibi hassas yiyeceklerle ilgilenir.
Otomasyon İçin Kullanılan Lineer Aktüatörler
Lineer aktüatörlere yönelik en büyük çapraz endüstrilerden biri, ister endüstriyel ister teknik ve bilimsel amaçlara yönelik olsun, otomasyondur. Örneğin robotik kollar, kolun hassas hareketleri için sıklıkla doğrusal bir aktüatöre ihtiyaç duyar. Bu durumda cisimlerin kontrollü bir şekilde kaldırılması ve indirilmesi için cihazlar kullanılır.
Temel fark, lineer aktüatörlerin otomasyon dünyasında günlük kullanımdan kaynaklanan yüksek miktarda aşınma ve yıpranmaya dayanması gerektiğidir. Motorlu bir lineer aktüatörün kırılmadan tekrar tekrar çalışabilmesi gerekir. Bu cihazların çoğu zaman ağırlığı 1000 pound'a kadar çıkabilen ağır nesneleri de kaldırması gerekir!
Bu makineler genellikle üretim sürecine ve uzman araştırmasına dahil olduğundan, makinenin diğer parçalarıyla veya yakındaki kişilerle çarpışmamaları hayati önem taşır. Bu tekniği bu kadar uygun kılan da budur, çünkü gerekli hareketleri tam olarak sağlayabilir.
Otomatik Güdümlü Araçlar (AGV)'ler
AGV'ler depo sistemi için çok önemlidir çünkü daha büyük paketlerin tesis içinde taşınmasına yardımcı olurlar. AGV, işçilerin eşyaları bir yerden başka bir yere taşıması gereken ortamlarda kullanılan küçük bir araçtır. Tahmin edebileceğiniz gibi bu araçlar, işçilerin ağır yükleri uzun mesafelere taşıması gereken endüstriyel ortamlarda hayati önem taşıyor.
AGV, rotanın kesin olup olmadığını veya önünde forklift gibi bir engel olup olmadığını belirlemek için taşıma bantlarından ve kullanılan sensörlerden oluşan bir yol boyunca hareket eder. Dur-kalk teknolojisini kullanır ve öncelikle öğelerin teslimi için kullanılır. Yine de gerektiğinde büyük kutuların depodan taşınması için de kullanılabilir.
AGV'ler bir operatör tarafından çalıştırıldığında genellikle "sürüş ve sürüşler" olarak anılırlar. Tamamen otomatik hale getirildiklerinde "hareketli yürüyüş yolu" veya "robot konveyör" olarak anılırlar. En büyük fark, yürüyen banttaki hedefine ulaştığında, konumu tespit edebilmesi ve kaymasını durdurabilmesidir.
Doğrusal Konumlandırma Tablosu
Doğrusal masa sistemleri, tekerlekler veya makaralar tarafından desteklenen bir masanın konumunu kontrol etmek için doğrusal aktüatörler kullanır. Doğrusal aktüatör, yukarıdan aşağıya konumlandırma (yani nesneyi başlangıç noktasına taşımak) için gereken kuvveti sağlayacaktır. Bu sistemler 2 eksenli ve 3 eksenli konfigürasyonlarda mevcuttur.
2 eksenli sistemler tablayı ileri geri hareket ettirirken, 3 eksenli sistemler ise tablayı yukarı aşağı ve sağa sola hareket ettirebilmektedir.
Bu masaların ana kullanımlarından biri, doğrusal aktüatörün geri çekilirken yukarı kaldırılmasını ve ilerlerken aşağı inmesini gerektiren bir alt tabaka üzerine öğeleri istiflemektir. Ayrıca nesneyi yerinde tutmak için gerekli geri çekme kuvvetini de sağlaması gerekir; bu nedenle doğru doğrusal aktüatörün seçilmesi önemlidir.
Kullanıcılar ayrıca bir kontrol paneli veya bilgisayar kullanarak ne kadar kuvvet uyguladıklarını kontrol ederek doğrusal konumlandırma tablosunun nasıl hareket ettiğini de kontrol edebilirler. Kullanıcılar küçük ayarlamalar yaparak zaman kaybetmeden nesnelerinin tam istedikleri pozisyonda olmasını sağlayabilirler.
Baskı Makineleri ve CNC Makineleri
Doğrusal aktüatörler, genellikle servo olarak adlandırılan baskı makinelerinde yaygın olarak kullanılır. Kayışların hareket ettirilmesi, baskı kafalarının kaldırılması dahil olmak üzere baskı makinesinin otomatik görevleri için kullanılırlar. arabayı hareket ettirmek bir CNC makinesinde.
CNC makineleri, frezeleme veya kesme için ucu olması gereken yere konumlandırmak için doğrusal aktüatörler kullanır. Bunlar tam açılarda ayarlanmalıdır. Aksi halde makinenin diğer parçalarına da zarar verebilirler. Aslında birçok yazıcı, yazdırma amacıyla daha karmaşık hareketler elde etmek için birkaç servo kullanır.
Doğrusal aktüatörler ayrıca yazdırma işlemi sırasında yazdırma kafasını hareketli yatağa göre hareket ettirmek için de kullanılır. Her ne kadar bu basit bir görev gibi görünse de, pek çok faktörün dikkate alınması gerektiğinden aslında öyle değildir.
Ne kadar hızlı ilerleteceğiniz veya geri çekeceğiniz, ne kadar hızlı yazdırmak istediğinize ve yatağın ne kadar ağırlığa sahip olduğuna bağlıdır. Ayrıca düzeneğin diğer parçalarının hareket hızını da dikkate almalısınız.
Hidrolik Lineer Aktüatör Ne Zaman Kullanılmamalıdır?
Ağır bir nesneyi veya orta büyüklükte bir şeyi hareket ettirmenin bir yolunu aradığınızı varsayalım. Yine de hızlanma ve yavaşlama etkilerini istemezsiniz. Bu durumda lineer aktüatör muhtemelen ideal çözüm değildir. Bunun nedeni, doğrusal aktüatörlerin çoğunlukla hidrolik basınca dayanması ve bir nesneye yalnızca basınç oluşturmak için yeterli zaman olması durumunda kuvvet uygulayabilmesidir.
Hobi meraklıları da bu sınırlamaları gördü. Hobi robotik kullanıcıları onları buluyor çok yavaş Bir robotun bacakları veya kolları için ana motorlara güç sağlamak. Bunun yerine, bağlantıları kontrol eden veya hızın o kadar kritik olmadığı diğer görevleri yerine getiren daha küçük aktüatörler olarak en uygunudurlar. Hobi, yönü ve/veya hızı değiştirmek için sıklıkla doğrusal aktüatörle birlikte bir servo motor kullanır.
Bu nedenle doğrusal çalıştırma, aşırı hassasiyet ve tutarlılığın gerekli olduğu hassas, kontrollü hareketler için mükemmeldir. Ancak hızlı yön değişiklikleri veya ağır kaldırma uygulamaları için ideal değildir. Bu dezavantaj tüm lineer aktüatörlerin ortak noktasıdır ve bunları değerlendirirken bunları dikkate almalısınız.
Lineer Aktüatörler Her Yerde
Lineer aktüatörlerin kullanım alanları neredeyse sonsuzdur. Nakliye ve üretim merkezlerinin üretim hatlarından, günlük hayatımız boyunca kullandığımız arabalara kadar her yerde meydana gelirler.
Nereye bakarsanız bakın, lineer aktüatörün bir formunun kullanımda olduğunu göreceksiniz. Bu makineler, her gün işlerin yapılması için hepimizin güvendiği sayısız makine parçasının atan kalbidir.
Doğrusal aktüatör kullanmanın en iyi yolu onu uygulamanızla eşleştirmektir. Hangi görevleri yapması gerektiğini ve ona ne tür bir kuvvet uyguladığını hesaba katın. Bu, kaldırma ağırlığını, ne kadar hızlı hareket etmesi gerektiğini ve ihtiyaçlarınız için yeterince güçlü olup olmadığını hesaplamanıza yardımcı olacaktır.
Hangi tür olduğunu bilseniz de bilmeseniz de, bir aktüatöre ihtiyaç duyduğunu bildiğiniz bir ürün üzerinde çalışıyorsanız, temasta olmak Bugün bir teklif isteyin ve projenizi nasıl yeni boyutlara taşıyabileceğimizi görelim!