Mühendislerin ve tasarımcıların lineer aktüatörleri seçmeden önce sorması gereken birkaç soruyu burada bulabilirsiniz.

Belirli bir cihaz veya makine için doğrusal aktüatör seçmeye hazırlanan tasarımcıların, bu cihazların tedarikçilerine ve üreticilerine sormaya hazır bir soru listesi olmalıdır. Bu listeler genellikle SSS (sıkça sorulan sorular) içerir ve aktüatör satan firmaların çoğu bunlara göre hazırlanır. Ancak bu tedarikçiler çoğu durumda potansiyel alıcıların başka, belki de daha araştırıcı ve açıklayıcı sorular sormasını bekler: sözde seyrek sorulan sorular (iFAQ'lar).

Mühendislerin lineer aktüatörleri belirlemeyi düşünürken sorması gereken birkaç soruyu burada bulabilirsiniz.

S. Uzun bir süre boyunca hıza ve doğruluğa ihtiyacım var. Ne tür aktüatör kullanmalıyım?

C. Bu sorulması akıllıca bir soru. Birçok tasarım mühendisi, geleneksel motorların ve aktüatörlerin uzun yolculuklarda ne kadar hassas olduğunu abartıyor. Yanlışlıkla, eğer aktüatör kısa çalışmalarda iyi çalışıyorsa, uzun çalışmalarda da aynı derecede iyi çalışacağına inanıyorlar. Pek çok lineer sistem türü, mühendislerin genellikle istediği üç gereksinimden ikisini (uzun seyahat uzunlukları, yüksek hız ve yüksek konumlandırma doğruluğu) karşılasa da, lineer motor aktüatörleri bu üç gereksinimi de ödün vermeden sağlayan tek sistemdir. Genellikle yarı iletken imalatında, tüketici elektroniği denetiminde, tıp ve yaşam bilimleri uygulamalarında, takım tezgahlarında, baskıda ve paketleme uygulamalarında kullanılırlar.

Biraz arka plan sağlamak için doğrusal motorları tanımlayalım. Esas olarak doğrusal motor, açılmış ve düz bir şekilde yerleştirilmiş bir döner motordur. Motorun doğrudan doğrusal yüke bağlanmasını sağlar. Buna karşılık, diğer tasarımlarda döner bir motor kullanılır ve onu mekanik aracılığıyla birleştirir; bu da boşluk, verimlilik kayıpları ve diğer yanlışlıklara neden olabilir. Lineer motorlar ayrıca aynı hareket uzunluğundaki vidalı millere kıyasla daha yüksek maksimum hızlara sahip olma eğilimindedir.

Günümüzde üç ana tip lineer motor kullanılmaktadır. Bunlardan ilki, demirli malzemelerden yapılmış ve laminatla sarılmış dişlerin etrafına sarılan bobinlere sahip olan demir çekirdektir. Bu motorlar boyut başına en yüksek kuvvete ve iyi ısı transferine sahiptir ve genellikle en ucuz olanlardır. Bununla birlikte, motordaki demir, artan vuruntuya (motorun mıknatısları arasındaki etkileşimlerden kaynaklanan tork) yol açar, bu nedenle bunlar genellikle ikinci tip demirsiz doğrusal motorlardan biraz daha az hassastır.

Adından da anlaşılacağı üzere demirsiz lineer motorların içerisinde demir bulunmamaktadır. Zorlayıcı esas olarak içine sıkıca sarılmış bakır bobinlerin yerleştirildiği bir epoksi plakadır. Birbirine bakan iki sıra mıknatıs arasında kayar. (Bu aynı zamanda U-kanallı manyetik yol olarak da bilinir.) Mıknatısların bir tarafındaki aralayıcı çubuk onları birbirine bağlar. Demirsiz motorların temel avantajları daha düşük çekim kuvvetleri ve vuruntu olmamasıdır. Bu onları demir çekirdekli motorlardan daha hassas kılar. Ancak iki sıra mıknatıs, demirsiz üniteleri demir çekirdekli versiyonlara göre daha pahalı hale getirir. Isı transferini yönetmek de zor olabilir; bu nedenle, belirli bir uygulamanın aşırı ısınma riski taşıyıp taşımayacağını erkenden anlamak önemlidir. En yeni demirsiz motorlar, ısı dağıtımı için daha fazla yüzey teması sağlayan üst üste binen bobinlere sahiptir. Bu tasarım aynı zamanda motorun daha yüksek kuvvet yoğunluğuna sahip olmasını sağlar.

Üçüncü ve son tip, temel olarak ilk iki tipin hibritleri olan slotsuz lineer motorlardır. Yuvasız bir motorda demir çekirdek gibi tek sıra mıknatıs bulunur ve bu da fiyatının daha düşük tutulmasına yardımcı olur. Lamine arka demir, iyi ısı transferinin yanı sıra, demir çekirdekli motorlara göre daha düşük çekim kuvvetleri ve vuruntu sağlar. Slotsuz motorlar, daha düşük fiyatlarının yanı sıra demirsizlere göre daha düşük yükseklik profili avantajı da sunuyor. Makinelerindeki bileşenleri mümkün olduğu kadar küçük tutmaya öncelik veren tasarımcılar için, kazanılan her milimetrelik alan çok önemli olabilir.

S. Belirli bir aktüatörün belirli bir ortamda kullanıma uygun olup olmadığını nasıl bilebilirim?

C. Tasarım mühendisleri sıklıkla aktüatörleri ayrı ayrı seçerler ve bunların nerede kullanılacağını düşünmezler. Doğrusal aktüatörler, yalnızca tasarlandıkları ve üretildikleri ortamlarda düzgün şekilde çalışan kritik hareketli parçalara sahiptir. Uygun olmayan bir doğrusal aktüatörün kullanılması, hatalı çalışmadan aktüatörün kendisinde onarılamaz hasara kadar değişen sorunlara neden olabilir. Parçacıkları ve hurdaları fırlatan bir kesici alet gibi "kirli" uygulamalar için, aktüatörün kirletici maddelerden korunması için sızdırmazlık ve koruma gerektirmesi gerekecektir.

Diğer taraftan bakıldığında, uygun korumaya sahip olmayan bir aktüatör, temiz bir çevreye kirlenmeye yol açarak uygulamayı olumsuz etkileyebilir. Normal aşınma ve yıpranma, doğrusal aşamaların zamanla parçacık üretmesine neden olur. Temiz odalar veya vakum ortamları genellikle herhangi bir parçacık salmayan ekipmanların kullanılmasıyla sınırlıdır; bu nedenle, bu ortamlarda kullanılan aktüatörlerin, parçacıkların çevreye girmesini önlemek için contalar ve koruyucularla donatılmış olmaları kritik öneme sahiptir. Yarı iletken işlemede olduğu gibi doğrusal hareket sağlayan bazı mekanik cihazlar, bir seferde yalnızca mikronları hareket ettirir; dolayısıyla en az miktardaki kirlilik bile uygulamayı tehlikeye atabilir ve bozabilir.

Contalar ve koruyucular, kritik bileşenleri zorlu ortamlara maruz kalmaktan koruyarak doğrusal aktüatörlerin tasarlandıkları şekilde çalışmasına olanak tanır. Temiz ortamlar için contalar ve koruyucular, uygulama ortamını aktüatörün kendisi tarafından değil, aktüatör tarafından oluşturulan olası kirleticilerden korur. Contalara ve korumalara ek olarak, özel doğrusal aktüatörler, ünite içindeki kirleticileri temizleyen ve performansı ve yaşam döngüsünü maksimumda tutan pozitif basınç portlarıyla tasarlanabilir.

Lineer aktüatörler seçilirken çeşitli çevresel faktörlerin dikkate alınması gerekir. Bunlar arasında ortam sıcaklıkları, nemin varlığı, kimyasallara ve gazlara (oda havası dışında) maruz kalma, radyasyon, hava basıncı seviyesi (vakumda gerçekleştirilen uygulamalar için), temizlik ve yakındaki ekipmanlar yer alır. Örneğin yakınlarda lineer sahnenin performansını etkileyecek titreşimleri aktarabilecek bir ekipman var mı?

Doğrusal aşamanın genellikle spesifikasyonlarında belirtilen Giriş Koruması (IP) derecesi, belirli ortamlara karşı uygun korumaya sahip olup olmadığını gösterir. IP derecelendirmeleri, bir mahfazanın contalarının yabancı cisimlerin (toz ve kir) ve çeşitli nem seviyelerinin girmesine karşı etkililiğinin tanımlanmış seviyeleridir.

Muhafaza derecelendirmeleri “IP-” ve ardından iki rakam şeklindedir. İlk rakam hareketli parçalardan ve yabancı cisimlerden korunma derecesini gösterir. İkinci rakam, farklı seviyelerde neme maruz kalmaya karşı koruma seviyesini tanımlar (damlamalardan spreylere ve tamamen suya batmaya kadar).

Seçim sürecinin başlarında bir aktüatörün IP derecesini kontrol etmeye zaman ayırmak, çevreye uygun olmayan üniteleri ortadan kaldırmanın hızlı ve kolay bir yolunu sunar. Örneğin, IP30 derecesine sahip bir aktüatör neme karşı koruma sağlamaz ancak parmak boyutundaki nesneleri dışarıda tutar. Neme karşı koruma gerekliyse toz ve su sıçramasına karşı koruma sağlayan IP54 gibi daha yüksek derecelendirmeye sahip bir aktüatör arayın. Ancak izinsiz giriş veya nem koruması olmayan aktüatörler, kirletici maddelerin sorun teşkil etmediği ortamlar için ekonomik alternatifler sunabilir.