Geçmişte mekanik otomasyon sistemleri için zorluk, dönme hareketinin elektrik veya mekanik motorlardan yararlı doğrusal hareket formlarına başarılı bir şekilde dönüştürülmesi olmuştur. Bu bağlamda bir atılım olan konveyör bant sistemi, bir üretim ortamında kullanım için döner ila doğrusal hareket dönüşümünün ilk yararlı uygulamalarından birini temsil etti. Bu sistemler, daha önce kaba mekanik kuvvetlerin kullanımı ile gerçekleştirilebileceğinden çok daha verimli bir şekilde çok çeşitli hammadde ve iş parçalarını taşıyabilir ve üretim ortamlarında son derece yararlıdır.

Günümüzde, döner hareket dönüşümü alanında önemli mühendislik çalışmaları, çok çeşitli gelişmiş otomasyon uygulamaları için yararlı olan çeşitli lineer mekanik aktüatörler sınıfı vermiştir. Zorluk, ister sadece bir üretim ortamında hammaddenin hareketi veya takımları kesin konumlara taşımak için tasarlanmış daha gelişmiş hareket sistemlerinin inşası olsun, istenen işlevsellik için uygun bir aktüatör seçmektir.

Uygun doğrusal mekanik aktüatörü seçmek için, istenen yük kapasitesi veya itme kuvveti ve gerekli strok mesafesi gibi bazı önemli hususlar dikkate alınmalıdır. Bunlar birincil düşünceler olsa da, bakım yükü gibi diğerleri de kesinlikle önemli bir rol oynamaktadır.

Yaygın olarak kullanılan iki tür mekanize doğrusal aktüatör, sürücü mekanizmaları- kemer güdümlü ve bilyalı vidalı aktüatörler ile farklılaşır. Her iki tür de benzer uygulama türlerinde kullanılır, ancak ikisi işlev bakımından önemli ölçüde farklılık gösterir. Her tip, bir aktüatörün seçiminde dikkatle dikkate alınması gereken benzersiz güçlü yönlere ve önemli sınırlamalara sahiptir.

Kemer güdümlü aktüatörler

Kemer güdümlü aktüatör, konveyör bant sistemi ile aynı prensipler altında çalışır. Kemer tahriki, iki dairesel kasnak arasına bağlı bir zamanlama kayışı ile döner hareketi doğrusal harekete çevirir. Zamanlama kayışı genellikle fiber takviyeli bir elastomerden yapılır, ancak daha zorlu uygulamalar için diğer birçok kayış malzemesi mevcuttur. Kemer, torku verimli bir şekilde aktarmak ve kaymayı önlemek için rotor kasnaklarıyla arayüz alan dişler içerir. Taşıyıcı üstte binerken ve tahrik mili arayüzü tipik olarak aktüatörün yan tarafına yerleştirilirken, kayış tahriki bir alüminyum gövde içine yerleştirilir.

Top vidalı aktüatörler

Top vidalı aktüatörün arkasındaki temel prensip, esasen kurşun vidalı bir sistem üzerinde bir gelişmedir. Bilyalı vidalı aktüatörlerde, bilyalı vidanın dönüşü, saplama ve bilyalı vida arasındaki arayüzün esasen saplamanın yarış yolu boyunca sertleştirilmiş çelik bilyaların olduğu bir bilyalı taşıma sistemi olması nedeniyle bilyalı somunu/monte edilmiş taşıyıcıyı tahrik eder. Kemer güdümlü aktüatöre benzer şekilde, bilyalı vidalı aktüatörün tahrik bileşenleri alüminyum gövdeye yerleştirilirken, taşıma üstte hareket eder. Kemer güdümlü aktüatörlerin aksine, tahrik mili arayüzü, aktüatörün ucundan, bilyalı vida ile aynı hizada bulunur.

Her birinin güçlü yönleri ve sınırlamaları

Kemer güdümlü aktüatörler, genellikle benzer uzunlukta bilyalı vida tahrikli aktüatör ile gerçekleştirilebileceğinden daha uygun maliyetli bir şekilde elde edilebilen uzun seyahat mesafeleri gerektiren uygulamalar için tercih edilir. Ek olarak, kemer güdümlü aktüatör genellikle daha verimlidir, daha az kritik hareketli parçalara sahiptir, böylece daha az emek yoğun bakım sağlar. Buna rağmen, torkun doğru aktarılmasını sağlamak için kayışın yeterli gerilimi kritiktir ve kayışın periyodik bakım periyotlarında yeniden gerilmesi genellikle gereklidir.

Alternatif olarak, bilyalı vida ünitesi bir yuvarlanma bilyalı taşıma sistemine benziyor ve bu nedenle daha yüksek yükler taşıyabilir ve daha yüksek bir itme kuvveti elde edebilir. Bu nedenle, bilyalı vidalı aktüatörler, yüksek düzeyde hassasiyet için büyük, ağır yüklerin konumlandırılmasının gerekli olabileceği uygulamalarda idealdir. Spesifik aktüatör tasarımına bağlı olarak bilyalı vidanın periyodik yağlanması gerekebilir.

İki aktüatör türü arasındaki daha fazla karşılaştırma, basitliğine ve verimliliğine rağmen, kayış güdümlü aktüatöre ek dezavantajlar ortaya koymaktadır. Daha yüksek yük/itme talepleri için önemli ölçüde daha kalın kayışlar gereklidir. Kemerler de şok yüklerine duyarlıdır, ancak bu endişe, esneklik pahasına güç katabilen dikkatli kayış malzemelerinin seçilmesi ile belirli bir dereceye kadar azaltılabilir. Ek olarak, kayışın uzamaya karşı kırılganlığı nedeniyle, bilyalı vidalı aktüatörlerin konumlandırma doğruluğu, kayış odaklı aktüatörlerden daha üstün olma eğilimindedir. Bu nedenle, uzun zaman dilimlerinde yüksek derecede güvenilirlik ve tekrarlanabilirlik gerektiren uygulamalar için bilyalı vidalı aktüatörler tercih edilir. Kemer tahrik kasnağı, bu tür tekrarlanan talepler altında rotorda kaymaya karşı savunmasız olduğundan, bilyalı vidalı aktüatörler yüksek hızlanma ve yüksek itme talepleri için tercih edilen seçimdir.

Sonuç olarak, bilyalı vidalı aktüatörler, yüksek yükleme ve/veya itme kuvvetlerinin gerekli olduğu uygulamalarda, son derece doğru konumlandırma ile birlikte daha iyi seçimdir. Bununla birlikte, yüksek verimlilik ve basitlikleri nedeniyle, kayış odaklı aktüatörler, özellikle daha yüksek hızlara ihtiyaç duyulduğu yerlerde, daha düşük yüklere sahip uygulamalar için daha iyi bir seçim olmaya devam etmektedir. Kemer güdümlü aktüatörler de uzun strok uygulamaları için uygun maliyetli bir çözüm olabilir. Her ne kadar kayış güdümlü ve bilyalı vidalı mekanik aktüatörler arasında seçim yapma görevi göz korkutucu görünebilir. İlk bakışta, her tasarımın güçlü ve zayıf yönleri her benzersiz uygulama için net seçenekler sunar.