Doğrusal bir aktüatör, bir montaj, bileşenler veya bitmiş ürün olabilecek bir yükü düz bir çizgide hareket ettirir. Enerjiyi harekete veya kuvvete dönüştürür ve elektriğin yanı sıra basınçlı sıvı veya havayla da çalıştırılabilir. Burada yaygın olarak kullanılan lineer aktüatörlerin bir dökümü, bunların avantajları ve dezavantajları bulunmaktadır.

Nasıl Çalışırlar？

• Pnömatik lineer aktüatörler içi boş bir silindirin içindeki bir pistondan oluşur. Harici bir kompresörden veya manuel pompadan gelen basınç, pistonu silindirin içinde hareket ettirir. Basınç arttıkça silindir pistonun ekseni boyunca hareket ederek doğrusal bir kuvvet oluşturur. Piston, bir geri yaylanma kuvveti veya pistonun diğer tarafına sağlanan sıvı ile orijinal konumuna geri döner.

• Hidrolik doğrusal aktüatörler, pnömatik aktüatörlere benzer şekilde çalışır ancak silindiri basınçlı hava yerine pompadan gelen sıkıştırılamaz bir sıvı hareket ettirir.

• Elektrikli doğrusal aktüatör, elektrik enerjisini torka dönüştürür. Mekanik olarak bağlanan bir elektrik motoru, bir kurşun vidayı döndürür. Vidanın dişleriyle eşleşen karşılık gelen dişlere sahip dişli bir kurşun veya bilyeli somunun vidayla dönmesi önlenir. Vida döndüğünde somun dişler boyunca hareket eder. Somunun hareket yönü, vidanın hangi yöne döndüğüne bağlıdır ve ayrıca aktüatörü orijinal konumuna döndürür.

[Pnömatik Aktüatörler]

Avantajları

• Pnömatik aktüatörlerin avantajları basitliğinden kaynaklanmaktadır. Çoğu pnömatik alüminyum aktüatörün maksimum basınç değeri 150 psi'dir ve delik boyutları ? 8 inçe kadar, bu da yaklaşık 30 ila 7.500 lb. kuvvete karşılık gelir. Çelik aktüatörler maksimum 250 psi basınç derecesine sahiptir ve delik boyutları ? 14 inç'e kadar ve 50 ila 38.465 lbf arasında değişen kuvvetler üretiyorlar.

• Pnömatik aktüatörler, örneğin 0,1 inç dahilinde doğruluk ve 0,001 inç dahilinde tekrarlanabilirlik sağlayarak hassas doğrusal hareket üretir.

• Pnömatik aktüatörlerin tipik uygulamaları aşırı sıcaklıkların olduğu alanları içerir. Tipik bir sıcaklık aralığı -40°F ile 250°F arasındadır. Güvenlik ve denetim açısından, pnömatik aktüatörler hava kullanarak tehlikeli maddelerin kullanılmasını önler. Motor bulunmamasından dolayı manyetik girişim oluşturmadıkları için patlamaya karşı koruma ve makine güvenliği gereksinimlerini karşılarlar.

• Son yıllarda pnömatikte minyatürleştirme, malzeme ve elektronik ile entegrasyon ve durum izleme konularında birçok ilerleme görüldü. Pnömatik aktüatörlerin maliyeti diğer aktüatörlere göre düşüktür. Örneğin Bimba Manufacturing'e göre ortalama pnömatik aktüatörün maliyeti 50 ila 150 dolar arasında. Pnömatik aktüatörler aynı zamanda hafiftir, minimum düzeyde bakım gerektirir ve pnömatikleri uygun maliyetli bir doğrusal hareket yöntemi haline getiren dayanıklı bileşenlere sahiptir.

Dezavantajları

• Basınç kayıpları ve havanın sıkıştırılabilirliği, pnömatikleri diğer doğrusal hareket yöntemlerine göre daha az verimli hale getirir. Kompresör ve hava dağıtım sınırlamaları, daha düşük basınçlardaki operasyonların daha düşük kuvvetlere ve daha yavaş hızlara sahip olacağı anlamına gelir. Bir kompresör, hiçbir şey hareket etmese bile sürekli çalışma basıncıyla çalışmalıdır.

• Gerçekten verimli olabilmek için pnömatik aktüatörlerin belirli bir işe göre boyutlandırılması gerekir. Bu nedenle başka uygulamalarda kullanılamazlar. Doğru kontrol ve verimlilik, oransal regülatörler ve valfler gerektirir ancak bu, maliyetleri ve karmaşıklığı artırır.

• Hava kolayca bulunabilmesine rağmen yağ veya yağlama nedeniyle kirlenebilir, bu da arıza süresine ve bakıma neden olabilir. Şirketler hâlâ basınçlı hava için para ödemek zorunda kalıyor, bu da onu bir sarf malzemesi haline getiriyor ve kompresör ile hatlar da başka bir bakım sorunu.

[Hidrolik Aktüatörler]

Avantajları

• Hidrolik aktüatörler sağlamdır ve yüksek kuvvet uygulamaları için uygundur. Eşit büyüklükteki pnömatik silindirlere göre 25 kat daha fazla kuvvet üretebilirler. Ayrıca 4.000 psi'ye kadar olan basınçlarda da çalışırlar.

• Hidrolik motorlar, pnömatik motorlardan 1 ila 2 hp/lb daha yüksek beygir gücü/ağırlık oranına sahiptir.

• Bir hidrolik aktüatör, akışkanların sıkıştırılamazlığı nedeniyle pompa daha fazla akışkan veya basınç sağlamadan kuvvet ve torku sabit tutabilir

• Hidrolik aktüatörler, pompalarını ve motorlarını minimum güç kaybıyla önemli bir mesafeye yerleştirebilir.

Dezavantajları

• Hidrolik sıvı sızdıracaktır. Pnömatik aktüatörler gibi sıvı kaybı da verimliliğin azalmasına neden olur. Ancak hidrolik sıvı sızıntıları temizlik sorunlarına ve çevredeki bileşenlere ve alanlara zarar verme potansiyeline yol açar.

• Hidrolik aktüatörler, gürültü azaltma ekipmanının yanı sıra sıvı deposu, motorlar, pompalar, tahliye valfleri ve ısı eşanjörleri dahil olmak üzere birçok yardımcı parça gerektirir. Bu, büyük ve yerleştirilmesi zor olan doğrusal hareket sistemlerine yol açar.

[Elektrikli Aktüatörler]

Avantajları

• Elektrikli aktüatörler en yüksek hassasiyette kontrol konumlandırmasını sunar. Doğruluk aralığına örnek olarak +/- 0,000315 inç ve tekrarlanabilirlik 0,0000394 inçten azdır. Kurulumları herhangi bir amaç veya güç gereksinimi için ölçeklenebilir ve sessiz, sorunsuz ve tekrarlanabilirdir.

• Elektrikli aktüatörler hızlı bir şekilde ağa bağlanabilir ve yeniden programlanabilir. Teşhis ve bakım için anında geri bildirim sunarlar.

• Hareket profillerinin tam kontrolünü sağlarlar ve hızı, konumu, torku ve uygulanan kuvveti kontrol etmek için kodlayıcılar içerebilirler.

• Gürültü açısından pnömatik ve hidrolik aktüatörlere göre daha sessizdirler.

• Sıvı sızıntısı olmadığından çevresel tehlikeler ortadan kaldırılmıştır.

Dezavantajları

• Elektrikli aktüatörün başlangıç ​​birim maliyeti pnömatik ve hidrolik aktüatörlere göre daha yüksektir. Bimba Manufacturing'den alınan örneğe göre, bir elektrikli aktüatör, tasarımına ve elektroniğine bağlı olarak 150 $ ile 2.000 $ arasında değişebilir.

• Tehlikeli ve yanıcı alanlarda güvenli olan pnömatik aktüatörlerin aksine, elektrikli aktüatörler her ortam için uygun değildir.

• Sürekli çalışan bir motor aşırı ısınarak redüksiyon dişlisinin aşınmasını ve yıpranmasını artırır. Motor ayrıca büyük olabilir ve kurulum sorunları yaratabilir.

• Seçilen motor, aktüatörün kuvvetini, itiş gücünü ve hız sınırlarını sabit bir ayara kilitler. Kuvvet, itme ve hız için farklı bir değer kümesi isteniyorsa motorun değiştirilmesi gerekir.