Mechanical Actuator : Disenyo, Paggawa at Mga Aplikasyon Nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Sa mga de-koryenteng makina, ang actuator ay isang mahalagang bahagi na ginagamit upang ilipat at kontrolin ang isang system o device. Gumagamit ang actuator ng pinagmumulan ng enerhiya at isang control device din. Sa pangkalahatan, ang control device ay isang balbula. Kapag ang isang control device ay nakakuha ng isang control signal, ang isang actuator ay agad na nagre-react sa pamamagitan lamang ng pagpapalit ng pinagmumulan ng enerhiya sa mekanikal na paggalaw. Mayroong iba't ibang uri ng mga actuator na available tulad ng soft, hydraulic, pneumatic, electric, thermal/magnetic, at mechanical actuator. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isa sa mga uri ng actuator lalo mga mekanikal na actuator – nagtatrabaho sa mga aplikasyon.


Ano ang Mechanical Actuator?

Ang mechanical actuator ay isang device na gumagamit ng power source para makuha ang pisikal na paggalaw. Ang mga actuator na ito ay mahalaga at available halos sa bawat automated na makina. Ang mga pinagmumulan ng kuryente na ginagamit sa mga actuator na ito ay; electric current, pneumatic at hydraulic na pinapatakbo nang manu-mano o naka-ON/OFF sa pamamagitan ng automated system. Ang function ng mechanical actuator ay upang baguhin ang paggalaw mula sa rotary hanggang sa linear sa tulong ng gearing sa ibang bilis. Ang mga mekanikal na actuator ay ikinategorya bilang lead screws, Ball screws, rack & pinion, belt driven, atbp. Ang mechanical actuator diagram ay ipinapakita sa ibaba.



  Mechanical Actuator
Mechanical Actuator

Prinsipyo sa Paggawa ng Mechanical Actuator

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng isang mekanikal na actuator ay upang maisagawa ang paggalaw sa pamamagitan ng pagpapalit ng rotary motion sa linear motion. Kaya ang pagpapatakbo ng mekanikal na actuator ay pangunahing nakadepende sa mga kumbinasyong bahagi ng istruktura tulad ng mga riles at gear, o mga chain at pulley.

Disenyo ng Mechanical Actuator

Ang mekanikal na actuator ay idinisenyo sa pamamagitan ng paggamit ng iba't ibang bahagi ngunit ang pinaka-aktibong bahagi ay ang Motor, Gearing, Screw assembly at Extension tube. Ang mga actuator na ito ay karaniwang gumagana sa pamamagitan ng pagpapalit ng paggalaw mula sa rotary hanggang sa linear.



  Disenyo ng Mechanical Actuator
Disenyo ng Mechanical Actuator

Motor

Ang motor na ginamit sa actuator na ito ay isang DC motor kung saan ang lahat ng kapangyarihan ng actuator ay ginawa.

Gearing

Dinisenyo ang gearing gamit ang plastik o bakal na ginagamit para baguhin ang ugnayan sa pagitan ng bilis ng mekanismo sa pagmamaneho at bilis ng mga bahaging pinagmaneho. Ang gearing ay konektado lamang sa isang power source tulad ng motor.

  PCBWay

tornilyo

Gumagana ang actuator na ito sa tornilyo. Kaya sa pamamagitan ng pagpihit ng nut ng isang actuator, ang screw shaft ay lilipat sa loob ng isang linya.

Extension Tube

Ang extension tube ay tinatawag ding inner tube na karaniwang gawa sa hindi kinakalawang na asero o aluminyo. Ang tubo na ito ay konektado sa sinulid na drive nut at nagpapalawak at bumabawi sa sandaling lumiko ang nut sa kahabaan ng rotary spindle.

Kapag ang motor sa actuator ay pinalakas, pagkatapos ay iikot nito ang gearing. Kaya ang gearing na ito ay pinaparami lang ang torque at binabawasan ang bilis ng motor. Ang mga gear ay umiikot sa isang tornilyo at ang nut sa turnilyo ay nakakonekta lamang sa extension tube at inilipat papasok o palabas batay sa direksyon ng turnilyo na nakabukas.

Mayroong isang wrap spring break sa ilang mga actuator na hahawak sa load kapag hindi gumagana ang motor. Hahawakan ng wrap spring break na ito ang load sa anumang direksyon sa pamamagitan ng pagtulak o paghila nang walang kapangyarihan. Ang mga turnilyo na ginagamit sa iba't ibang mga actuator ay mga lead screw o ball screw.

Mga Uri ng Mechanical Actuator

May tatlong uri ng mechanical actuator na available sa market pneumatic o air pressure, hydraulic o fluid pressure at electric actuator.

Pneumatic Actuator

Ang isang pneumatic actuator ay gumagamit ng pressure na gas o compressed air upang bumuo ng isang kinokontrol na paggalaw. Ang mga actuator na ito ay maraming nalalaman at maaaring baguhin upang magamit sa anumang proyekto. Ang pangunahing bentahe ng actuator na ito ay; ito ay napakasimpleng gamitin at isang ligtas na alternatibo sa parehong hydraulic at electric actuator dahil hindi nila kailangan ng kuryente o ignition para gumana. Ang pangunahing disbentaha ng actuator na ito ay ang isang compressor ay dapat na patuloy na tumakbo upang mapanatili ang gumaganang presyon kung ang aparato ay ginagamit o hindi.

  Pneumatic Actuator
Pneumatic Actuator

Hydraulic Actuator

Ang isang hydraulic mechanical actuator ay gumagamit ng likidong presyon upang makagawa ng mekanikal na paggalaw. Kaya ang mga actuator na ito ay pangunahing ginagamit sa tuwing kailangan ng malaking halaga ng kapangyarihan para gumana ang isang system o makina. Ang mga ito ay karaniwang magagamit sa mabibigat na makinarya kung saan ang haydroliko na kapangyarihan ay kontrolado lamang sa pamamagitan ng dami ng likido sa loob ng isang silindro. Kapag nadagdagan ang likido, nalilikha ang presyon at ang presyon ay nababawasan sa pamamagitan ng pagbaba ng likido. Kahit na ang mga actuator na ito ay lubos na nakakatulong kapag kailangan ng high-powered na enerhiya, ang mga ito ay pabagu-bago ng isip sa kalikasan at nangangailangan ng lubos na sinanay na mga mekanika upang gumana at mapanatili. Upang malaman ang higit pa tungkol sa Hydraulic Actuator .

  Hydaulic Actuator
Hydraulic Actuator

Electric Actuator

Ang isang electric actuator ay ginagamit upang baguhin ang enerhiya mula sa elektrikal patungo sa mekanikal mula sa isang pinagmumulan ng kuryente. Ginagamit ang electric actuator para sa pagpapatakbo ng balbula, paggawa ng pagkain at inumin, paghawak ng materyal at kagamitan sa paggupit. Sa pangkalahatan, napakadaling mapanatili ang mga ito kumpara sa hydraulic actuator at nagbibigay ng mataas na hanay ng katumpakan. Mangyaring sumangguni sa link na ito upang malaman ang higit pa tungkol sa Electic Actuator .

  Uri ng Elektrisidad
Uri ng Elektrisidad

Ang mga pangunahing disbentaha ng mga actuator na ito ay; ang mga ito ay hindi angkop para sa lahat ng kapaligiran at nangangailangan ng kontrol para sa sobrang pag-init. Ang mga actuator na ito ay walang maaasahang posisyon kung may pagkawala ng kapangyarihan at may average na rate ng pagkabigo na mas mataas kumpara sa pneumatic actuator.

Ari-arian

Ang mga katangian ng pneumatic at electric actuator ay nakalista sa ibaba.

Ari-arian Electrical Actuator

Pneumatic Actuator

Uri ng Actuator

RCS2A4CA-20-6-50-T2-S CDJ2B10-30A

Volume/dm^3

75.00 1.50

Masa/kg

1.1 0.06

Pahalang na Pagkarga/kg

6 5.5
Vertical Load/kg dalawa

4.6

Work Stroke/mm limampu

30

Pagpoposisyon  Katumpakan/mm +/- 0.02

+1.00

Power density ratio sa Horizontal/W/dm^3 6.53

1.76

Power density ratio sa Vertical/W/dm^3

6.93

1.63

Nag-aayos Ang pag-aayos nito ay mahirap, kaya tumatagal ng mahabang panahon. Ang pag-aayos nito ay madali, kaya tumatagal ng mas kaunting oras.

Mga Kalamangan at Kahinaan

Ang mga bentahe ng mga mekanikal na actuator ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

  • Ang mga actuator na ito ay napakadaling gamitin.
  • Ang antas ng katumpakan ay mataas.
  • Ang mga ito ay cost-effective.
  • Ang mga ito ay maraming nalalaman at nako-customize.
  • Ang mga ito ay napaka-secure.
  • Ang pagganap nito ay pangmatagalan.
  • Pinalawak na pagiging maaasahan
  • Madaling pag-setup at pag-install
  • Ang kontrol sa paggalaw ay mas tumpak.
  • Mas kaunting ingay.
  • Mas kaunting maintenance.
  • Ang pagkonsumo ng enerhiya ay mas mababa.
  • Walang mga tagas at kumpletong hanay ng mga laki, opsyon at configuration.

Ang Ang mga disadvantages ng mga mechanical actuator ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

  • Kung ikukumpara sa pneumatic, ang electrical actuator ay hindi gaanong cost-effective.
  • Malubhang kapaligiran sa pagtatrabaho
  • Kung mawawalan ng kuryente, walang fail-safe na posisyon.
  • Sa isang pneumatic actuator, ang compressor ay dapat na patuloy na tumatakbo
  • Ang mga hydraulic actuator ay may hindi matatag na kalikasan.
  • Ang mga hydraulic actuator ay nangangailangan ng lubos na sinanay na mekanika.
  • Ang mga ito ay napaka-sensitibo sa vibration

Mga aplikasyon

Ang mga aplikasyon ng mga mekanikal na actuator ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

  • Ang mga mekanikal na actuator ay ginagamit upang baguhin ang umiikot na paggalaw sa linear na paggalaw.
  • Naaangkop ang mga ito kung saan kinakailangan ang mga linear na paggalaw tulad ng elevation, pagsasalin at linear positioning.
  • Gumagana lamang ang actuator na ito sa pamamagitan ng pagpapalit ng isang uri ng paggalaw patungo sa isa pa sa pamamagitan ng paggamit ng mga pulley, gear, chain, atbp.
  • Binabago ng mga actuator na ito ang electrical i/p signal sa isang mechanical excitation force. Ginagamit ang mga ito kasabay ng isang hiwalay na radiator sa loob ng mga distributed mode loudspeaker at mga aktibong control application para sa pagkansela ng vibration at ingay.
  • Nagbibigay lang ang mga device na ito ng limitado at kinokontrol na paggalaw na pinapagana nang manu-mano, elektrikal, o may iba't ibang likido tulad ng hydraulic, hangin, atbp.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng isang mekanikal actuator – gumagana kasama ang mga aplikasyon. Sa actuator na ito, ang mga mekanismo sa loob na ginagamit para sa pag-convert ng i/p power sa isang paggalaw ay pangunahing naiiba batay sa nilalayong direksyon ng output at ang partikular na pinagmumulan ng kuryente na ginamit. Ang direksyon ng paggalaw ng o/p ay maaaring umiinog o linear. Sa pangkalahatan, ang mga actuator na ito ay napakalakas kumpara sa mga uri ng electromagnetic na ginagamit sa mga application na may mataas na torque. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang isang actuator?