Geçmişte mekanik otomasyon sistemlerinin karşılaştığı zorluk, elektrik veya mekanik motorlardan gelen dönme hareketinin faydalı doğrusal hareket biçimlerine başarıyla dönüştürülmesiydi. Bu bağlamda bir atılım olan konveyör bant sistemi, üretim ortamında kullanım için döner hareketi doğrusal harekete dönüştürmenin ilk yararlı uygulamalarından birini temsil ediyordu. Bu sistemler, çok çeşitli ham maddeleri ve iş parçalarını daha önce kaba mekanik kuvvetlerin kullanımıyla gerçekleştirilebilenden çok daha verimli bir şekilde taşıyabilmektedir ve üretim ortamlarında son derece faydalıdır.

Bugün, dönme hareketi dönüşümü alanında yapılan önemli mühendislik çalışmaları, geniş bir yelpazedeki gelişmiş otomasyon uygulamaları için yararlı olan çeşitli sınıflarda doğrusal mekanik aktüatörler ortaya çıkarmıştır. Buradaki zorluk, ister basit bir üretim ortamında ham maddenin hareketi olsun, ister takımları hassas konumlara taşımak için tasarlanmış daha gelişmiş hareket sistemlerinin yapımı olsun, arzu edilen işlevsellik için uygun bir aktüatörün seçilmesidir.

Uygun doğrusal mekanik aktüatörü seçmek için istenen yük kapasitesi veya itme kuvveti ve gerekli strok mesafesi gibi bazı önemli hususların dikkate alınması gerekir. Bunlar birincil hususlar olmakla birlikte, bakım yükü gibi diğerleri de kesinlikle önemli bir rol oynamaktadır.

Yaygın olarak kullanılan iki mekanize lineer aktüatör türü, tahrik mekanizmalarına göre farklılık gösterir: kayış tahrikli ve bilyalı vida tahrikli aktüatörler. Her iki tür de benzer türdeki uygulamalarda kullanılır, ancak ikisi işlev bakımından önemli ölçüde farklılık gösterir. Her tip, bir aktüatör seçiminde dikkatle dikkate alınması gereken benzersiz güçlere ve önemli sınırlamalara sahiptir.

Kayış Tahrikli Aktüatörler

Kayış tahrikli aktüatör, konveyör bant sistemiyle aynı prensiplerle çalışır. Kayış tahriki, iki dairesel kasnak arasına bağlanan bir triger kayışı aracılığıyla dönme hareketini doğrusal harekete dönüştürür. Triger kayışı genellikle fiberle güçlendirilmiş elastomerden yapılır, ancak daha zorlu uygulamalar için başka birçok kayış malzemesi de mevcuttur. Kayış, torku verimli bir şekilde aktarmak ve kaymayı önlemek için rotor kasnaklarıyla arayüz oluşturan dişler içerir. Kayışlı tahrik, taşıyıcı üstte hareket ederken alüminyum bir gövde içine yerleştirilmiştir ve tahrik mili arayüzü tipik olarak aktüatörün yan tarafına dik olarak konumlandırılmıştır.

Vidalı Tahrikli Aktüatörler

Bilyalı vida tahrikli aktüatörün arkasındaki temel prensip, esasen kurşun vida tahrikli sisteme göre bir gelişmedir. Bilyalı vida tahrikli aktüatörlerde, saplama ile bilyalı vida arasındaki arayüzün esasen bir bilyalı yatak sistemi olması nedeniyle, bilyalı vidanın dönüşü bilyalı somunu/takılı taşıyıcıyı tahrik eder, burada somundaki sertleştirilmiş çelik bilyalar yuvarlanma yolu boyunca yuvarlanır damızlık. Kayış tahrikli aktüatöre benzer şekilde, bilyalı vida tahrikli aktüatörün tahrik bileşenleri, taşıyıcı üstte hareket ederken alüminyum bir gövde içine yerleştirilmiştir. Kayış tahrikli aktüatörlerin aksine, tahrik mili arayüzü, aktüatörün ucunun dışında, bilyalı vidayla aynı hizada yerleştirilmiştir.

Her birinin Güçlü Yönleri ve Sınırlamaları

Kayış tahrikli aktüatörler genellikle uzun hareket mesafeleri gerektiren uygulamalar için tercih edilir ve bu, benzer uzunluktaki bilyalı vida tahrikli aktüatörlere kıyasla daha uygun maliyetli bir şekilde elde edilebilir. Ek olarak, kayış tahrikli aktüatör genel olarak daha verimlidir, daha az kritik hareketli parçaya sahiptir, dolayısıyla daha az emek yoğun bakım gerektirir. Buna rağmen, torkun uygun şekilde aktarılmasını sağlamak için kayışın yeterli gerginliği kritik öneme sahiptir ve periyodik bakım dönemlerinde kayışın yeniden gerilmesi genellikle gereklidir.

Alternatif olarak bilyalı vida ünitesi, yuvarlanan bilyalı rulman sistemine çok benzemektedir ve dolayısıyla daha yüksek yükleri taşıyabilme ve daha yüksek bir itme kuvveti elde edebilme kapasitesine sahiptir. Bu nedenle bilyalı vida tahrikli aktüatörler, büyük, ağır yüklerin yüksek düzeyde hassasiyetle konumlandırılmasının gerekli olabileceği uygulamalarda idealdir. Özel aktüatör tasarımına bağlı olarak bilyalı vidanın periyodik olarak yağlanması gerekebilir.

İki aktüatör tipi arasındaki daha fazla karşılaştırma, basitliğine ve verimliliğine rağmen kayış tahrikli aktüatörün ek dezavantajlarını ortaya çıkarmaktadır. Daha yüksek yük/itme kuvveti talepleri için önemli ölçüde daha kalın kayışlar gerekir. Kayışlar aynı zamanda şok yüklere karşı da hassastır; ancak bu endişe, esneklikten ödün vererek güç katabilecek kayış malzemelerinin dikkatli seçimiyle bir dereceye kadar hafifletilebilir. Ek olarak, kayışın uzamaya karşı hassasiyeti nedeniyle, bilyalı vidalı aktüatörlerin konumlandırma doğruluğu, kayışla tahrik edilen aktüatörlerinkinden daha üstün olma eğilimindedir. Bu nedenle bilyalı vida tahrikli aktüatörler, uzun süreler boyunca yüksek derecede güvenilirlik ve tekrarlanabilirlik gerektiren uygulamalar için tercih edilir. Bilyalı vida tahrikli aktüatörler, yüksek hızlanma ve yüksek itme talepleri için tercih edilen seçimdir çünkü kayış tahrik kasnağı, bu tür tekrarlanan talepler altında rotorda kaymaya karşı hassastır.

Sonuç olarak, bilyalı vida tahrikli aktüatörler, yüksek yükleme ve/veya itme kuvvetlerinin yanı sıra son derece hassas konumlandırmanın gerekli olduğu uygulamalarda daha iyi bir seçimdir. Bununla birlikte, yüksek verimlilikleri ve basitlikleri nedeniyle kayış tahrikli aktüatörler, özellikle daha yüksek hızlara ihtiyaç duyulan düşük yüklü uygulamalar için daha iyi bir seçim olmaya devam ediyor. Kayış tahrikli aktüatörler aynı zamanda uzun stroklu uygulamalar için uygun maliyetli bir çözüm olabilir. Kayış tahrikli ve bilyalı vida tahrikli mekanik aktüatörler arasında seçim yapma görevi göz korkutucu görünse de. İlk bakışta her tasarımın güçlü ve zayıf yönleri, her benzersiz uygulama için net seçenekler sunar.