اکچویتور (Actuator)

اکچویتور(محرک) وسیله ای است که ورودی انرژی را دریافت کرده و آن را به حرکت یا نیرو تبدیل می کند و جزء ضروری در بسیاری از فناوری های مدرن و زمینه های مهندسی است.

 

از روباتیک گرفته تا انرژی های تجدیدپذیر، محرک ها نقش مهمی در کنترل و خودکارسازی فرآیندها و سیستم های مختلف دارند.

آنها در اشکال و انواع مختلفی وجود دارند که هر کدام دارای قابلیت‌های منحصر به فردی هستند و برای مثال از یک چرخ دستی یک سیلندر پنوماتیک ساده یا یک موتور الکتریکی پیچیده استفاده می‌کنند.

انواع مختلف  اکچویتور

Actuator ها اشکال مختلفی دارند و هر نوع بسته به کاربرد، هدف خاصی را دنبال می کند. دو دسته اصلی محرک ها به صورت زیر است:

نوع حرکت
منبع تغذیه

نوع حرکت اکچویتور

اکچویتورها  را می توان بر اساس نوع حرکت آنها، خطی یا چرخشی، دسته بندی کرد. اکچویتورهای خطی حرکت خطی را در یک خط مستقیم ایجاد می کنند، در حالی که اکچویتورهای چرخشی حرکت دورانی را در یک مسیر دایره ای ایجاد می کنند.

اکچویتورهای خطی (Linear actuators)

محرک های خطی اجسام را در امتداد یک خط مستقیم حرکت می دهند و از تسمه و قرقره، قفسه و پینیون یا بال اسکرو برای تبدیل چرخش موتور الکتریکی به حرکت خطی استفاده می کنند.

محرک های خطی در یک فاصله خطی ثابت متوقف می شوند و به دلیل تکرارپذیری و دقت موقعیت یابی بالا، نصب و بهره‌برداری آسان، تعمیر و نگهداری کم، و توانایی مقاومت در برابر محیط های خشن شناخته شده اند.

این عملگرها معمولاً در فرآوری مواد غذایی، خودروسازی، جابجایی مواد و موارد دیگر برای کارهایی مانند هل دادن، کشیدن، بلند کردن و موقعیت‌یابی استفاده می‌شوند.

اکچویتورهای چرخشی (Rotary actuators)

محرک های چرخشی برای کنترل سرعت، موقعیت و چرخش تجهیزات، انرژی را از طریق یک شفت به حرکت چرخشی تبدیل می کنند.

این محرک ها دارای یک موتور چرخشی پیوسته هستند و در استفاده همه‌کاره هستند.

موتور الکتریکی یک محرک چرخشی است که توسط یک سیگنال الکتریکی تغذیه می شود.

دارای گشتاور بالا، گشتاور ثابت در حین چرخش با زاویه کامل، سازگاری با قطرهای مختلف، شفت های توخالی با پسرفت صفر، دو برابر خروجی، تعمیر و نگهداری کم و می توانند به هر درجه ای از چرخش دست یابند.

محرک های چرخشی در تجهیزات پزشکی، رادار و سیستم های مانیتورینگ، روباتیک، شبیه سازهای پرواز، صنایع نیمه هادی، ساخت ماشین های ویژه و دفاع استفاده می شوند.

نوع منبع تغذیه اکچویتور

اکچویتورها بر اساس منبغ تغذیه  انواع مختلفی دارند از جمله پنوماتیک، هیدرولیک، الکتریکی، مغناطیسی و حرارتی و مکانیکی که هر کدام مزایا و معایب منحصر به فردی دارند.

نوع محرک مورد استفاده در یک برنامه کاربردی به نیازهای خاص آن برنامه مانند سطح نیرو، زمان پاسخگویی و دوام مورد نیاز بستگی دارد.

اکچویتورهای  پنوماتیکی:

محرک های پنوماتیکی (شکل 1) از هوای فشرده برای ایجاد حرکت استفاده می کنند.

آنها را می توان برای کاربردهای مختلفی مانند جابجایی قطعات ماشین یا کنترل موقعیت سوپاپ استفاده کرد.

آنها اغلب برای برنامه هایی که نیاز به نیروی زیاد، زمان پاسخ سریع یا محیط های ضد انفجار دارند ترجیح داده می شوند.

اکچویتورهای  هیدرولیک:

محرک های هیدرولیک از فشار سیال برای ایجاد حرکت استفاده می کنند.

آنها معمولا برای کاربردهای سنگین مانند تجهیزات ساختمانی، ماشین آلات تولیدی و ربات های صنعتی استفاده می شوند.

محرک های هیدرولیک سطوح بالایی از نیرو، دوام و قابلیت اطمینان را ارائه می دهند.

اکچویتورهای  الکتریکی:

محرک های الکتریکی (شکل 2) از انرژی الکتریکی برای ایجاد حرکت استفاده می کنند.

آنها را می توان توسط موتورهای AC یا DC هدایت کرد و اغلب در برنامه هایی استفاده می شود که نیاز به کنترل دقیق، نویز کم و تعمیر و نگهداری کم دارند.

محرک های الکتریکی معمولاً در سیستم های اتوماسیون، تجهیزات پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی استفاده می شوند.

اکچویتورهای مغناطیسی و حرارتی:

محرک های مغناطیسی و حرارتی دو نوع محرک هستند که به ترتیب از تغییرات مغناطیسی و دما برای ایجاد حرکت استفاده می کنند.

محرک های مغناطیسی از میدان های مغناطیسی برای تولید نیرو استفاده می کنند.

اکثرا محرک های حرارتی از انبساط یا انقباض مواد در پاسخ به تغییرات دما استفاده می کنند.

هر دو محرک معمولاً در سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) و سایر کاربردهای کوچک استفاده می‌شوند.

اکچویتورهای مکانیکی:

محرک های مکانیکی از مکانیسم های فیزیکی مانند اهرم ها، چرخ دنده ها یا بادامک ها برای ایجاد حرکت استفاده می کنند. اکچویتورهایمکانیکی معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که هزینه کم، عملکرد ساده و دوام مهم هستند. به عنوان مثال می توان به ماشین های میل لنگ دستی، سیستم های سوپاپ دستی و قفل های مکانیکی اشاره کرد.

کاربرد اکچویتورها

محرک ها در دنیای مدرن در ماشین آلات، خودروها و اتوماسیون کاربرد وسیعی دارند. در ادامه کاربردهای رایج، دستگاه‌های مناسب برای برنامه‌های مذکور و محرک‌هایی که برق دستگاه‌ها را تأمین می‌کنند را توضیح می‌دهیم:

نوع محرک دستگاه کاربردی

کنترل اتوماتیک جریان سیال در خطوط لوله و سیستم های فرآیند شیر کنترل، فلومتر خطی، روتاری (اکچویتورهیدرولیک، اکچویتور الکتریکی)

تنظیم شیرهای صنعتی، موقعیت یابی اجزای دستگاه، شیر توپی، شیر برقی، سرو موتور روتاری (اکچویتورهیدرولیک،اکچویتور برقی)

حفاری، درجه بندی و خاکبرداری در عملیات ساختمانی و معدنی بیل مکانیکی(اکچویتور هیدرولیک)

ساخت قطعات فلزی، عملیات قالب گیری و آهنگری پلاستیک، پرس هیدرولیک، دستگاه CNC، چکش روتاری (اکچویتور هیدرولیک،اکچویتور برقی)

نیرو دهنده ماشین ابزار، ربات ها و سیستم های نقاله موتور الکتریکی، بازوی ربات، نوار نقاله خطی، روتاری (اکچویتور برقی ، اکچویتورهیدرولیک)

تنظیم جریان سوخت و هوا در موتورهای احتراق داخلی دریچه گاز، انژکتور روتاری سوخت (مکانیکی، الکتریکی)

تنظیم سرعت توربین های بخار یا گاز در نیروگاه ها توربین گاورنر، روتاری سوپاپ (برقی، هیدرولیک، حرارتی)

کنترل ساده ماشین در سیستم های مکانیکی مانند در بازکن اهرم مکانیکی، کلید برقی خطی، چرخشی (مکانیکی، الکتریکی)

انتقال نیرو در ماشین ها مانند سیستم های نقاله و پمپ های دنده ای گیربکس، پمپ دنده ای، موتور هیدرولیک خطی، چرخشی (اکچویتورهیدرولیک،اکچویتور مکانیکی، اکچویتورالکتریکی)

همچنین شما می توانید مقاله 10 تولید کننده برتر اکچویتور پنوماتیک را مطالعه کنید.