اکچویتور خطی چیست؟
محرک خطی یا اکچویتور خطی وسیله ای برای تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی فشار یا کشش است که می تواند برای بلند کردن، انداختن، لغزش یا کج کردن ماشین ها یا …استفاده شود.
آنها کنترل حرکت ایمن و تمیز را ارائه می دهند که کارآمد و بدون تعمیر و نگهداری است.
این محرک های خطی الکتریکی از یک موتور DC یا AC با یک سری چرخ دنده و یک پیچ سرب برای فشار دادن شفت میله اصلی استفاده می کنند.
تفاوت بین محرک ها بر اساس اندازه موتور تعیین می شود که می تواند از 12 ولت DC تا 48 ولت DC متغیر باشد.
استاتیک و دینامیک متغیرهای ظرفیت بار برای یک اکچویتور خطی هستند.
ظرفیت بار دینامیکی مقدار نیرویی است که در هنگام حرکت محرک اعمال می شود. ظرفیت بار استاتیک زمانی است که محرک بدون حرکت باشد و بار را در جای خود نگه دارد.
این اپلیکاتور چسب در نمودار از یک محرک برای اعمال مکرر یک چسب استفاده می کند، چیزی که قبلاً یک عملیات دستی بود.
انواع اکچویتورهای خطی
1- اکچویتورهای مکانیکی
محرک های مکانیکی ساده‌ترین شکل محرک است که حرکت دورانی را به حرکت خطی تبدیل می کند. محرک های بال اسکرو، سرپیچ، قفسه و پینیون، تسمه محور و بادامک در دسته مکانیکی قرار می گیرند.
2-اکچویتورهای هیدرولیک
اکچویتورهای هیدرولیک سیلندرهای هیدرولیکی با پیستون هستند که از مایع تراکم ناپذیر برای ایجاد فشار نامتعادل بر روی پیستون برای ایجاد جابجایی خطی استفاده می کنند.
در محرک هیدرولیکی تصویر، سیال تحت فشار از طریق درگاه سمت چپ محفظه وارد شده و به صفحه پیستون فشار وارد می کند. هنگامی که فشار روی سیال آزاد می شود، پیستون به سمت چپ برمی گردد.
3-اکچویتور های پنوماتیکی
اکچویتور های پنوماتیکی به سرعت نیروی کم تا متوسط تولید می کنند و به عنوان دستگاه های سروو استفاده می شوند. محرک های خطی پنوماتیک از هوای فشرده برای تبدیل انرژی به حرکت مکانیکی استفاده می کنند. آنها از یک پیستون، سیلندر و سوپاپ یا پورت تشکیل شده اند که می تواند حرکت مکانیکی خطی یا چرخشی ایجاد کند.
4-اکچویتورهای پیزوالکتریک
در محرک های پیزوالکتریک از اثر پیزوالکتریک استفاده می کنند، که الکتریسیته ایجاد شده توسط فشار و گرمای نهان است که منجر به برهمکنش الکترومکانیکی بین حالت های مکانیکی و الکتریکی می شود.
محرک های پیزو دارای چندین لایه از عناصر پیزو مانند سرامیک هستند که اثر انبساط هر عنصر را برای ایجاد حرکت ترکیب می کنند.
اکچویتور خطی چگونه کار می کند؟
یک اکچویتور خطی در یک خط مستقیم خطی فعال یا حرکت می کند. اگرچه عملکرد اصلی یک محرک یکسان است.
راه های مختلفی برای دستیابی به حرکت وجود دارد.
استفاده از محرک های خطی شامل رمپ ویلچر به اسباب بازی ها و ابزارهای تکنولوژیکی برای فضاپیماها می باشد.
عملکرد یک محرک نسبتاً ساده است.
بسته به کارایی مورد نیاز از پیچی مانند سرب اسکرو، ساچمه‌اسکرو یا رولر اسکرو استفاده می‌شود و با چرخش در جهت عقربه‌های ساعت یا خلاف جهت عقربه‌های ساعت حرکت ایجاد می‌کند که باعث می‌شود یک مهره روی پیچ حرکت کند تا حرکت خطی ایجاد شود.
بال اسکروها برای کاربردهای سریع و پویا که نیاز به موقعیت یابی دقیق دارند ایده آل هستند در حالی که پیچ های غلتکی برای نیروهای زیاد بهترین هستند.
حرکت پیچ یک محرک خطی در این نمودار قابل مشاهده است. موتور، بالای محرک، انرژی لازم برای چرخاندن پیچ را تامین می کند.
منبع تغذیه از یک موتور DC یا AC است.
موتور معمولی دارای محدوده ولتاژ 12 ولت DC تا 48 ولت DC است و ولتاژهای دیگر موجود است.
محرک های DC براش دارای یک سوئیچ برای معکوس کردن قطبیت موتور هستند که باعث می شود محرک حرکت خود را تغییر دهد.
سروو موتورها و موتورهای پله ای به الکترونیک کنترل نیاز دارند تا موتور را با فیدبک روتور مورد نیاز برای کموتاسیون BLDC و سروو موتورها با استفاده از سنسور جلوه هال یا رمزگذار تغییر دهند.
الکترونیک کنترل برای یک محرک می تواند به صورت خارجی یا داخلی در دسترس باشد.
سرعت و نیروی محرک به گیربکس آن بستگی دارد. مقدار نیرو به سرعت عملگر بستگی دارد. گیربکسی که سرعت محرک را کاهش می دهد، نیروی بیشتری را تامین می کند، زیرا بین سرعت و نیرو همبستگی وجود دارد.
یکی از تفاوت های اساسی بین محرک ها، کورس آنها است که با طول پیچ و شفت مشخص می شود. سرعت بستگی به دنده هایی دارد که موتور را به پیچ وصل می کند.
مکانیسم توقف حرکت یک محرک شامل کلیدهای محدود یا میکرو، رمزگذارها، پتانسیومترهای خطی و LVDT است.
یک میکروسوئیچ در تصویر زیر قابل مشاهده است.
میکروسوئیچ ها در بالا و پایین شفت قرار دارند و با حرکت بالا و پایین پیچ فعال می شوند.
اجزای یک اکچویتور خطی
منبع انرژی اکچویتور خطی
این موتور AC یا DC است که انرژی لازم برای به حرکت درآوردن محرک را فراهم می کند. اگرچه الکتریسیته رایج ترین منبع انرژی است، اما از انرژی هوا و سیال نیز استفاده می شود.
مبدل برق اکچویتور خطی
مبدل برق با استفاده از اندازه گیری های کنترلر، برق را از منبع به محرک تامین می کند. نمونه‌هایی از مبدل‌های برق صنعتی، شیرهای تناسبی هیدرولیکی و اینورترهای الکتریکی هستند.
فعال کننده
محرک دستگاه واقعی است.
بار مکانیکی
بار رانده شده توسط محرک.
ظرفیت بار توسط یک فرمول ریاضی یا نمودار ظرفیت بار تعیین می شود.
بارها برای پیکربندی های عمودی و افقی و همچنین حرکت در امتداد محورهای X و Y محاسبه می شوند. یک محرک دو نوع بار دارد.
استاتیک و دینامیک استاتیک زمانی است که محرک متوقف می شود، در حالی که دینامیک زمانی است که در حال حرکت است. هر نوع بار دارای محدوده ظرفیت است.
کنترل کننده
کنترلر عملکرد صحیح سیستم را تضمین می کند. این به اپراتور اجازه می دهد تا مقادیر و نقاط تنظیم را وارد کند.
سنسور Phase Index™
یک پیشرفت جدید در کنترل سنسور محرک سنسور Phase Index است که یک سنسور موقعیت یابی برای محرک های الکترومکانیکی است.
این یک سنسور موقعیت دیجیتال، سرعت بالا، وضوح بالا و بدون تماس است که در برابر لرزش، ضربه، ذرات معلق و رطوبت مقاوم است.
به عنوان یک سنسور خود کالیبره، برای حفظ موقعیت محرک در هنگام خاموش شدن، نیازی به برق پشتیبان ندارد، که باعث می شود محرک بلافاصله پس از روشن شدن در دسترس باشد.
سنسور شاخص توان از رابطه فاز بین دو سیگنال چرخه ای با دوره های مختلف برای محاسبه موقعیت استفاده می کند.
مزیت اصلی این مکانیسم ثبت اختراع، جدای از دقت خیره کننده آن، توانایی آن برای عملکرد در سخت‌ترین و پر استرس ترین شرایط آب و هوایی است.
جمع‌بندی
به طور کلی اکچویتورها یکی از قسمت های مهم صنعت هستند.
کیاصنعت تامین کننده انواع اکچویتور، اکچویتور آلفا ایر، اکچویتور سامسون، اکچویتورECO AIR ، اکچویتور روتورک ، اکچویتور زیمنس و… است.
مقالات مرتبط:
