Bộ truyền động 101. Bộ truyền động là gì, chúng làm gì, hoạt động như thế nào.

Bộ truyền động là gì Bộ truyền động khí nén Bộ truyền động thủy lực Bộ truyền động quay Bộ truyền động tuyến tính điện

Thiết bị truyền động là một thiết bị yêu cầu đầu vào nguồn năng lượng thường là năng lượng điện, đầu vào tín hiệu bên ngoài dưới một số hình thức để cho thiết bị truyền động biết phải làm gì và sau đó thiết bị hoạt động. Đầu ra ở dạng chuyển động, có thể quay hoặc tuyến tính và được sử dụng để đạt được kết quả mong muốn trong một hệ thống.

Thuật ngữ Actuator xuất phát từ hành động Actizing một cái gì đó, hay nói cách khác Actuate là vận hành một cái gì đó. Vì vậy, để đơn giản hóa việc diễn đạt những gì nó làm, một bộ truyền động đọc một tín hiệu và sau đó nó hoạt động, hoặc nó hoạt động. Bộ truyền động thường là một phần của hệ thống tổng thể hoặc máy móc hoặc thiết bị. Nó là một thành phần bên trong máy đó thực hiện điều gì đó bằng cách làm cho nó di chuyển.

Bộ truyền động 101 thiết bị truyền động là gì

Để một thiết bị truyền động hoạt động, nó cần một nguồn năng lượng đầu vào, thường là năng lượng điện. Nó cũng yêu cầu một đầu vào tín hiệu bên ngoài ở một số hình thức để cho bộ truyền động biết phải làm gì và sau đó thiết bị sẽ hoạt động. Đầu ra thường ở dạng chuyển động có thể là Chuyển động quay hoặc Tuyến tính được sử dụng để đạt được kết quả mong muốn trong một hệ thống.

Lịch sử của thiết bị truyền động

Thiết bị truyền động đã tồn tại hơn 100 năm và tên của họ xuất phát từ những gì họ làm, họ Hành động một cái gì đó. Đó là chúng di chuyển thứ gì đó bằng cách mở hoặc đóng, đẩy hoặc kéo, nâng hoặc thả, v.v. Loại bộ truyền động phổ biến nhất mà bạn sử dụng hàng ngày là bộ truyền động điện từ để khóa và mở khóa cửa xe của bạn, hoặc một thiết bị truyền động tuyến tính điện dùng để đóng mở cốp trên ô tô. Đó là những loại Thiết bị truyền động cơ điện rất thông dụng được sử dụng nhiều trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Trước khi điện được tạo ra, chúng vẫn được tạo ra nhưng sẽ do con người điều khiển, chẳng hạn như chốt trên cửa.

Bộ truyền động được sử dụng ở đâu?

Có hơn 50 Bộ truyền động được sử dụng trong một chiếc ô tô hiện đại, ô tô có lẽ có nhiều bộ truyền động nhất mà chúng ta sẽ sử dụng như một phần của cuộc sống hàng ngày. Một chiếc xe sử dụng chúng trong kim phun nhiên liệu, van để cung cấp và quản lý nhiên liệu, hệ thống sưởi và làm mát, thậm chí hệ thống giải trí có thể sử dụng chúng để đóng mở loa, màn hình GPS, v.v.

Bộ truyền động 101 - Bộ truyền động là gì và nó hoạt động như thế nào

thiết bị truyền động là gì

Hãy xem một ví dụ điển hình về hệ thống truyền động được sử dụng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta. Sưởi trong ô tô có cả cài đặt nhiệt độ nóng lạnh cũng như quạt cũng có các mức lực khác nhau. Việc cài đặt nhiệt độ thực sự được kiểm soát thông qua một bộ truyền động điều chỉnh lượng không khí lưu thông qua bộ trao đổi nhiệt. Bộ truyền động đó điều khiển vị trí dòng khí, nó càng chảy qua bộ trao đổi nhiệt thì không khí càng nóng, ngược lại, càng xa bộ trao đổi nhiệt thì không khí càng lạnh.

thiết bị truyền động trong ô tô

Rơ le có phải là thiết bị truyền động không?

A Chuyển tiếp Đôi khi cũng được coi là một dạng của Thiết bị truyền động điện, tức là rơ le kích hoạt và tín hiệu điện hoặc kết nối của một số loại. Mặc dù điều này nghe có vẻ giống như một bộ phận điện không có bộ phận chuyển động, nhưng nó thực sự có một bộ phận chuyển động. Rơ le là một cuộn dây được tích điện từ tính để mở và đóng một đầu nối thông qua một điện trường. Vì vậy, như bạn có thể thấy nó là một dạng thiết bị truyền động chỉ ở quy mô nhỏ.

Với mục đích của bài viết này, chúng tôi sẽ tập trung nhiều hơn vào Bộ truyền động tuyến tính. Thuật ngữ Thiết bị truyền động thực sự rất rộng và có thể bao gồm Thiết bị truyền động quay, Solenoids và các loại khác.

thiết bị truyền động

Thiết bị truyền động điện từ

Gắn bó với Ô tô, chúng ta hãy giải thích một loại thiết bị truyền động rất phổ biến khác, và đó là Thiết bị truyền động điện từ. Solenoid hoạt động giống như một rơ le, chúng tiếp nhận dòng điện và tạo ra một từ trường điện, lực từ trường đó sau đó làm cho một thanh chuyển động ra vào. Thông thường, từ trường được cung cấp cho bộ truyền động điện từ càng cao thì lực được tạo ra càng nhiều và ngược lại. Đây là những bộ truyền động loại bật / tắt rất đơn giản với ít tùy chọn điều khiển ngoài việc bật hoặc tắt chúng. Ví dụ, bạn không có quyền kiểm soát thực sự đối với tốc độ hoặc lực, thực tế để làm cho nó tồi tệ hơn, bộ truyền động điện từ cũng có hành trình rất hạn chế. Thật hiếm khi tìm thấy một Bộ truyền động điện từ có hành trình hơn 2 "(inch).

thiết bị truyền động điện từ

Khóa trung tâm trên cửa ô tô là loại Bộ truyền động điện từ phổ biến nhất được sử dụng. họ chỉ cần kết nối và ngắt kết nối chốt khỏi tay nắm cửa. Cơ chế điều khiển cũng rất đơn giản đối với bộ truyền động điện từ và đó là một xung đơn của điện một chiều 12v được gửi đến bộ điện từ để kích hoạt nó, và một lò xo là thứ khiến nó quay trở lại.

Dưới đây là một bộ truyền động điện từ điển hình, được sử dụng trong hầu hết các xe ô tô. Chúng có thể trông không quen thuộc nhưng đó là bởi vì hầu hết mọi người không nhìn thấy bên trong cửa ô tô.

loại thiết bị truyền động

Bộ truyền động Piezo

Chuyển động của các bộ truyền động này đến từ việc được cung cấp năng lượng bởi điện áp và chúng yêu cầu điện áp rất lớn để làm cho chúng giãn ra và co lại, thường là trên 200V. Vật liệu Piezo là một loại gốm, rất giòn và sẽ có nhiều lớp với các tấm kim loại giữa mỗi lớp để mỗi chồng piezo được cung cấp năng lượng.

Cần một lượng lớn điện áp để thay đổi chiều dài rất nhỏ, thông thường một chiếc Piezo sẽ chỉ giãn nở khoảng 1% kích thước, nhưng lực của chúng rất cao, điều này có nghĩa là bạn có thể khuếch đại sự mở rộng của các ngăn xếp Piezo để di chuyển và đánh đổi lực cho đột quỵ. Việc khuếch đại có thể được thực hiện một cách máy móc gần giống như một ý tưởng đòn bẩy nhưng chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng mà bạn cần độ chính xác và kiểm soát rất cao. Chúng được sử dụng phổ biến nhất làm Kim phun nhiên liệu cho ô tô mà bộ truyền động Piezo điều khiển lượng nhiên liệu đi vào xi lanh và mức điều khiển cần giảm xuống mức micrômet.

Bộ truyền động Piezo

Bộ truyền động khí nén

Các loại thiết bị truyền động này sử dụng khí nén hoặc không khí trong xi lanh tạo ra tôi một bơm cao áp để chuyển động một piston tạo ra chuyển động thẳng. Giống như thiết bị truyền động thủy lực, thiết kế của thiết bị truyền động tuyến tính khí nén đã có từ rất lâu. Máy nén khí được sử dụng để tạo áp suất không khí hoặc khí trơ trong bình, và không khí có áp suất cao được sử dụng để làm cho bộ truyền động piston trượt vào và ra. Khi piston trong bộ truyền động đã đi đến cuối hành trình, một công tắc van sau đó sẽ được di chuyển để mở van đến đầu kia của bộ truyền động, nơi không khí áp suất cao lại đẩy piston trong bộ truyền động theo hướng khác.

Bộ truyền động khí nén

Lợi ích của việc sử dụng khí nén là:

  1. Tốc độ cao có thể được điều khiển bởi van áp suất và công suất thể tích của hệ thống
  2. Có thể đạt được lực khá cao
  3. Âm thanh nhỏ phát ra ngoài khi máy bơm cần bổ sung bình cao áp
  4. Có thể đánh rất dài
  5. Độ tin cậy và độ bền chu kỳ cực cao.
  6. Bộ truyền động thực sự có thể có kích thước rất nhỏ và gọn vì cấu tạo khá đơn giản.

Hạn chế của thiết bị truyền động khí nén:

  1. Cần có thêm thiết bị như bồn chứa và máy bơm cao áp
  2. Toàn bộ hệ thống không được phép để rò rỉ hệ thống bị lỗi
  3. Không khí là một chất khí có thể nén được và như vậy nó có nghĩa là bộ truyền động khí nén đang chuyển động một lực lớn, luôn có độ trễ vì khí sẽ nén tự nhiên trước khi nó di chuyển piston bên trong bộ truyền động. Điều này có nghĩa là sẽ có độ trễ trong hệ thống. Bộ truyền động thủy lực giải quyết vấn đề này
  4. Kiểm soát vị trí rất thấp có thể đạt được. Xem video bên dưới, nơi chúng tôi sử dụng Lego để chứng minh sự thiếu kiểm soát so với Thiết bị truyền động cơ học và sử dụng DTI (Chỉ báo kiểm tra quay số) để cho thấy sự khác biệt

Bộ truyền động khí nén được sử dụng ở đâu?

Chúng được sử dụng khi cần chuyển động tốc độ cao hoặc khi cần phủ nhanh một lượng lớn khoảng cách tuyến tính, chẳng hạn như inch trên giây hoặc 30 inch trên giây. Sau khi được cài đặt, chúng rất khó để di chuyển từ nơi này sang nơi khác vì chúng đòi hỏi nhiều thời gian cài đặt. Các Bộ truyền động này được tìm thấy trên dây chuyền lắp ráp của các nhà máy sản xuất vì chúng lý tưởng để thực hiện hàng triệu chu kỳ mà không cần bảo trì và chúng có thể di chuyển rất nhanh.

Bộ truyền động thủy lực

Thiết bị truyền động thủy lực hoạt động theo cách giống hệt như thiết bị truyền động khí nén, ngoại trừ thay vì sử dụng không khí hoặc khí áp suất cao, họ sử dụng chất lỏng không nén được gọi là chất lỏng thủy lực. Bởi vì chất lỏng không thể nén được, nó có một lợi thế lớn là các hệ thống này có khả năng chịu lực rất lớn và đó là lý do tại sao bạn thấy chúng được sử dụng riêng trên các thiết bị xây dựng hạng nặng, máy đào, xe ben, xe nâng, máy kéo, v.v.

thiết bị truyền động thủy lực

Bộ truyền động thủy lực hoạt động như thế nào?

Thiết bị truyền động thủy lực sử dụng chất lỏng áp suất cao để đẩy một piston về phía sau và về phía trước nơi việc chuyển đổi được thực hiện thông qua các công tắc van. THệ thống hese yêu cầu máy bơm áp suất cao, van áp suất cao và đường ống, và một bồn chứa để chứa tất cả chất lỏng thủy lực đó. cách để đi.

Lợi ích của việc sử dụng bộ truyền động thủy lực là:

  1. Tốc độ vừa phải là có thể và được kiểm soát bởi tốc độ bơm.
  2. Lực cực cao có thể đạt được
  3. Có thể đánh rất dài
  4. Độ tin cậy và độ bền chu kỳ cực cao.
  5. Bộ truyền động thực sự có thể có kích thước rất nhỏ và gọn vì cấu tạo khá đơn giản.

Hạn chế của thiết bị truyền động thủy lực:

  1. Có những hạn chế khi sử dụng thủy lực từ quan điểm vận hành. Điều chính là kiểm soát. Bạn có rất ít sự kiểm soát chính xác khi nói đến các hệ thống này.
  2. Chất lỏng thủy lực là cần thiết để hệ thống hoạt động và nếu chất lỏng này bị rò rỉ, chất lỏng có thể rất độc hại
  3. Khi máy bơm thủy lực hoạt động, nó có thể gây ra tiếng ồn, và yêu cầu lực càng cao thì tiếng ồn càng cao
  4. Chất lỏng thủy lực có độ nhớt rất thấp, do đó nó không chảy trơn tru qua các đường ống và van, v.v., điều này đòi hỏi năng lượng để đẩy tất cả chất lỏng đó ở áp suất cao qua tất cả các đường ống và phụ kiện này, v.v. Do đó, hệ thống thủy lực hoạt động rất kém hiệu quả Và sử dụng.
  5. Những hệ thống này rất tốn kém để mua và cài đặt.

Bộ truyền động quay

Thiết bị truyền động quay là thiết bị truyền động tạo ra chuyển động quay, làm cho chúng trở nên lý tưởng để đóng và mở van. Có nhiều cách khác nhau để tạo ra chuyển động quay và do đó là Thiết bị truyền động quay. Sự khác biệt đến trong hình thức của ứng dụng. Ví dụ trong hình trên, bạn có thể thấy rằng chuyển động quay được tạo ra thông qua một giá đỡ, một chuyển động kiểu bánh răng trong đó "Giá đỡ" được điều khiển như một piston. Piston có thể được điều khiển bằng thủy lực hoặc sử dụng khí áp suất cao và khí được điều khiển bằng khí nén. Vì vậy, sự khác biệt sẽ là gì ?. Nếu thiết bị truyền động quay ở trên được điều khiển bằng thủy lực thì lực tác động có thể rất lớn và do đó, điều này sẽ phù hợp với các ứng dụng công nghiệp khi cần lực lớn để mở và đóng van. Nếu bộ truyền động quay này được điều khiển bằng khí nén thì bộ truyền động có thể yêu cầu ít lực hơn để quay trục chính vốn sẽ được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ cần thiết.

thiết bị truyền động quay

Nguyên tắc cơ cấu truyền động quay

Chuyển động do cơ cấu truyền động quay tạo ra có thể là chuyển động quay liên tục, như được thấy trong động cơ điện, hoặc chuyển động có thể là chuyển động quay theo góc cố định. Với thiết bị truyền động quay được điều khiển bằng khí nén hoặc thủy lực, chúng có nhiều khả năng là loại quay góc cố định, điều này là do giá đỡ hoặc piston quay trục chính chỉ có thể di chuyển xa và do đó chuyển động quay bị hạn chế bởi hành trình tuyến tính có sẵn . Nếu cần quay nhiều hơn thì piston cần trượt thêm, cách khác và tỷ số truyền khác được sử dụng để tạo ra chuyển động.

tỷ số truyền bộ truyền động quay

Bộ truyền động quay Servo

Một loại thiết bị truyền động quay khác là động cơ servo và động cơ bước. Đây là những thiết bị truyền động được điều khiển bằng điện có chuyển động quay liên tục, nhưng cũng cung cấp khả năng điều khiển quay rất chính xác.

Bộ truyền động quay Servo

Các loại cơ cấu truyền động này thường được sử dụng trong Robot và điện tử tiêu dùng, nơi chuyển động quay và mô-men xoắn được tạo ra bởi một động cơ quay, thông qua một số bánh răng, tốc độ được giảm và mô-men xoắn tăng lên để tạo ra chuyển động quay. Để có được sự điều khiển chính xác, cơ cấu chấp hành sẽ có một cảm biến đo vị trí. Điều này thường ở dạng cảm biến hội trường hoặc bộ mã hóa gửi tín hiệu trở lại hệ thống điều khiển để chuyển sang vị trí. Một tính năng tuyệt vời của động cơ servo là chúng có thể được làm rất nhỏ và được sử dụng ở những nơi rất chật hẹp.

Chuyển đổi chuyển động quay từ động cơ truyền động servo sang chuyển động thẳng

 chuyển đổi chuyển động quay từ động cơ servo thành chuyển động thẳng

Bởi vì bộ truyền động servo quay được sử dụng rất phổ biến và tương đối rẻ để mua nó đã trở thành một cách phổ biến để mọi người tạo ra chuyển động thẳng. Thông qua các liên kết đơn giản và một số dạng của hệ thống dẫn hướng có thể tạo ra chuyển động thẳng. Hành trình tạo ra kết quả sẽ tỷ lệ thuận với chiều dài cánh tay đòn như bạn có thể thấy trong hình trên. Cánh tay đòn từ bộ truyền động servo càng dài thì hành trình sẽ dài hơn, tuy nhiên nhược điểm là lực sẽ bị giảm vì mô-men xoắn tỷ lệ với chiều dài cánh tay.

Dưới đây là phương trình mô-men xoắn cho bộ truyền động quay

phương trình mô-men xoắn cho bộ truyền động quay

Bộ truyền động tuyến tính điện cơ.

Với Thiết bị truyền động tuyến tính điện, chuyển động quay từ động cơ AC hoặc DC được chuyển đổi thành chuyển động tuyến tính thông qua Tua vít. Một trục vít về cơ bản là một bánh răng xoắn được gia công trên một Thanh. Khi trục vít quay do động cơ quay trục vít dẫn trực tiếp hoặc thông qua một số bánh răng, đai ốc (như hình minh họa màu vàng bên dưới) trượt lên và xuống trục vít dẫn theo chuyển động tuyến tính và tạo ra chuyển động tuyến tính - Do đó có tên "Bộ truyền động tuyến tính". Điều này rất khác với thiết bị truyền động điện từ vẫn là một dạng của Thiết bị truyền động tuyến tính, nhưng trong ngành kỹ thuật, các kỹ sư thường phân biệt hai loại này bằng cách gọi chúng là "Thiết bị truyền động điện từ" và "Thiết bị truyền động tuyến tính" mặc dù cả hai đều tạo ra chuyển động tuyến tính.

bộ truyền động tuyến tính một loại bộ truyền động

Với Thiết bị truyền động tuyến tính điện, việc có các Tua vít có chiều dài khác nhau cho bạn độ dài hành trình khác nhau. Quay trục vít dẫn nhanh hơn hoặc chậm hơn từ động cơ sẽ cho các hành trình tuyến tính có tốc độ khác nhau. Và do đó, càng nhiều lực từ động cơ tác dụng lên trục vít, thì càng có nhiều lực được truyền cho Đai ốc trượt lên và xuống Trục vít. Đai ốc được gắn vào cái mà chúng ta gọi là Thanh, và cái này của nó là cái mà bạn gắn các thứ vào để tạo ra chuyển động thẳng đó. Càng có nhiều mô-men xoắn có thể được đặt vào trục vít thì lực tuyến tính sẽ được sử dụng bởi Thanh trượt.

Có nhiều cách khác nhau để tạo ra mô-men xoắn của cơ cấu chấp hành. Thêm bánh răng giữa động cơ và trục vít là phương pháp phổ biến nhất, tỷ số truyền càng cao thì lực tạo ra càng nhiều, nhưng có sự đánh đổi, lực càng cao thì tốc độ càng giảm, ngược lại, tốc độ càng cao thì hạ thấp lực lượng. Để đạt được tốc độ thêm cho một lực nhất định có nghĩa là phải sử dụng động cơ đầu vào lớn hơn, và điều đó đòi hỏi nhiều dòng điện hơn và động cơ lớn hơn và do đó nhiều tiền hơn.

Bộ truyền động tuyến tính điện

Điện thiết bị truyền động là thiết bị biến chuyển động quay của động cơ thành chuyển động thẳng, hoặc lấy dòng điện để tạo ra điện trường từ và dùng từ tính để ép một vật kim loại cố gắng đi ra khỏi từ trường của nó. Trong khi cả hai đều rất khác nhau, chúng có cùng tên và cả hai đều dẫn đến những gì tên của chúng gợi ý ... chúng hoạt động. Điều này có nghĩa là tất cả chúng đều cung cấp cả chuyển động đẩy và kéo theo chuyển động thẳng hoặc quay.

Để có cái nhìn tổng quan chi tiết hơn về cách hoạt động của Bộ truyền động tuyến tính điện, chúng tôi đã tạo bài viết này "Bên trong Bộ truyền động tuyến tính - Cách hoạt động của Bộ truyền động"

Nếu bạn đang tìm mua một thiết bị truyền động tuyến tính điện, chúng tôi đã tạo một bài báo có tên là “Đừng bởi Bộ truyền động tuyến tính cho đến khi bạn đọc 5 bước này”Điều này có thể giúp bạn tránh một số vấn đề phổ biến trước khi chi tiêu bất kỳ khoản tiền nào.

Bộ truyền động tuyến tính vi mô

thiết bị truyền động vi mô

 Bộ truyền động vi môhoặc Bộ truyền động tuyến tính nhỏ được sử dụng trong các ứng dụng có không gian hạn chế hoặc hành trình của bộ truyền động yêu cầu nhỏ. Có lẽ bạn cần phải di chuyển một cái gì đó nhỏ hoặc không quá xa thì Thiết bị truyền động tuyến tính vi mô sẽ lý tưởng cho một ứng dụng như vậy. Thông thường, hành trình của Micro Actuators là 10mm đến 100mm và có kích thước rất nhỏ gọn. Một trong những nhược điểm của Thiết bị truyền động vi mô là lực có xu hướng ít hơn rất nhiều do các động cơ nhỏ hơn được tích hợp trong chúng.

Hãy tóm tắt một Actuator là gì?

Thiết bị truyền động có nhiều dạng khác nhau, từ dạng quay đến dạng thẳng, loại được yêu cầu phụ thuộc vào ứng dụng mà chúng sẽ được sử dụng. Các thiết bị truyền động quay công nghiệp lớn được dẫn động bằng thủy lực rất thích hợp để mở các van ống dầu lớn và thiết bị truyền động vi mô có thể được cung cấp bởi nguồn điện 12v nhỏ với độ chính xác và độ chính xác cao cho người máy và các ứng dụng nhỏ.

thiết bị truyền động tuyến tính cơ điện

 

 

Bạn cần trợ giúp tìm thiết bị truyền động phù hợp?

Chúng tôi thiết kế chính xác và sản xuất các sản phẩm của chúng tôi để bạn có được giá cả nhà sản xuất trực tiếp. Chúng tôi cung cấp vận chuyển cùng ngày và hỗ trợ khách hàng am hiểu. Hãy thử sử dụng Máy tính truyền động của chúng tôi để nhận trợ giúp chọn thiết bị truyền động phù hợp cho ứng dụng của bạn.