एक सफल रैखिक गति प्रणाली का निर्माण उपयुक्त एक्चुएटर के चयन से शुरू होता है। विभिन्न आकारों, तकनीकों और गुणवत्ताओं के बीच, सैकड़ों विकल्प मौजूद हैं। मुख्य बात यह है कि उस एक्चुएटर का चयन किया जाए जो सर्वोत्तम परिणाम देगा। सौभाग्य से, यह उतना मुश्किल नहीं है जितना लगता है। अनुप्रयोग की आवश्यकताएँ संभावित एक्चुएटर समाधानों की संख्या को कम कर देंगी और परियोजना की सीमाएँ सबसे उपयुक्त विकल्प का निर्धारण करेंगी।

यह प्रक्रिया यहां सूचीबद्ध प्रमुख कारकों की श्रृंखला पर विचार करने से शुरू होती है।

रफ़्तार

एक्ट्यूएटर चुनते समय गति एक महत्वपूर्ण कारक है। हालाँकि स्क्रू-प्रकार के एक्ट्यूएटर प्रभावी और किफायती घटक होते हैं, लेकिन बहुत तेज़ गति पर, इनमें स्क्रू व्हिप नामक एक समस्या होती है, जिसमें घूमते समय स्क्रू बाहर की ओर झुक जाता है। स्क्रू व्हिप कंपन और समय से पहले घिसाव का कारण बनता है।

स्क्रू व्हिप की सीमा, जिसे क्रांतिक गति कहते हैं, स्क्रू के आयाम और सामग्री पर निर्भर करती है। क्रांतिक गति की गणना सुप्रसिद्ध समीकरणों का उपयोग करके विश्लेषणात्मक रूप से की जा सकती है। यदि स्क्रू-प्रकार के एक्चुएटर के उपयोग के लिए गति बहुत अधिक है, तो रैखिक मोटर या बेल्ट ड्राइव एक्चुएटर पर विचार करें।

भार

यह आवश्यक है कि एक्ट्यूएटर का आकार भार के लिए उपयुक्त हो। भार क्षमता के लिए आकार निर्धारित करते समय कई कारकों पर विचार करना आवश्यक है: गाइड बेयरिंग की रेडियल भार क्षमता, सपोर्ट कैरिज की आघूर्ण क्षमता, और सपोर्ट बेयरिंग व बॉलस्क्रू की अक्षीय भार क्षमता। अनुप्रयोग द्वारा प्रस्तुत भार को ध्यान में रखते हुए डिज़ाइन किया गया एक्ट्यूएटर चुनना महत्वपूर्ण है।

एक आम ग़लतफ़हमी यह है कि केवल भार क्षमता ही मायने रखती है, और भार क्षमता किसी दिए गए भार के तहत एक एक्ट्यूएटर के सेवा जीवन की गणना करना संभव बनाती है। हालाँकि, अन्य कारकों पर भी विचार किया जाना चाहिए, जैसे कि विभिन्न भार दिशाओं में एक्ट्यूएटर की कठोरता। डिज़ाइन टीम यह निर्धारित करने के लिए भार-विक्षेपण गणनाएँ कर सकती है कि एक्ट्यूएटर अनुप्रयोग में सफलतापूर्वक कार्य करेगा या नहीं।

विचार करने योग्य एक अन्य कारक भार की स्थिति है। एक्ट्यूएटर की धुरी के अनुदिश चलने वाले कैरिज के ऊपर रखा गया द्रव्यमान, ओवरहंग लोड से बहुत अलग बल उत्पन्न करता है जो एक उलटी आघूर्ण उत्पन्न करता है। सुनिश्चित करें कि एक्ट्यूएटर का आकार और आधार उचित हो।

ऊर्ध्वाधर अनुप्रयोगों में भार की स्थिति बनाए रखने के लिए विशेष सावधानी की आवश्यकता होती है। कुछ डिज़ाइन मापदंडों के लिए, लीड स्क्रू स्व-लॉकिंग होते हैं। इसका अर्थ है कि मोटर खराब होने की स्थिति में भी, इन्हें पीछे की ओर नहीं चलाया जा सकता। यह सुनिश्चित करने के लिए कि स्क्रू स्व-लॉकिंग है, स्क्रू की दक्षता 50% से कम होनी चाहिए, जहाँ दक्षता लीड कोण और नट व स्क्रू के बीच घर्षण गुणांक पर निर्भर करती है। वैकल्पिक रूप से, रैक-एंड-पिनियन एक्ट्यूएटर भी काम कर सकते हैं।

हाल के वर्षों में बेल्टों में उल्लेखनीय सुधार हुआ है। ये मज़बूत और उच्च-स्तरीय डिज़ाइन वाले हैं, जिससे अब इन्हें पहले की तरह नियमित रूप से कसने की ज़रूरत नहीं पड़ती। अगर गति और स्ट्रोक की ज़रूरत बॉलस्क्रू या लीडस्क्रू से ज़्यादा है, तो बेल्ट ड्राइव एक अच्छा विकल्प है। अगर बेल्ट ड्राइव का इस्तेमाल ऊर्ध्वाधर इस्तेमाल में किया जाता है, तो विशेष सावधानी बरतनी चाहिए। सुरक्षा के लिए, भार को धीमा करने, रोकने और सहारा देने के लिए, उचित रूप से काउंटरवेट या ब्रेक का इस्तेमाल करने की सलाह दी जाती है।

स्ट्रोक की लंबाई

विचार करने योग्य अगला कारक स्ट्रोक की लंबाई है। स्क्रू-आधारित एक्ट्यूएटर प्रभावी होते हैं और कुछ मामलों में, 5 फीट या उससे अधिक तक के स्ट्रोक के लिए इस्तेमाल किए जा सकते हैं। बहुत लंबी यात्रा वाले स्क्रू-चालित एक्ट्यूएटर के लिए सावधानी बरतनी चाहिए कि वे महत्वपूर्ण गति से अधिक न हों। लंबी स्ट्रोक लंबाई के लिए, बेल्ट ड्राइव बेहतर विकल्प हैं। आजकल के बेल्ट अत्यधिक इंजीनियर्ड सामग्री से बने होते हैं जिन्हें कम रखरखाव की आवश्यकता होती है। इनका उपयोग 50 फीट तक की दूरी पर किया जा सकता है।

लंबे स्ट्रोक के लिए एक अन्य विकल्प रैखिक मोटर है। मूलतः बिना घुमाए जाने वाले सर्वोमोटर, रैखिक मोटरों में एक बल होता है जो एक निश्चित चुंबकीय पथ के साथ गति करता है। सिद्धांत रूप में, पथ जितना चाहें उतना लंबा हो सकता है। व्यावहारिक दृष्टिकोण से, रैखिक मोटरों की सीमाएँ एक समतल, सावधानीपूर्वक संरेखित चुंबकीय पथ प्रदान करने की आवश्यकता और चुंबकों की लागत दोनों के कारण सीमित होती हैं। बहुत लंबी यात्राओं में मोटर केबलों का प्रबंधन भी एक चुनौती हो सकती है।

repeatability

प्रत्येक अनुप्रयोग की एक पुनरावृत्ति आवश्यकता होती है। सही एक्ट्यूएटर का चुनाव एक ऐसी प्रणाली प्रदान करता है जो न केवल उन आवश्यकताओं को पूरा करेगी, बल्कि परियोजना को बजट और असेंबली समय के लक्ष्यों को प्राप्त करने में भी मदद करेगी। स्क्रू-प्रकार के एक्ट्यूएटर ±0.0001 से ±0.003 इंच के क्रम में पुनरावृत्ति प्रदान करते हैं। इसकी तुलना बेल्ट ड्राइव के लिए ±0.002 से ±0.010 इंच से की जा सकती है।

इष्टतम विकल्प अनुप्रयोग की आवश्यकताओं पर निर्भर करता है। बेल्ट ड्राइव, स्क्रू-प्रकार के एक्ट्यूएटर्स जितना अच्छा प्रदर्शन नहीं करते, लेकिन अधिक सहनशील सहनशीलता वाले अनुप्रयोगों के लिए बेल्ट ड्राइव महत्वपूर्ण बचत प्रदान कर सकते हैं। अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए, रैखिक मोटर एक्ट्यूएटर्स उप-माइक्रोन तक की पुनरावृत्ति क्षमता प्रदान करते हैं।

साइकिल शुल्क

ड्यूटी साइकिल का उपकरण के जीवनकाल पर बड़ा प्रभाव पड़ता है। एक ऐसा रैखिक एक्ट्यूएटर चुनना ज़रूरी है जो अनुप्रयोग की ज़रूरतों को पूरा कर सके। उदाहरण के लिए, लीड स्क्रू स्लाइडिंग कॉन्टैक्ट पर आधारित होते हैं—आमतौर पर स्टेनलेस स्टील से प्लास्टिक तक (उपयोग के आधार पर कई विकल्प उपलब्ध हैं)। इससे उपकरण के जीवनकाल में काफ़ी घिसावट होती है। इसलिए, अगर आपके पास उच्च भार और उच्च ड्यूटी साइकिल वाला संयुक्त अनुप्रयोग है, तो लीड स्क्रू का इस्तेमाल नहीं करना चाहिए।

इसके बजाय, एक रीसर्क्युलेटिंग बॉल-स्क्रू एक्ट्यूएटर चुनें। इन उपकरणों में रोलिंग घर्षण होता है, स्लाइडिंग घर्षण नहीं, इसलिए ये लंबे समय तक चलते हैं और इनका जीवनकाल अधिक अनुमानित होता है।हालाँकि, बॉल्स क्षतिग्रस्त हो सकती हैं, खासकर ज़्यादा भार पड़ने पर। ऐसे अनुप्रयोगों के लिए जो खराबी बर्दाश्त नहीं कर सकते, प्लैनेटरी रोलर स्क्रू का इस्तेमाल करें। ये उपकरण वज़न को वितरित करके घिसाव को कम करते हैं, जिससे ये सैन्य और एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के साथ-साथ अन्य अनुप्रयोगों के लिए भी उपयुक्त होते हैं। बजट अनुप्रयोगों के लिए, बेल्ट ड्राइव भी काम कर सकता है।

पर्यावरण

किसी अनुप्रयोग का परिचालन वातावरण भी एक्चुएटर के चुनाव को प्रभावित करता है। क्लीन-रूम वातावरण में, लेड-स्क्रू एक्चुएटर का उपयोग करने से बचें। धातु-से-प्लास्टिक संपर्क से कण उत्पन्न होते हैं जो क्लीन-रूम रेटिंग को प्रभावित कर सकते हैं।

इसके विपरीत, अत्यधिक गंदे वातावरण एक्चुएटर्स को नुकसान पहुँचा सकते हैं। रॉड-स्टाइल एक्चुएटर्स में, स्क्रू को हाउसिंग में सील कर दिया जाता है। परिणामस्वरूप, रॉड-स्टाइल एक्चुएटर्स संदूषण और तरल पदार्थ वाले वातावरण में काफी हद तक सुरक्षित रहते हैं। रॉडलेस एक्चुएटर्स में, भार एक कैरिज पर टिका होता है जिसे स्क्रू से जोड़ना होता है, जिससे एक्चुएटर संदूषण के संपर्क में आ सकता है।.

परिणामस्वरूप, रॉडलेस एक्ट्यूएटर्स के लिए विशेष व्यवस्था की आवश्यकता होती है, चाहे मूल तकनीक स्क्रू-प्रकार का एक्ट्यूएटर हो या रैखिक मोटर। IP रेटिंग वाले घटकों का चयन करें। प्रवेश को कम करने के लिए स्लिट को नीचे की ओर लगाने पर विचार करें। ध्यान रखें कि स्नेहन समय के साथ सतहों को नुकसान पहुँचाने वाले कणों को फँसाकर रोक सकता है।

पर्यावरण के बारे में विचार करने योग्य एक और कारक उपलब्ध स्थान की मात्रा है। दुनिया का सबसे अच्छा एक्ट्यूएटर भी बेकार है अगर वह उपलब्ध लिफाफे में फिट न हो। पर्याप्त जगह सुनिश्चित करने के लिए डिज़ाइन चरण में ही एक्ट्यूएटर का उल्लेख करें। अपने विक्रेता के साथ मिलकर काम करें ताकि उन सभी कारकों का लाभ उठाया जा सके जो आपको एक कॉम्पैक्ट फॉर्म फैक्टर में आवश्यक विशेषताएँ प्रदान कर सकें।

बजट

मूल्य निर्धारण लक्ष्यों को ध्यान में रखना हमेशा ज़रूरी होता है। लीनियर मोटर सबसे महंगी होती हैं, उसके बाद स्क्रू-टाइप एक्ट्यूएटर (प्लैनेटरी स्क्रू, बॉल स्क्रू और लीड स्क्रू) आते हैं। बेल्ट ड्राइव सबसे किफ़ायती होती हैं।

इंजीनियरिंग में हमेशा समझौते शामिल होते हैं। ऊपर दी गई सूची एक्ट्यूएटर चुनने का पहला कदम है। किसी भी विशिष्ट अनुप्रयोग के लिए, विशेष बाधाओं का मतलब हो सकता है कि बजट, उदाहरण के लिए, प्रदर्शन से ज़्यादा महत्वपूर्ण हो, या ड्यूटी साइकिल गति से ज़्यादा महत्वपूर्ण हो। डिज़ाइन चरण में जितनी जल्दी हो सके एक्ट्यूएटर को निर्दिष्ट करने की प्रक्रिया शुरू करें। मानक घटकों के साथ काम करने का प्रयास करें। यदि इनमें से कोई भी आपकी ज़रूरतों को पूरा नहीं करता है, तो अपने विक्रेता से एक कस्टम उत्पाद विकसित करने के बारे में बात करें जो काम पूरा कर सके।