Başarılı bir doğrusal hareket sistemi inşa etmek, uygun aktüatörü seçmekle başlar. Farklı boyutlar, teknolojiler ve kaliteler arasında yüzlerce seçenek mevcuttur. İşin püf noktası, en iyi sonuçları verecek aktüatöre kadar daraltmaktır. Neyse ki, bu kulağa geldiği kadar zor değil. Uygulamanın gereksinimleri olası aktüatör çözümlerinin kümesini azaltacak ve projenin kısıtlamaları en uygun olanı belirleyecektir.

Süreç, burada sıralanan bir dizi temel faktörün dikkate alınmasıyla başlar.

Hız

Hız, bir aktüatör seçerken dikkate alınması gereken önemli bir faktördür. Vida tipi aktüatörler etkili, ekonomik bileşenler olsa da, çok yüksek hızlarda, vida kırbacı olarak bilinen ve vidanın dönerken dışarı doğru eğildiği bir olgudan muzdariptirler. Vida kırbacı titreşime ve erken aşınmaya neden olur.

Vida kırbacı için kritik hız olarak adlandırılan eşik, vidanın boyutlarına ve malzemesine bağlıdır. Kritik hız, iyi bilinen denklemler kullanılarak analitik olarak hesaplanabilir. Hız, vida tipi bir aktüatörün kullanımı için çok yüksekse, doğrusal bir motor veya kayış tahrikli bir aktüatör düşünün.

Yük

Aktüatörün yük için uygun şekilde boyutlandırılması esastır. Yük kapasitesi için boyutlandırma yaparken dikkate alınması gereken birkaç faktör vardır: kılavuz yatakların radyal yük kapasitesi, destek taşıyıcısının moment kapasitesi ve destek yataklarının ve bilyalı vidanın eksenel yük kapasitesi. Uygulamanın sunduğu yükleri karşılamak üzere tasarlanmış bir aktüatör seçmek önemlidir.

Yaygın bir yanlış anlama, yalnızca yük kapasitesinin önemli olduğudur ve yük kapasitesi, belirli bir yük altında bir aktüatörün hizmet ömrünü hesaplamayı mümkün kılar. Ancak, aktüatörün çeşitli yük yönlerindeki sertliği gibi diğer faktörlerin de dikkate alınması gerekir. Tasarım ekibi, aktüatörün uygulamada başarılı bir şekilde çalışıp çalışmayacağını belirlemek için yük sapması hesaplamaları yapabilir.

Dikkate alınması gereken bir diğer faktör de yükün konumlandırılmasıdır. Aktüatörün ekseni boyunca uzanan bir taşıyıcının üzerinde duran bir kütle, devrilme momenti uygulayan bir asılı yükten çok farklı kuvvetler getirir. Aktüatörün uygun şekilde boyutlandırıldığından ve desteklendiğinden emin olun.

Dikey uygulamalar, yükün konumunu korumak için özel bakım gerektirir. Belirli tasarım parametreleri için, kılavuz vidalar kendiliğinden kilitlenir. Bu, motor arızası durumunda bile geri sürülemedikleri anlamına gelir. Bir vidanın kendiliğinden kilitlendiğinden emin olmak için, vidanın verimliliğinin %50'nin altında olması gerekir; burada verimlilik, kılavuz açısının ve somun ile vida arasındaki sürtünme katsayısının bir fonksiyonudur. Alternatif olarak, kremayer ve pinyon aktüatörleri de çalışabilir.

Kayışlar son yıllarda belirgin şekilde iyileşmiştir. Sağlam ve yüksek mühendisliklidirler, böylece bir zamanlar olduğu gibi düzenli gerginlik gerektirmezler. Hız ve strok gereksinimleri bir bilyalı vida veya vidalı mil sağlayabileceğinin dışındaysa kayış tahrikleri iyi bir seçimdir. Dikey bir uygulamada kayış tahriki kullanılıyorsa özel dikkat gösterilmelidir. Güvenlik için yükü yavaşlatmak, durdurmak ve desteklemek için uygun şekilde bir karşı ağırlık veya fren kullanılması önerilir.

Vuruş Uzunluğu

Dikkate alınması gereken bir sonraki faktör strok uzunluğudur. Vida tabanlı aktüatörler etkilidir ve bazı durumlarda 5 ft veya daha fazla stroklar için kullanılabilir. Çok uzun seyahatli vida tahrikli aktüatörlerin kritik hızı aşmamasına dikkat edilmelidir. Uzun strok uzunlukları için kayış tahrikleri daha iyi seçeneklerdir. Günümüzün kayışları, az bakım gerektiren yüksek mühendislikli malzemelerdir. 50 ft kadar yüksek mesafelerde kullanılabilirler.

Uzun stroklar için bir diğer seçenek doğrusal motordur. Esasen açılmış servo motorlar olan doğrusal motorlar, sabit bir mıknatıs yolu boyunca hareket eden bir kuvvetten oluşur. Teoride, yol istenildiği kadar uzun olabilir. Pratik bir bakış açısından, doğrusal motorlar hem düz, dikkatlice hizalanmış bir mıknatıs yolu sağlama gereksinimi hem de mıknatısların maliyetleri ile sınırlıdır. Çok uzun mesafelerde motor kablolarını yönetmek de bir zorluk olabilir.

Tekrarlanabilirlik

Her uygulamanın tekrarlanabilirlik gereksinimi vardır. Doğru aktüatör seçimi, yalnızca bu gereksinimleri karşılamakla kalmayıp aynı zamanda projenin bütçe ve montaj süresi hedeflerine ulaşmasına yardımcı olacak bir sistem sunar. Vida tipi aktüatörler ±0,0001 ila ±0,003 inç mertebesinde tekrarlanabilirlik sağlar. Bu, kayış tahriki için ±0,002 ila ±0,010 inç ile karşılaştırılabilir.

Optimum seçim uygulamanın ihtiyaçlarına bağlıdır. Kayış tahrikleri vidalı aktüatörler kadar iyi performans göstermez, ancak daha hoşgörülü toleranslara sahip bir uygulama için kayış tahrikleri önemli tasarruflar sağlayabilir. Daha zorlu uygulamalar için doğrusal motor aktüatörleri mikron altı olabilen tekrarlanabilirlik sunar.

Görev Döngüsü

Görev döngüsünün ekipman ömrü üzerinde büyük etkisi vardır. Uygulama gereksinimini karşılayabilecek doğrusal bir aktüatör seçmek önemlidir. Örneğin, kılavuz vidalar kayan temasa dayanır - tipik olarak paslanmaz çelikten plastiğe (uygulamaya bağlı olarak birçok seçenek mevcuttur). Bu, cihazın ömrü boyunca önemli bir aşınmaya neden olur. Sonuç olarak, birleşik yüksek yük ve yüksek görev döngüsü uygulamanız varsa kılavuz vidalardan kaçınılmalıdır.

Bunun yerine, bir sirkülasyonlu bilyalı vidalı aktüatör seçin. Bu cihazlar kayma sürtünmesi değil yuvarlanma sürtünmesine sahiptir, bu nedenle daha uzun ömürlüdür ve ömürleri daha öngörülebilirdir. Ancak bilyeler hasar görebilir, özellikle yüksek yüklerde. Arızaya tahammül edemeyen uygulamalar için planet makaralı vidayı deneyin. Bu cihazlar ağırlığı dağıtarak aşınmayı en aza indirir ve bu da onları askeri ve havacılık uygulamaları için iyi bir uyum haline getirir. Bütçe uygulamaları için kayış tahriki de işe yarayabilir.

Çevre

Bir uygulamanın çalışma ortamı da aktüatör seçimi üzerinde etkilidir. Temiz oda ortamında, kurşun vidalı aktüatörlerden kaçının. Metal-plastik teması, temiz oda derecesini tehlikeye atacak partiküller üretir.

Tersine, aşırı kirli ortamlar aktüatörlere zarar verebilir. Çubuk tipi aktüatörlerde, vida muhafazaya kapatılır. Sonuç olarak, çubuk tipi aktüatörler kirlenme ve sıvı bulunan ortamlarda makul derecede güvenlidir. Çubuksuz aktüatörlerde, yük vidaya bağlanması gereken bir taşıyıcı üzerinde durur ve bu da aktüatörü kirlenmeye maruz bırakabilir.

Sonuç olarak, temel teknoloji vidalı aktüatör veya doğrusal motor olsun, çubuksuz aktüatörlerin özel düzenlemelere ihtiyacı vardır. IP derecelerine sahip bileşenleri arayın. Girişi azaltmak için yarığı aşağı bakacak şekilde monte etmeyi düşünün. Yağlamanın parçacıkları hapsedebileceğini ve zamanla yüzeylere zarar verebileceğini unutmayın.

Çevre hakkında dikkate alınması gereken bir diğer faktör de mevcut alan miktarıdır. Dünyanın en iyi aktüatörü bile elinizdeki zarfa sığmıyorsa işe yaramaz. Yeterli alan olduğundan emin olmak için aktüatörleri tasarım aşamasının başlarında belirtin. Kompakt bir form faktöründe ihtiyaç duyduğunuz özellikleri sağlayabilecek tüm faktörlerden yararlanmak için satıcınızla yakın bir şekilde çalışın.

Bütçe

Fiyatlandırma hedeflerini akılda tutmak her zaman önemlidir. Doğrusal motorlar en pahalı olanlardır, ardından vidalı aktüatörler (planet vida, bilyalı vida ve kurşun vida) gelir. Kayış tahrikleri en ekonomik olanlardır.

Mühendislik her zaman uzlaşmaları içerir. Yukarıdaki liste aktüatör seçiminde ilk adımdır. Herhangi bir uygulama için özel kısıtlamalar, örneğin bütçenin performanstan daha büyük bir öncelik olması veya görev döngüsünün hızdan daha önemli olması anlamına gelebilir. Aktüatörü belirleme sürecini tasarım aşamasında mümkün olduğunca erken başlatın. Standart bileşenlerle çalışmayı deneyin. Bunlardan hiçbiri ihtiyaçlarınızı karşılamıyorsa, işi yapacak özel bir ürün geliştirme konusunda satıcınızla görüşün.