Başarılı bir doğrusal hareket sistemi oluşturmak, uygun aktüatörün seçilmesiyle başlar. Farklı boyutlar, teknolojiler ve nitelikler arasında yüzlerce seçenek mevcuttur. İşin püf noktası, en iyi sonuçları verecek aktüatörün ayıklanmasıdır. Neyse ki bu göründüğü kadar zor değil. Uygulamanın gereksinimleri olası aktüatör çözümlerinin sayısını azaltacak ve projenin kısıtlamaları en uygun çözümü belirleyecektir.

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

Hız

Bir aktüatör seçerken hız dikkate alınması gereken önemli bir faktördür. Vidalı aktüatörler, çok yüksek hızlarda etkili, ekonomik bileşenler olmasına rağmen, vidanın dönerken dışarı doğru eğildiği, vida kamçısı olarak bilinen bir olaydan muzdariptirler. Vidalı kamçı titreşime ve erken aşınmaya neden olur.

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

Yük

Aktüatörün yüke uygun boyutta olması önemlidir. Yük kapasitesi için boyutlandırma yaparken dikkate alınması gereken birkaç faktör vardır: kılavuz yatakların radyal yük kapasitesi, destek taşıyıcısının moment kapasitesi ve destek yatakları ile bilyalı vidanın eksenel yük kapasitesi. Uygulamanın sunduğu yükleri ele alacak şekilde tasarlanmış bir aktüatörün seçilmesi önemlidir.

Yalnızca yük kapasitesinin önemli olduğu ve yük kapasitesinin belirli bir yük altında bir aktüatörün hizmet ömrünü hesaplamayı mümkün kıldığı yaygın bir yanılgıdır. Ancak aktüatörün çeşitli yük yönlerindeki sertliği gibi diğer faktörlerin de dikkate alınması gerekir. Tasarım ekibi, aktüatörün uygulamada başarılı bir şekilde performans gösterip göstermeyeceğini belirlemek için yük-sapma hesaplamaları yapabilir.

Dikkate alınması gereken bir diğer faktör yükün konumudur. Aktüatörün ekseni boyunca uzanan bir taşıyıcının üzerinde duran bir kütle, devrilme momenti uygulayan asılı bir yükten çok farklı kuvvetler uygular. Aktüatörün uygun boyutta olduğundan ve desteklendiğinden emin olun.

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

Kayışlar son yıllarda önemli ölçüde gelişti. Sağlamdırlar ve yüksek düzeyde mühendislik ürünüdürler, böylece bir zamanlar olduğu gibi artık düzenli gerdirme gerektirmezler. Hız ve strok gereklilikleri bilyalı vidanın veya kılavuz vidanın sağlayabileceği değerlerin dışındaysa kayış tahrikleri iyi seçimlerdir. Dikey bir uygulamada kayış tahriki kullanılıyorsa özel dikkat gösterilmelidir. Güvenlik amacıyla yükü yavaşlatmak, durdurmak ve desteklemek için uygun şekilde bir karşı ağırlık veya fren kullanılması önerilir.

Strok Uzunluğu

Dikkate alınması gereken bir sonraki faktör vuruş uzunluğudur. Vida bazlı aktüatörler etkilidir ve bazı durumlarda 5 ft veya daha fazla strok için kullanılabilir. Çok uzun hareket mesafeli vidalı aktüatörlerin kritik hızı aşmamasına dikkat edilmelidir. Uzun strok uzunlukları için kayış tahrikleri daha iyi seçeneklerdir. Günümüzün kayışları çok az bakım gerektiren yüksek düzeyde mühendislik ürünü malzemelerdir. 50 ft'ye kadar yüksek mesafelerde kullanılabilirler.

Uzun stroklar için başka bir seçenek de doğrusal motordur. Esasen yuvarlanmamış servo motorlar olan lineer motorlar, sabit bir mıknatıs yolu boyunca hareket eden bir kuvvetten oluşur. Teorik olarak parkur istenildiği kadar uzun olabilir. Pratik açıdan bakıldığında, lineer motorlar hem düz, dikkatlice hizalanmış bir mıknatıs yolu sağlama gerekliliği hem de mıknatısların maliyetleri nedeniyle sınırlıdır. Motor kablolarını çok uzun yolculuklarda yönetmek de zor 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. Vidalı aktüatörler ±0,0001 ila ±0,003 inç düzeyinde tekrarlanabilirlik sağlar. Bu, kayış tahriki için ±0,002 ila ±0,010 inç ile karşılaştırılabilir.

Optimum seçim uygulamanın ihtiyaçlarına bağlıdır. Kayışlı tahrikler, vidalı aktüatörler kadar iyi performans göstermez, ancak daha toleranslı bir uygulama için kayışlı tahrikler önemli tasarruflar sağlayabilir. Daha zorlu uygulamalar için lineer motorlu aktüatörler mikron altı olabilen tekrarlanabilirlik sunar.

Görev Döngüsü

Görev döngüsünün ekipman ömrü üzerinde büyük etkisi vardır. Uygulama gereksinimini karşılayabilecek bir doğrusal aktüatörün seçilmesi önemlidir. Örneğin kurşun vidalar, genellikle paslanmaz çelikten plastiğe kayan temasa dayalıdır (uygulamaya bağlı olarak birçok seçenek mevcuttur). Bu, cihazın kullanım ömrü boyunca önemli ölçüde aşınmaya neden olur. Sonuç olarak, yüksek yük ve yüksek görev döngüsü uygulamanız varsa kurşun vidalardan kaçınılmalıdır.

Bunun yerine, devridaim yapan bilyalı vidalı aktüatörü seçin. Bu cihazlarda kayma sürtünmesi değil yuvarlanma sürtünmesi vardır, bu nedenle daha uzun ömürlüdürler ve ömrü daha öngörülebilirdir. Ancak bilyalar özellikle yüksek yüklerde hasar görebilir. Arızayı tolere edemeyen uygulamalar için planeter makaralı vidayı deneyin. Bu cihazlar, aşınmayı en aza indirecek şekilde ağırlığı dağıtarak, diğerlerinin yanı sıra askeri ve havacılık uygulamaları için de uygun olmalarını sağlar. Bütçe uygulamaları için kayış tahriki de işe yarayabilir.

Çevre

Bir uygulamanın çalışma ortamının da aktüatör seçimi üzerinde etkisi vardır. Temiz oda ortamında kurşun vidalı aktüatörlerden kaçının. Metal-plastiğin teması, temiz oda derecesini tehlikeye atacak partiküller üretir.

Tersine, aşırı kirli ortamlar aktüatörlere zarar verebilir. Çubuk tipi aktüatörlerde vida, mahfazanın içine kapatılmıştır. Sonuç olarak çubuk tarzı aktüatörler, kirlenme ve sıvı bulunan ortamlarda oldukça güvenlidir. Milsiz aktüatörlerde yük, vidaya bağlanması gereken bir taşıyıcı üzerinde yer alır ve bu da aktüatörü kirlenmeye maruz bırakabilir.

Sonuç olarak, temel teknoloji ister vidalı aktüatör, ister doğrusal motor olsun, milsiz aktüatörler özel hükümlere ihtiyaç duyar. IP derecesine sahip bileşenleri arayın. Girişi azaltmak için yarığı aşağıya bakacak şekilde monte etmeyi düşünün. Yağlamanın zamanla yüzeylere zarar verecek parçacıkları yakalayıp tutabileceğini unutmayın.

Çevreyle ilgili dikkate alınması gereken bir diğer faktör, mevcut alan miktarıdır. Dünyadaki en iyi aktüatör, elinizdeki zarfa sığmadığı sürece işe yaramaz. Yeterli alan olduğundan emin olmak için aktüatörleri tasarım aşamasının başlarında belirtin. İhtiyacınız olan özellikleri kompakt bir form faktöründe sunabilecek tüm faktörlerden yararlanmak için satıcınızla yakın işbirliği içinde çalışın.

Bütçe

Fiyatlandırma hedeflerini akılda tutmak her zaman önemlidir. Lineer motorlar en pahalı motorlardır, bunu vidalı aktüatörler (planet vida, bilyalı vida ve kurşun vida) takip eder. Kayış tahrikleri en ekonomik olanlardır.

Mühendislik her zaman ödünleşimleri içerir. Yukarıdaki liste aktüatör seçiminde ilk kesittir. Herhangi bir uygulama için özel kısıtlamalar, örneğin bütçenin performanstan daha önemli olduğu veya görev döngüsünün hızdan daha önemli olduğu anlamına gelebilir. Bir aktüatörün belirlenmesi sürecini tasarım aşamasında mümkün olduğunca erken başlatın. Standart bileşenlerle çalışmayı deneyin. Bunlardan hiçbiri ihtiyaçlarınızı karşılamıyorsa, satıcınızla işi halledecek özel bir ürün geliştirme konusunda konuşun.