선형 액추에이터는 조립품, 부품 또는 완제품 등의 하중을 직선으로 이동시킵니다. 에너지를 운동이나 힘으로 변환하며, 가압 유체나 공기, 그리고 전기로 구동될 수 있습니다. 일반적인 선형 액추에이터의 종류와 장단점을 간략하게 살펴보겠습니다.

어떻게 작동하나요?

• 공압식 선형 액추에이터는 속이 빈 실린더 내부의 피스톤으로 구성됩니다. 외부 압축기 또는 수동 펌프의 압력이 실린더 내부의 피스톤을 움직입니다. 압력이 증가함에 따라 실린더는 피스톤 축을 따라 이동하여 선형적인 힘을 생성합니다. 피스톤은 스프링 백력 또는 피스톤 반대쪽에 유체가 공급되어 원래 위치로 돌아갑니다.

• 유압 선형 액추에이터는 공압 액추에이터와 비슷하게 작동하지만, 압축 공기 대신 펌프에서 나오는 비압축성 액체가 실린더를 움직입니다.

• 전기 선형 액추에이터는 전기 에너지를 토크로 변환합니다. 기계적으로 연결된 전기 모터가 리드 스크류를 돌립니다. 나사산과 일치하는 나사산을 가진 리드 너트 또는 볼 너트는 나사와 함께 회전하지 않습니다. 나사가 회전하면 너트는 나사산을 따라 구동됩니다. 너트의 이동 방향은 나사의 회전 방향에 따라 결정되며, 액추에이터를 원래 위치로 되돌립니다.

【공압 액추에이터】

장점

• 공압 액추에이터의 장점은 단순성입니다. 대부분의 알루미늄 공압 액추에이터는 최대 압력이 150psi이고 보어 크기는 ?인치에서 8인치까지 다양하며, 이는 약 30~7,500파운드(약 13.7~3,700kg)의 힘을 발생시킵니다. 강철 액추에이터는 최대 압력이 250psi이고 보어 크기는 ?인치에서 14인치까지 다양하며, 50~38,465파운드(약 23.7~38,465lbf)의 힘을 발생시킵니다.

• 공압 액추에이터는 정확도(예: 0.1인치 이내)와 반복성(.001인치 이내)을 제공하여 정밀한 선형 운동을 생성합니다.

• 공압 액추에이터는 일반적으로 극한 온도 환경에서 사용됩니다. 일반적인 온도 범위는 -40°F(-40°F)에서 250°F(250°F)입니다. 안전 및 검사 측면에서, 공압 액추에이터는 공기를 사용하므로 유해 물질 사용을 피할 수 있습니다. 모터가 없어 자기 간섭을 일으키지 않으므로 방폭 및 기계 안전 요건을 충족합니다.

• 최근 몇 년 동안 공압은 소형화, 소재, 전자 장치 및 상태 모니터링과의 통합 측면에서 많은 발전을 이루었습니다. 공압 액추에이터의 가격은 다른 액추에이터에 비해 저렴합니다. 예를 들어 Bimba Manufacturing에 따르면, 평균 공압 액추에이터의 가격은 50달러에서 150달러입니다. 또한 공압 액추에이터는 가볍고 유지 보수가 거의 필요 없으며, 내구성이 뛰어난 부품을 사용하여 공압을 비용 효율적인 선형 운동 방식으로 만듭니다.

단점

• 압력 손실과 공기의 압축성으로 인해 공압은 다른 선형 운동 방식보다 효율이 떨어집니다. 압축기와 공기 공급 장치의 한계로 인해 저압에서 작동할 경우 힘이 약해지고 속도가 느려집니다. 압축기는 아무것도 움직이지 않더라도 작동 압력을 계속 유지해야 합니다.

• 공압 액추에이터는 진정한 효율성을 위해 특정 작업에 맞는 크기가 필요합니다. 따라서 다른 용도로는 사용할 수 없습니다. 정확한 제어와 효율성을 위해서는 비례 레귤레이터와 밸브가 필요하지만, 이는 비용과 복잡성을 증가시킵니다.

• 공기는 쉽게 구할 수 있지만, 오일이나 윤활유로 오염될 수 있어 가동 중단 및 유지보수가 필요할 수 있습니다. 기업은 여전히 ​​압축 공기에 대한 비용을 지불해야 하므로 소모품에 해당하며, 압축기와 배관은 또 다른 유지보수 문제입니다.

【유압 액추에이터】

장점

• 유압 액추에이터는 견고하고 고하중 작업에 적합합니다. 동일 크기의 공압 실린더보다 25배 더 큰 힘을 생성할 수 있으며, 최대 4,000psi의 압력에서도 작동합니다.

• 유압 모터는 공압 모터보다 1~2hp/lb 더 높은 마력 대 중량 비율을 가지고 있습니다.

• 유압 액추에이터는 유체의 비압축성으로 인해 펌프가 더 많은 유체나 압력을 공급하지 않고도 힘과 토크를 일정하게 유지할 수 있습니다.

• 유압 액추에이터는 전력 손실을 최소화하면서 펌프와 모터를 상당한 거리에 배치할 수 있습니다.

단점

• 유압 장치는 유체 누출을 일으킵니다. 공압 액추에이터와 마찬가지로 유체 손실은 효율 저하로 이어집니다. 그러나 유압 유체 누출은 청결 문제를 일으키고 주변 부품 및 구역을 손상시킬 수 있습니다.

• 유압 액추에이터는 유체 저장조, 모터, 펌프, 방출 밸브, 열교환기 등 여러 부품과 소음 저감 장치를 필요로 합니다. 이로 인해 선형 운동 시스템이 대형화되고 설치가 어려워집니다.

【전기 액추에이터】

장점

• 전기 액추에이터는 최고 수준의 정밀 제어 위치 제어를 제공합니다. 정확도 범위는 ±0.000315인치(약 0.000315인치)이며, 반복성은 0.0000394인치(약 0.0000394인치) 미만입니다. 모든 용도 또는 힘 요구 사항에 맞게 설정을 확장할 수 있으며, 조용하고 부드러우며 반복 가능합니다.

• 전기 액추에이터는 네트워크 연결 및 신속한 재프로그래밍이 가능하며, 진단 및 유지 보수를 위한 즉각적인 피드백을 제공합니다.

• 모션 프로필에 대한 완벽한 제어를 제공하며 속도, 위치, 토크 및 적용되는 힘을 제어하는 ​​인코더를 포함할 수 있습니다.

• 소음 측면에서 공압 및 유압 액추에이터보다 더 조용합니다.

• 유체 누출이 없으므로 환경적 위험이 제거됩니다.

단점

• 전기 액추에이터의 초기 단가는 공압 및 유압 액추에이터보다 높습니다. Bimba Manufacturing의 사례에 따르면, 전기 액추에이터의 가격은 설계 및 전자 장치에 따라 150달러에서 2,000달러 이상까지 다양합니다.

• 전기 액추에이터는 위험하고 가연성 지역에서 안전한 공압 액추에이터와 달리 모든 환경에 적합하지 않습니다.

• 모터를 계속 작동시키면 과열되어 감속 기어의 마모가 증가합니다. 또한 모터가 커서 설치에 문제가 발생할 수 있습니다.

• 선택한 모터는 액추에이터의 힘, 추력 및 속도 제한을 고정된 설정으로 고정합니다. 다른 힘, 추력 및 속도 값을 원하면 모터를 교체해야 합니다.