Aktüatörler 101. Aktüatör nedir, ne yaparlar, nasıl çalışırlar.

Aktüatör nedir Pnömatik Aktüatörler Hidrolik İşlemciler Döner Aktüatörler Elektrikli Doğrusal Aktüatörler

Bir Aktüatör, bir enerji kaynağı girişi, genellikle elektrik enerjisi gerektiren bir cihazdır, aktüatöre ne yapması gerektiğini söylemek için bir şekilde harici bir sinyal girişi ve ardından cihaz çalıştırılır. Bir hareket şeklindeki çıktı, döner veya doğrusal olabilir ve bir sistemde istenen sonucu elde etmek için kullanılır.

Aktüatör terimi, bir şeyi harekete geçirme eyleminden gelir, başka bir deyişle Harekete geçirme, bir şeyi çalıştırmaktır. Yani yaptığı şeyin ifadesini basitleştirmek için, bir aktüatör bir sinyali okur ve ardından harekete geçer veya çalışır. Aktüatörler tipik olarak genel bir sistemin veya makinenin veya cihazın parçasıdır. O, makinenin içinde bir şeyi hareket ettirerek yapan bir bileşendir.

Aktüatörler 101 aktüatör nedir

Bir aktüatörün çalışması için bir enerji kaynağı girişi, genellikle elektrik enerjisi gerekir. Ayrıca, aktüatöre ne yapması gerektiğini söylemek için bir biçimde harici bir sinyal girişi gerektirir ve ardından cihaz harekete geçer. Çıktı, genellikle bir sistemde istenen sonucu elde etmek için kullanılan Döner veya Doğrusal olabilen bir hareket biçimindedir.

Aktüatörlerin Tarihçesi

Aktüatörler 100 yılı aşkın süredir etrafta ve isimleri yaptıklarından geliyor, bir şeyi harekete geçiriyorlar. Yani, bir şeyi açarak veya kapatarak, iterek veya çekerek, kaldırarak veya düşürerek vb. Hareket ettirirler. Her gün kullandığınız en yaygın aktüatör tipi, arabanızın kapısını kilitlemek ve açmak için solenoid aktüatör veya elektrikli lineer aktüatör arabanın bagajını açıp kapatmak için kullanılır. Günlük hayatımızda yaygın olarak kullanılan çok yaygın Elektro-mekanik aktüatör tipleridir. Elektrik üretilmeden önce hala üretiliyorlardı, ancak bir kapı mandalı gibi insan tarafından kontrol edileceklerdi.

Aktüatörler nerede kullanılır?

Modern bir arabada kullanılan 50'den fazla Aktüatör vardır, otomobiller muhtemelen günlük hayatımızın bir parçası olarak kullanacağımız en fazla aktüatöre sahiptir. Bir araba bunları yakıt enjektörlerinde, yakıt tedariki ve yönetimi için valflerde, ısıtma ve soğutma sistemlerinde kullanır, hatta eğlence sistemleri bunları hoparlörleri, GPS ekranlarını vb. Açmak ve kapatmak için kullanabilir.

Aktüatörler 101 - Aktüatör nedir ve nasıl çalışır

aktüatör nedir

Günlük hayatımızda kullanılan tipik bir aktüatör sistemi örneğine bakalım. Bir arabadaki ısıtmanın hem sıcak hem de soğuk sıcaklık ayarları ve ayrıca farklı güç seviyelerine sahip bir fanı vardır. Sıcaklık ayarı aslında bir ısı eşanjöründen ne kadar hava akışının gerçekleştiğini düzenleyen bir aktüatör aracılığıyla kontrol edilir. Bu aktüatör, hava akış pozisyonunu kontrol eder, ısı eşanjörü üzerinden ne kadar fazla akarsa, hava o kadar sıcak olur, tersine, soğutucu o kadar ısı değiştiriciden uzaklaşır.

arabalardaki aktüatörler

Röle bir Aktüatör mü?

Bir Röle aynı zamanda bazen bir elektrik Aktüatör biçimi olarak da kabul edilir, yani röle harekete geçirir ve bir tür elektrik sinyali veya bağlantı sağlar. Bu, hareketli parçası olmayan elektrikli bir bileşen gibi görünse de, aslında üzerinde hareketli bir bileşeni vardır. Röle, bir elektromanyetik alan yoluyla bir konnektörü açıp kapatan manyetik olarak yüklü bir bobindir. Gördüğünüz gibi, sadece küçük ölçekte bir tür aktüatör.

Bu makalenin amacı için, Lineer Aktüatörlere daha fazla odaklanacağız. Aktüatörler terimi aslında çok geniştir ve Döner Aktüatörleri, Solenoidleri ve diğer türleri de kapsayabilir.

aktüatörler

Solenoid Aktüatörler

Otomotiv'e bağlı kalarak, bunlar çok yaygın olan başka bir aktüatör tipini ve bu da Solenoid Aktüatörü açıklayalım. Solenoidler bir röle gibi çalışırlar, elektrik akımını alırlar ve bir elektromanyetik alan oluştururlar, bu manyetik kuvvet daha sonra bir çubuğun içeri ve dışarı hareket etmesini sağlar. Tipik olarak, solenoid aktüatöre sağlanan manyetik alan ne kadar yüksekse, o kadar fazla kuvvet oluşturulur ve bunun tersi de geçerlidir. Bunlar, açma veya kapama dışında küçük kontrol seçeneklerine sahip çok basit açma / kapama tipi aktüatörlerdir. Örneğin hız veya kuvvet üzerinde gerçek bir kontrole sahip değilsiniz, aslında daha da kötüleştirmek için solenoid aktüatörün stroku da çok sınırlı. 2 inçten (inç) fazla stroklu bir solenoid Aktüatör bulmak nadirdir.

solenoid aktüatörler

Araba kapılarındaki merkezi kilitleme, kullanılan en yaygın solenoid Aktüatör tipleridir. mandalı kapı koluna takıp çıkarırlar. Kontrol mekanizması da bir solenoid aktüatör için çok basittir ve bu, onu harekete geçirmek için solenoide tek bir 12v dc elektrik darbesi gönderilir ve bir yay geri dönmesini sağlar.

Aşağıda, çoğu arabada kullanılan tipik bir solenoid aktüatör bulunmaktadır. Muhtemelen tanıdık gelmiyorlar ama bunun nedeni çoğu insanın arabanın kapı panellerinin içini görememesidir.

aktüatör tipi

Piezo Aktüatörler

Bu aktüatörlerin hareketi, voltajla enerjilendirilmesinden gelir ve genişlemeleri ve daralmaları için tipik olarak 200V'un üzerinde çok büyük voltajlar gerektirirler. Piezo malzemesi bir seramik türüdür, çok kırılgandır ve her bir piezo yığını enerjilenecek şekilde her katman arasında metal plakalı birçok katmana sahip olacaktır.

Uzunluktaki çok küçük değişiklik için büyük miktarlarda voltaj gereklidir, tipik olarak bir Piezo boyutunun yalnızca yaklaşık% 1'i kadar genişler, ancak kuvvetleri çok yüksektir, bu, hareket hareketini elde etmek için Piezo yığınlarının genişlemesini artırabileceğiniz anlamına gelir. ve felç için takas gücü. Amplifikasyon mekanik olarak neredeyse bir kaldıraç fikri gibi yapılabilir ancak bunlar genellikle çok yüksek hassasiyet ve kontrole ihtiyaç duyduğunuz uygulamalarda kullanılır. En yaygın olarak, Piezo aktüatörün silindire giren yakıt hacmini kontrol ettiği ve kontrol seviyesinin mikron seviyesine inmesi gereken otomobiller için Yakıt enjektörleri olarak kullanılırlar.

Piezo Aktüatörler

Pnömatik Aktüatörler

Bu tür aktüatörler, bir silindirde basınçlı gaz veya hava kullanır, bir pistonu doğrusal hareket oluşturmak için hareket ettirmek için bir yüksek basınçlı pompamı yarattı. Hidrolik aktüatörler gibi, pnömatik lineer aktüatörün tasarımı da uzun süredir kullanılmaktadır. Bir hava kompresörü, bir tanktaki havayı veya inert gazı basınçlandırmak için kullanılır ve bu yüksek basınçlı hava, aktüatör pistonunun içeri ve dışarı kaymasını sağlamak için kullanılır. Aktüatördeki piston hareketin sonuna ulaştığında, bir vana anahtarı, aktüatörün diğer ucuna vanayı açmak için hareket ettirilir, burada yine yüksek basınçlı hava aktüatördeki pistonu diğer yönde iter.

Pnömatik aktüatörler

Pnömatik kullanmanın faydaları şunlardır:

  1. Yüksek hız mümkündür ve sistemin basınç valfi ve hacimsel kapasitesi tarafından kontrol edilir
  2. Oldukça yüksek güç elde edilebilir
  3. Pompanın yüksek basınç tankını doldurması gerektiği zamanlar haricinde çok az ses çıkar
  4. Çok uzun vuruşlar mümkündür
  5. Son derece yüksek döngü güvenilirliği ve dayanıklılığı.
  6. Aktüatörler, yapım açısından oldukça basit oldukları için aslında çok küçük ve kompakt boyutta olabilirler.

Pnömatik aktüatörlerin dezavantajları:

  1. Tank ve yüksek basınç pompası gibi ek ekipman gereklidir
  2. Sistemin tamamının sızmasına izin verilemez sistem arızası
  3. Hava sıkıştırılabilir bir gazdır ve bu nedenle, pnömatik bir aktüatörün yüksek bir kuvveti hareket ettirdiği anlamına gelir, her zaman bir gecikme vardır çünkü gaz, aktüatör içindeki pistonu hareket ettirmeden önce doğal olarak önce sıkışacaktır. Bu, sistemde bir gecikme olacağı anlamına gelir. Hidrolik Aktüatörler bu sorunu çözer
  4. Çok düşük konumsal kontrol elde edilebilir. Mekanik bir Aktüatöre kıyasla kontrol eksikliğini göstermek için Lego kullandığımız ve farkı göstermek için bir DTI (Dial Test Indicator) kullandığımız aşağıdaki videoyu izleyin

Pnömatik aktüatörler nerede kullanılır?

Yüksek hızda hareketin gerekli olduğu veya saniyede inç veya saniyede 30 inç gibi büyük miktarda doğrusal mesafenin hızlı bir şekilde kapatılması gerektiğinde kullanılırlar. Bir kez kurulduktan sonra, çok fazla kurulum süresi gerektirdiklerinden bir yerden başka bir yere taşınmaları zordur. Bu Aktüatörler, milyonlarca çevrimi bakım gerektirmeden gerçekleştirmek için ideal olduklarından ve çok hızlı hareket edebildiklerinden, imalat fabrikalarının montaj hatlarında bulunur.

Hidrolik Aktüatörler

Hidrolik Aktüatörler, yüksek basınçlı hava veya gaz kullanmak yerine hidrolik sıvı adı verilen sıkıştırılamaz bir sıvı kullanmaları dışında, Pnömatik aktüatörlerle tamamen aynı şekilde çalışır. Sıvı sıkıştırılamaz olduğu için büyük bir avantajı vardır, bu sistemler muazzam kuvvetler kapasitesine sahiptir ve bu nedenle bunların yalnızca ağır hizmet tipi inşaat ekipmanları, kazıcılar, damperli kamyonlar, forkliftler, traktörler vb.

hidrolik Aktüatörler

Hidrolik Aktüatör nasıl çalışır?

Hidrolik Aktüatör, bir pistonu ileri ve geri itmek için yüksek basınçlı sıvı kullanır; burada geçiş valf anahtarları aracılığıyla yapılır. TBu sistemler, yüksek basınçlı pompalar, yüksek basınçlı valfler ve borular ve tüm bu hidrolik sıvıyı tutmak için bir tank gerektirir. Bu nedenle, çok fazla alanınız ve paranız varsa ve çok yüksek miktarda güce ihtiyacınız varsa, o zaman hidrolik Gitme zamanı.

Hidrolik aktüatör kullanmanın faydaları şunlardır:

  1. Orta hız mümkündür ve pompa hızıyla kontrol edilir.
  2. Son derece yüksek güç elde edilebilir
  3. Çok uzun vuruşlar mümkündür
  4. Son derece yüksek döngü güvenilirliği ve dayanıklılığı.
  5. Aktüatörler, yapım açısından oldukça basit oldukları için aslında çok küçük ve kompakt boyutta olabilirler.

Hidrolik aktüatörlerin dezavantajları:

  1. Çalışma açısından hidrolik kullanmanın sakıncaları vardır. Esas olan kontrol. Bu sistemler söz konusu olduğunda çok az hassasiyet kontrolüne sahipsiniz.
  2. Sistemin çalışması için hidrolik sıvı gereklidir ve bu sızıntı olursa sıvı çok zehirli olabilir
  3. Hidrolik pompa çalışırken gürültülü olabilir ve gereken kuvvet ne kadar yüksekse gürültü o kadar yüksek olur
  4. Hidrolik sıvının viskozitesi çok düşüktür, bu nedenle borulardan ve vanalardan vb. Sorunsuz bir şekilde akmaz, tüm bu sıvının tüm bu borular ve bağlantı parçalarından yüksek basınçta itilmesi için enerji gerekir. Sonuç olarak hidrolik sistemler çok verimsiz çalışır. ve kullan.
  5. Bu sistemleri satın almak ve kurmak pahalıdır.

Döner Aktüatörler

Bir döner aktüatör, vanaları açmak ve kapatmak için ideal şekilde uygun hale getiren bir dönme hareketi üreten bir aktüatördür. Dönme hareketi ve dolayısıyla bir döner Aktüatör oluşturmanın birçok farklı yolu vardır. Farklılıklar uygulama şeklinde gelir. Örneğin, yukarıdaki resimde, "Kremayerin" bir piston olarak kontrol edildiği pinyon tarzı bir hareketin bir kremayer ile dönme hareketinin oluşturulduğunu görebilirsiniz. Piston, hidrolik olarak kontrol edilebilir veya yüksek basınçlı hava ve gaz kullanılarak pnömatik olarak kontrol edilebilir. Peki fark ne olur? Yukarıdaki döner aktüatör hidrolik olarak kontrol edilirse, uygulanan kuvvetler çok büyük olabilir ve bu nedenle, bir vanayı açmak ve kapatmak için büyük kuvvetlerin gerekli olduğu endüstriyel uygulamalara uygundur. Bu döner aktüatör pnömatik olarak kontrol edilirse, aktüatör, gerekli görevleri gerçekleştirmek için kullanılacak olan ana şaftı döndürmek için daha az kuvvet gerektirebilir.

döner aktüatörler

Döner Aktüatör prensibi

Bir döner aktüatör tarafından üretilen hareket, bir elektrik motorunda görüldüğü gibi sürekli dönüş olabilir veya hareket sabit bir açısal dönüş olabilir. Pnömatik veya hidrolik olarak kontrol edilen bir döner aktüatörle, sabit bir açısal dönüş tipi olma olasılıkları daha yüksektir; bunun nedeni, ana şaftı döndüren kremayer veya pistonun yalnızca o ana kadar hareket edebilmesi ve bu nedenle dönme hareketinin mevcut doğrusal strokla kısıtlanmasıdır. . Daha fazla dönme gerekiyorsa, pistonun daha fazla kayması gerekir ve alternatif olarak hareketi oluşturmak için farklı dişli oranı kullanılır.

döner aktüatör dişli oranı

Servo Döner Aktüatör

Diğer bir döner aktüatör tipi, bir servo motor ve step motordur. Bunlar, sabit bir dönme hareketine sahip, ancak aynı zamanda çok hassas bir dönme kontrolü sunan elektrikle kontrol edilen aktüatörlerdir.

Servo döner Aktüatör

Bu tür aktüatörler, Robotikte ve tüketici elektroniğinde yaygın olarak kullanılır; burada dönme hareketi ve tork, bazı dişliler aracılığıyla hızın düşürüldüğü ve dönme hareketi oluşturmak için torkun artırıldığı bir döner motor tarafından üretilir. Hassas kontrol elde etmek için aktüatör, konumu ölçen bir sensöre sahip olacaktır. Bu, genellikle, pozisyona dönüşen kontrol sistemine bir sinyal gönderen bir salon sensörü veya kodlayıcı biçimindedir. Servo motorların harika bir özelliği de çok küçük yapılabilmeleri ve çok dar yerlerde kullanılabilmeleridir.

Dönme hareketini bir servo aktüatör motorundan doğrusal harekete dönüştürme

 bir servo motordan dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürme

Döner servo aktüatörler çok yaygın olarak kullanıldığından ve nispeten ucuz olduğundan, insanlar için doğrusal hareket oluşturmanın popüler bir yolu haline gelmiştir. Basit bağlantılar ve bir tür doğrusal kılavuz sistemi aracılığıyla doğrusal hareket oluşturmak mümkündür. Ortaya çıkan vuruş, yukarıdaki resimde de görebileceğiniz gibi, kaldıraç kolu uzunluğu ile doğru orantılı olacaktır. Servo aktüatörden gelen kol ne kadar uzun olursa, strok o kadar uzun olacaktır, ancak olumsuz tarafı, tork kol uzunluğuyla orantılı olduğundan kuvvetin azalmasıdır.

Döner aktüatörler için tork denkleminin altında

döner aktüatörler için tork denklemi

Elektro-mekanik Doğrusal Aktüatörler.

Elektrikli Doğrusal Aktüatörlerle, bir AC veya DC motordan gelen dönme hareketi, bir Kılavuz vida aracılığıyla Doğrusal harekete dönüştürülür. Bir Kılavuz Vida, temelde bir Çubuk üzerine işlenmiş sarmal bir dişlidir. Kılavuz vida, motorun kılavuz vidayı doğrudan veya bazı dişliler aracılığıyla döndürmesi nedeniyle dönerken, somun (aşağıda sarı olarak gösterildiği gibi) kılavuz vidayı doğrusal bir hareketle yukarı ve aşağı kaydırır ve bu Doğrusal hareketi yaratır - Dolayısıyla "Doğrusal Aktüatör" adı verilir. Bu, hala bir Doğrusal Aktüatör biçimi olan bir solenoid aktüatörden çok farklıdır, ancak mühendislik endüstrisinde, mühendisler tipik olarak ikisini "Solenoid aktüatörler" ve "Doğrusal Aktüatörler" olarak adlandırarak ayırt ederler.

doğrusal aktüatör bir tür aktüatör

Elektrikli Lineer Aktüatörler ile, farklı uzunlukta olan Leadscrews farklı vuruş uzunlukları verir. Kurşun vidanın motordan daha hızlı veya daha yavaş dönüştürülmesi farklı hız lineer vuruşlar sağlar. Bu nedenle motordan ne kadar fazla kuvvet kurşun vidaya uygulanırsa, Somun'a leadscrew'ın yukarı ve aşağı kaydırdığı o kadar fazla kuvvet verilir. Somun, Rod dediğimiz şeye bağlı, ve bu çubuk bu doğrusal hareketi yaratmak için bir şeyleri bağladığınız şeydir.  Kurşun vidasına ne kadar çok tork uygulanırsa, kayan Çubuk tarafından o kadar doğrusal kuvvet kullanılabilir olacaktır.

Bir aktüatörün torkunu yaratmanın farklı yolları vardır. Motor ve kurşun vida arasında vites ekleme en yaygın yöntemdir, daha fazla kuvvet oluşturulur yüksek dişli oranı, ama bir trade-off, yüksek kuvvet, düşük hız, tersine, yüksek hız düşük kuvvet. Belirli bir kuvvet için ekstra hız kazanmak için daha büyük bir giriş motoru kullanmak zorunda anlamına gelir, ve daha fazla akım ve daha büyük bir motor ve böylece daha fazla para gerektirir.

Elektrikli Lineer Aktüatörler

Bir elektrik Aktüatör bir motorun dönme hareketini doğrusal harekete dönüştüren veya elektrik akımını alıp bir elektromanyetik alan oluşturmak için kullanan ve metal bir nesneyi manyetik alanından uzaklaşmaya zorlamak için manyetizma kullanan bir cihazdır. Her ikisi de çok farklı olsa da, aynı adı paylaşıyorlar ve her ikisi de adlarının gösterdiği yle sonuçlanır... harekete geçerler.  Bu, hepsinin doğrusal veya dönme hareketinde hem itme hem de çekme hareketleri sağladığı anlamına gelir.

Bir Elektrik Lineer Aktüatör'ün nasıl çalıştığına ilişkin daha ayrıntılı bir genel bakış için bu makaleyi oluşturduk"Lineer Aktüatör Inside - Nasıl Bir Aktüatör çalışır"

Eğer bir elektrik lineer aktüatör satın almak için arıyorsanız biz bir makale oluşturduk "Bu 5 adımı okumadan Doğrusal Aktüatör tarafından yapmayın" Bu herhangi bir para harcamadan önce bazı ortak sorun önlemek yardımcı olabilir.

Mikro Lineer Aktüatörler

mikro aktüatörler

 Mikro Aktüatörlerveya Mini Lineer Aktüatörler alan sınırlı veya gerekli aktüatör kontur küçük uygulamalarda kullanılır. Belki de küçük ya da çok uzak bir şey taşımak gerekir sonra bir Mikro Lineer Aktüatör böyle bir uygulama için ideal olacaktır.  Tipik olarak Mikro Aktüatör vuruşları 10mm ila 100mm arasındadır ve boyutları çok kompakttır.  Bir Micro Aktüatör dezavantajlarından biri kuvvetleri çok daha küçük motorlar onları yerleşik nedeniyle olma eğiliminde olmasıdır.

Aktüatör nedir özetleyelim?

Aktüatörler, dönerden doğrusala kadar pek çok farklı şekilde gelir, gerekli tip kullanılacak ları uygulamaya bağlıdır. Hidrolik tahrikli büyük endüstriyel döner aktüatörler büyük yağ borusu vanaları açmak için harika ve mikro aktüatörler robotik ve küçük uygulamalar için büyük doğruluk ve hassasiyet ile küçük 12v güç kaynakları tarafından desteklenebilir.

elektro mekanik lineer aktüatörler

 

 

Doğru Aktüatörü Bulmak İçin Yardıma mı İhtiyacınız Var?

Ürünlerimizi hassas bir şekilde tasarlıyor ve üretiyoruz, böylece doğrudan üreticilerin fiyatını alıyorsunuz. Aynı gün kargo ve bilgili müşteri desteği sunuyoruz. Uygulamanız için doğru aktüatörü seçme konusunda yardım almak için Aktüatör Hesaplayıcımızı kullanmayı deneyin.