כשמדובר במפעילים ליניאריים, מכשירים אלקטרומכניים הופכים לאפשרות הבחירה על פני בני דודיהם הפנאומטיים בשל המהירות, הדיוק והגודל שלהם.

במהלך השנים האחרונות גברו הדרישות מצד מנהלי המפעלים והחברות להשתמש ביותר מפעילים בסגנון מוט חשמלי ופחות מפעילים פנאומטיים בציוד אוטומציה של מפעלים. מספר גורמים מניעים המרה זו, אך המשמעותיים ביותר כוללים את הצרכים ההולכים וגדלים ל:

• שפר את ביצועי המכונה עם מפעילים אלקטרו-מכאניים המסוגלים לדיוק גבוה יותר.
• צמצם את גודל הציוד עם מפעילים אלקטרו-מכאניים הדורשים רק כרבע מהשטח כדי לספק את אותו דחף כמו מפעילים פנאומטיים.
• נצל את האנרגיה בצורה יעילה יותר, מכיוון שמפעילים אלקטרומכניים אינם זקוקים למדחסי אוויר הפועלים 24/7 ושומרים על לחץ.
• צמצם את התחזוקה ואת עלות הבעלות הכוללת, מכיוון שמפעילים אלקטרומכניים משתמשים בפחות רכיבים, אינם דורשים מדחסים ואינם סובלים מדליפות אוויר.

לאחר שהתקבלה ההחלטה להחליף מפעילים פנאומטיים לסוגים אלקטרו-מכאניים, השלב הבא הוא בחירת המפעילים האלקטרו-מכאניים הנכונים מבין המותגים הרבים. למרות שמפרטי דחף בסיסיים עשויים להיות דומים, קיימים הבדלים משמעותיים בתחומים של ביצועי מחזור חיים, תחזוקה ועמידות סביבתית.

באופן כללי, ככל שהקוטר של הבורג הכדורי גדול יותר, כך פוטנציאל הדחף גדול יותר. עם זאת, כדי להשיג זאת, נדרשת התאמה נכונה של מיסב הדחף וכל נקודות הקיבוע, לרבות צינור הארכה, אום הכדור הפנימי, בית המיסבים ובית המגבים. אחרת, כל עלייה בדחף תבוא על חשבון חיי המערכת. רכיב חלש מכדי להתמודד עם העומס שלו יתבלה הרבה יותר מהר או אפילו ייפגע.

יכולים להיות לך שני מפעילים, שכל אחד מהם מצויד בבורג כדורי של 16 מ"מ ומספק דחף של 750 N, ולאחד, למשל, אורך חיי נסיעה של 2,000 ק"מ, בעוד שהשני מספק 8,000 ק"מ של נסיעה. ההבדל טמון במידת ההתאמה של הבורג הכדורי ורכיבים אחרים זה לזה.

יתרה מכך, בשל קטרים ​​גדולים יותר של בורג כדורי המתואמים לעלות וטביעת הרגל, התאמה נכונה של בורג הכדור ורכיבים אחרים מפחיתה את שניהם. כדי לעמוד בדרישת יישום של 3,200 N של כוח, ספק אחד עשוי להשתמש בבורג כדורי בקוטר 20 מ"מ, בעוד שספק אחר, אחד עם רכיבים משודכים כהלכה, עשוי להשיג את אותו דחף עם בורג בקוטר 12 מ"מ. לפיכך, ניתן להקטין את בורג הכדור האחרון מבלי להקריב את הביצועים.

התאמה נכונה של ברגים כדוריים עם רכיבים אחרים משפיעה באופן משמעותי על חיי המפעיל, ובשילוב עם עיצוב המנשא, לשני הגורמים יש את ההשפעה הגדולה ביותר על הדיוק ויכולת העומס. מטרה נוספת של תכנון מפעילים היא להפחית משחק חופשי רדיאלי ולרוחב. הגורמים המשפיעים על כך הם קוטר גוף הנשא, שטח פני המגע והשימוש ברגלי תמיכה. גוף מנשא גדול יותר, למשל, תומך בעומסים רדיאליים חיצוניים גדולים יותר על ידי מקסום שטח מגע פני השטח במצבי עומס צדדי. היכולת להעמיס מפעילים חשמליים מהצד מעלה את הביצועים, הדיוק והקומפקטיות לרמה שאינה ניתנת להשגה עם מפעילים פנאומטיים או הידראוליים.

למרות שמקסום שטחי הפנים משפר את יכולת העומס הרדיאלי והצדדי, זה לא בהכרח עוזר ליציבות. זה מטופל לעתים קרובות על ידי נעילת רגליים מוגבהות לתוך תעלות מחורצות (שלושה בתמונה למעלה). רגלי תמיכה אלו מפחיתות רעידות, שיכולות להוסיף רעש ולתרום לבלאי. רוב העיצובים משתמשים ברכס אחד או שניים כאלה, ובכך מסיר קצת משחק, אבל זה יכול ליצור צלילי קליקים כשהמערכת מתחילה להישחק עם הזמן. שימוש בארבע רגליים במקום שתיים, לעומת זאת, מפחית את הבלאי והרעש, ומספק הגנה אנטי-סיבובית יעילה ועמידה יותר. בנוסף, הרגליים הנוספות מבטיחות תנועת חזרה ללא היצמדות, ומפחיתות עוד יותר משחק עקב בלאי.

בנוסף, עיקול רגלי המנשא הללו כלפי חוץ יוצר עומס מוקדם רדיאלי, מה שמפחית משחק בצינור הדחף. הוא גם מרכז את גוף המנשא ואת אום הכדור, ומבטל את הצורך לשייף את המנשא לשחול ומפצה על שחיקה לאורך חיי המכשיר. שמירה על יישור הכל מצמצמת את כמות הפעמים שהמפעיל חייב להיות מכויל עבור מומנט סרק עקבי.

סובלנות קרובה היא קריטית להורדת בלאי והפחתת רעש. אבל אם אין מרווח אוויר בכלל, לחץ מתפתח כאשר מפעילים פועלים במהירויות גבוהות. זה גורם להתחממות יתר, תורם לבעיות שימון ובעיות עמידות אחרות. כדי להתמודד עם זה, הפוך שניים ממאפייני המפתח הזכריים על רגלי המנשא לנמוכות יותר מהשתיים הנותרות - זו הגישה של תומסון עם רבים מהמפעילים שלה. זה מספק מספיק פער כדי למנוע הצטברות לחץ. כפי שניתן לראות בתמונה שלמעלה, שניים ממאפייני המפתח הזכריים הממוקמים בצורה אורתוגונלית על רגלי הנשא נמוכות מהשתיים הנותרות.

תחזוקה

קלות התחזוקה משפיעה על ביצועי מחזור החיים ותורמת ליתרונות הפרודוקטיביות. מפעילים אלקטרומכניים שונים בשימון ובטיפול במנוע. רוב המפעילים נסוגים כדי לחשוף חלקים חלקים ב-60% עד 70% לצורך שימון. טכנאים מסירים את המכסים, מאתרים חלקים הזקוקים לשימון, מוסיפים גריז וייתכן שיצטרכו לחזור על תהליך זה.

גישה טובה יותר, לעומת זאת, היא להאריך או להחזיר את הצינור לחלוטין, לחשוף את כל הרכיבים לחשיפה מקסימלית. זה מאפשר לחברות להשתמש בשימון אוטומטי. בנוסף, שימוש בפטמת סיכה יבטל את הצורך להסיר את המכסה, ויקל עוד יותר על התחזוקה.

ניתן לזרז את התחזוקה גם אם תבטל את הזמן הדרוש להזדווג המנוע עם המפעיל המכני. באופן מסורתי הרכבה של המנוע בתצורה מקבילה אורכת 20 עד 25 דקות. לאחר הרכבת המנוע, על טכנאי להשתמש במגוון כלים כדי להתאים אותו למתח ויישור רצועות תקינים. זה דורש לפחות 12 שלבים.

עם זאת, אם המפעיל מגיע עם פתרון מקביל מורכב מראש, ניתן למתוח את הרצועה מראש במהלך ההרכבה, ולבטל את הצורך בהתאמות מתח רב-שלביות - ניתן להבריג את המנוע ולהשתמש בו בשלושה שלבים בלבד. עבור הרכבה בשורה, היתרונות של פתרון מורכב מראש דומים, אם כי לא דרמטיים.

בנוסף, שימוש במיסבים בעלי חיבור לחיבורים מבטל את הסיכון לאי-יישור. זה גם מגן על ציר המנוע מעומסים רדיאליים, מה שמפחית רעש ומאריך עוד יותר את חיי המפעיל.

התנגדות סביבתית

מפעילים אלקטרומכניים שונים ביכולתם לעמוד בתנאים קשים, בסביבה ובשטיפות תכופות בלחץ גבוה. זה תלוי בפרופיל החיצוני, בחירת החומר ושיטות האיטום.

פרופילים עם משטחים חלקים נקיים יותר ממשטחים מחורצים מכיוון שהם אינם צוברים אבק ונוזלים. לפיכך, הם מתאימים יותר לסביבות קשות כאשר נדרשות שטיפות תכופות. עם זאת, יכול להיות חיסרון למראה חיצוני מלוטש. אם נעשה שימוש ביישומים הדורשים חיבורי חיישן, ייתכן שיהיה צורך בתוספת פלסטיק נוספת כדי לחבר את החיישן.

עמידות סביבתית תלויה גם בהרכב החומר של צינור הארכה. רוב המערכות משתמשות בפלדת כרום, אך נירוסטה היא בחירה טובה בהרבה עבור סביבות קשות.

אינדיקטור מרכזי להתנגדות לסביבה הוא קוד הגנת Ingress (IP). דירוג IP של 65, למשל, אומר שהמכשיר עמיד בפני אבק ומוגן מפני סילוני מים בלחץ נמוך מכל כיוון, כפי שניתן למצוא בפעולת שטיפה בתעשיית המזון והמשקאות. רק כמה מפעילים חשמליים עומדים בדירוג הזה, אבל בסביבות קורוזיביות, זה קריטי. דירוג IP של 54 מספק הגנה מסוימת מפני מים ניתזים ופחות מ-100% הגנה מפני אבק, מה שהופך אותו למקובל עבור יישומי שטיפה מסוימים, אך לא אם מדובר בלחץ. דירוג IP של 40, הנפוץ בקרב מפעילים ליניאריים, מרמז שאין הגנה מפני אבק או נוזל.

דירוגי IP גבוהים יותר תלויים בעיקר בשימוש באטמים טובים יותר. תומסון, למשל, אוטמת כל תא, כולל תושבות מנוע, על המפעילים האלקטרו-מכאניים שלו. יש גם לאטום את כל האטמים ולהרחיב את כל הדרך חזרה אל המנוע במקום לעצור בלוחית ההרכבה.

הדור הבא של בקרת תנועה

ככל שדרישות השוק גדלות לפרודוקטיביות גבוהה יותר, זמני החלפה קצרים יותר, אמינות מוגברת, חיסכון גדול יותר באנרגיה ועלויות תחזוקה ותפעול נמוכות יותר, יותר ויותר מעצבים ומשתמשי קצה עוברים למפעילים אלקטרו-מכאניים על פני פנאומטיים. עבור מכונות הדורשות בקרת תנועה מתוחכמת, מפעילים אלקטרומכניים הם למעשה החלופה היחידה. אבל אפילו עבור משימות תנועה ליניאריות פשוטות, מתכנני בקרת תנועה ומשתמשים נוטים לכיוון הפעלה חשמלית עקב תחזוקה פחותה ו/או קלה יותר, חיסכון מוגבר באנרגיה ותפעול נקי יותר.

יתרונות גדולים אף יותר אפשריים על ידי השוואה קפדנית של מותגים שונים של מפעילים חשמליים. פרש תמיד את "יכולת נשיאת עומס" בהקשר של דרישות חיי המערכת והשטח הנטען. יש פשרות אמיתיות בתחומים האלה. עיצוב המנשא משפיע על הדיוק וכן על יכולות נשיאת עומס לרוחב וסיבובי, לכן שימו לב היטב לאופן אבטחת המנשא בתעלה, ולצורה ולגודל של מנגנוני הנחייה כלשהם.

מנגנונים וחלקים משופרים כמו רגלי תמיכה ועיצובי רגליים, הניתנים לקימורים לאחיזה טובה יותר, ישפרו את הדיוק והבלאי. והפרופיל החיצוני המתאים, בחירת החומרים ואסטרטגיית האיטום הם גורמי מפתח לעמידות סביבתית. פרופילים חלקים יותר, חומרים מנירוסטה ודירוגי IP גבוהים יותר נוטים להציע את ההגנה הטובה ביותר.