Doğrusal aktüatörler söz konusu olduğunda, hız, hassasiyet ve boyutları nedeniyle elektromekanik cihazlar pnömatik olanlara göre tercih edilen seçenek haline geliyor.

Son yıllarda, fabrika ve şirket yöneticilerinin fabrika otomasyon ekipmanlarında daha fazla elektrikli çubuk tipi aktüatör ve daha az pnömatik aktüatör kullanma talepleri daha da yükseldi. Bu dönüşümü yönlendiren birkaç faktör var, ancak en önemlileri şunlara yönelik artan ihtiyaçlardır:

• Daha yüksek hassasiyete sahip elektromekanik aktüatörlerle makine performansını artırın.
• Pnömatik aktüatörlerle aynı itişi sağlamak için yalnızca dörtte bir alan gerektiren elektromekanik aktüatörlerle ekipmanın boyutunu küçültün.
• Enerjiyi daha verimli kullanın, çünkü elektromekanik aktüatörler basıncı korumak için 7/24 çalışan hava kompresörlerine ihtiyaç duymaz.
• Elektromekanik aktüatörler daha az bileşen kullandığı, kompresör gerektirmediği ve hava kaçağı sorunu yaşamadığı için bakım ve toplam sahip olma maliyetini azaltır.

Pnömatik aktüatörleri elektromekanik tiplerle değiştirme kararı verildikten sonraki adım, birçok marka arasından doğru elektromekanik aktüatörleri seçmektir. Temel itme özellikleri benzer olsa da, yaşam döngüsü performansı, bakım kolaylığı ve çevresel dayanıklılık alanlarında önemli farklılıklar vardır.

Genel olarak, bilyalı vidanın çapı ne kadar büyükse, itme potansiyeli de o kadar büyük olur. Ancak, bunu başarmak için itme yatağının ve uzatma borusu, iç bilyalı somun, yatak yuvası ve silecek yuvası dahil tüm sabitleme noktalarının uygun şekilde birleştirilmesi gerekir. Aksi takdirde, itmedeki herhangi bir artış sistem ömrü pahasına olur. Yükünü kaldıramayacak kadar zayıf bir bileşen çok daha hızlı aşınır veya hatta hasar görür.

Her biri 16 mm'lik bir bilyalı vidayla donatılmış ve 750 N itme sağlayan iki aktüatörünüz olabilir ve örneğin biri 2.000 km'lik bir seyahat ömrüne sahipken diğeri 8.000 km'lik bir seyahat ömrüne sahip olabilir. Fark, bilyalı vidanın ve diğer bileşenlerin birbirine ne kadar iyi bağlandığıdır.

Ayrıca, maliyet ve ayak iziyle ilişkili daha büyük bilyalı vida çapları nedeniyle, bilyalı vidayı ve diğer bileşenleri düzgün bir şekilde birleştirmek her ikisini de azaltır. 3.200 N kuvvet uygulama gereksinimini karşılamak için, bir satıcı 20 mm çapında bir bilyalı vida kullanabilirken, düzgün bir şekilde birleştirilmiş bileşenlere sahip başka bir satıcı aynı itmeyi 12 mm çapında bir vida ile elde edebilir. Böylece, ikinci bilyalı vida performanstan ödün vermeden küçültülebilir.

Bilyalı vidaların diğer bileşenlerle düzgün bir şekilde birleştirilmesi, aktüatörün ömrünü önemli ölçüde etkiler ve taşıyıcı tasarımıyla birleştirildiğinde, bu iki faktör hassasiyet ve yük kapasitesi üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Aktüatör tasarımının bir diğer amacı da radyal ve yanal serbest boşluğu azaltmaktır. Bunu etkileyen faktörler taşıyıcı gövdesinin çapı, temas yüzey alanı ve destek ayaklarının kullanımıdır. Örneğin daha büyük bir taşıyıcı gövdesi, yan yük durumlarında yüzey temas alanını en üst düzeye çıkararak daha büyük harici radyal yükleri destekler. Elektrikli aktüatörleri yan yükleme yeteneği, performansı, hassasiyeti ve kompaktlığı pnömatik veya hidrolik aktüatörlerle ulaşılamayacak bir seviyeye çıkarır.

Yüzey alanlarını maksimize etmek radyal ve yanal yük kapasitesini iyileştirse de, mutlaka dengeye yardımcı olmaz. Bu genellikle yükseltilmiş bacakların oluklu kanallara (yukarıdaki resimde üç tane) kilitlenmesiyle ele alınır. Bu destek bacakları titreşimleri azaltır, bu da gürültüye neden olabilir ve aşınmaya katkıda bulunabilir. Çoğu tasarım bir veya iki tane bu tür çıkıntı kullanır, böylece biraz boşluk giderilir, ancak sistem zamanla aşınmaya başladığında tıklama sesleri üretebilir. Bununla birlikte, iki yerine dört bacak kullanmak aşınmayı ve gürültüyü azaltarak daha etkili ve dayanıklı anti-dönme koruması sağlar. Ayrıca, ek bacaklar yapışmayan geri dönüş hareketi sağlayarak aşınmadan kaynaklanan boşluğu daha da azaltır.

Ek olarak, bu taşıyıcı bacakların dışa doğru kıvrılması, itme borusundaki boşluğu azaltan radyal ön yükleme oluşturur. Ayrıca taşıyıcı gövdesini ve bilyalı somunu ortalayarak taşıyıcıyı ekstrüzyona yerleştirme ihtiyacını ortadan kaldırır ve cihazın ömrü boyunca aşınmayı telafi eder. Her şeyin hizalı tutulması, aktüatörün tutarlı rölanti torku için kalibre edilmesi gereken zaman sayısını azaltır.

Aşınmayı ve gürültüyü azaltmak için yakın toleranslar kritik öneme sahiptir. Ancak hiç hava boşluğu yoksa, aktüatörler yüksek hızlarda çalıştığında basınç oluşur. Bu, aşırı ısınmaya neden olarak yağlama sorunlarına ve diğer dayanıklılık sorunlarına yol açar. Bunu ele almak için, taşıyıcı bacaklardaki erkek anahtar özelliklerden ikisini kalan ikisinden daha alçak yapın; Thomson'ın aktüatörlerinin çoğunda benimsediği yaklaşım budur. Bu, basıncın oluşmasını önlemek için yeterli boşluğu sağlar. Yukarıdaki görüntüde görüldüğü gibi, taşıyıcı bacaklarda ortogonal olarak konumlandırılmış erkek anahtar özelliklerden ikisi kalan ikisinden daha alçaktır.

Bakım kolaylığı

Bakım kolaylığı, yaşam döngüsü performansını etkiler ve üretkenlik avantajlarına katkıda bulunur. Elektromekanik aktüatörler yağlama ve motor kullanımında farklılık gösterir. Çoğu aktüatör, yağlama için parçaları %60 ila %70 oranında kısmen açığa çıkarmak üzere geri çekilir. Teknisyenler kapakları çıkarır, yağlamaya ihtiyaç duyan parçaları bulur, gres ekler ve bu işlemi tekrarlamaları gerekebilir.

Ancak daha iyi bir yaklaşım, tüpü tamamen uzatmak veya geri çekmek ve maksimum görünürlük için tüm bileşenleri ortaya çıkarmaktır. Bu, şirketlerin otomatik yağlama kullanmasını sağlar. Ayrıca, bir yağlama memesi kullanmak, kapağı çıkarma ihtiyacını ortadan kaldırarak bakımı daha da basitleştirir.

Motoru mekanik aktüatörle eşleştirmek için gereken süreyi ortadan kaldırırsanız bakım da hızlandırılabilir. Geleneksel olarak motoru paralel bir yapılandırmada monte etmek 20 ila 25 dakika sürer. Motor monte edildikten sonra, bir teknisyenin uygun kayış gerginliği ve hizalaması için çeşitli araçlar kullanması gerekir. Bu en az 12 adım gerektirir.

Ancak, aktüatör önceden monte edilmiş paralel bir çözümle gelirse, kayış montaj sırasında önceden gerdirilebilir ve bu da çok adımlı gerginlik ayarlamalarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır; motor cıvatalanabilir ve yalnızca üç adımda kullanılabilir. Sıralı montaj için, önceden monte edilmiş bir çözümün faydaları benzerdir, ancak o kadar çarpıcı değildir.

Ek olarak, straddle montajlı yatakların kullanılması yanlış hizalama riskini ortadan kaldırır. Ayrıca motor şaftını radyal yüklerden korur, bu da gürültüyü azaltır ve aktüatör ömrünü daha da uzatır.

Çevresel Direnç

Elektromekanik aktüatörler, zorlu koşullara, çevreye ve sık sık yüksek basınçlı yıkamalara dayanma yetenekleri bakımından farklılık gösterir. Bu, dış profile, malzeme seçimine ve sızdırmazlık yöntemlerine bağlıdır.

Pürüzsüz yüzeyli profiller, toz ve sıvı biriktirmedikleri için oluklu yüzeylerden daha temizdir. Bu nedenle, sık sık yıkama gerektiren zorlu ortamlar için daha uygundurlar. Ancak, şık bir dış yüzeye sahip olmanın bir dezavantajı olabilir. Sensör bağlantı parçaları gerektiren uygulamalarda kullanılırsa, sensörü bağlamak için ekstra bir plastik eklenti gerekebilir.

Çevresel dayanıklılık ayrıca uzatma tüpünün malzeme bileşimine de bağlıdır. Çoğu sistem krom çelik kullanır, ancak paslanmaz çelik zorlu ortamlar için çok daha iyi bir seçimdir.

Çevreye karşı direncin önemli bir göstergesi Giriş Koruması (IP) Kodu'dur. Örneğin 65'lik bir IP derecesi, cihazın toz geçirmez olduğu ve gıda ve içecek endüstrisindeki yıkama işlemlerinde görülebileceği gibi her yönden gelen düşük basınçlı su jetlerine karşı korunduğu anlamına gelir. Sadece birkaç elektrikli aktüatör bu dereceyi karşılar, ancak aşındırıcı ortamlarda kritik öneme sahiptir. 54'lük bir IP derecesi, sıçrayan suya karşı bir miktar koruma ve toza karşı %100'den az koruma sağlar, bu da onu bazı yıkama uygulamaları için kabul edilebilir hale getirir, ancak basınç söz konusuysa kabul edilemez. Doğrusal aktüatörler arasında yaygın olan 40'lık bir IP derecesi, toz veya sıvı koruması olmadığı anlamına gelir.

Daha yüksek IP derecelendirmeleri esas olarak daha iyi contalar kullanmaya bağlıdır. Örneğin Thomson, elektromekanik aktüatörlerindeki motor yuvaları dahil her bölmeyi kapatır. Tüm contalar da kapatılmalı ve montaj plakasında durmak yerine motora kadar uzanmalıdır.

Yeni Nesil Hareket Kontrolü

Daha yüksek üretkenlik, daha kısa değişim süreleri, artan güvenilirlik, daha fazla enerji tasarrufu ve daha düşük bakım ve işletme maliyetleri için pazar talepleri arttıkça, giderek daha fazla tasarımcı ve son kullanıcı pnömatik aktüatörler yerine elektromekanik aktüatörlere geçiyor. Karmaşık hareket kontrolü gerektiren makineler için elektromekanik aktüatörler pratikte tek alternatiftir. Ancak basit doğrusal hareket görevleri için bile, hareket kontrolü tasarımcıları ve kullanıcıları daha az ve/veya daha kolay bakım, artan enerji tasarrufu ve daha temiz çalışma nedeniyle elektrikli aktüasyona yöneliyor.

Farklı elektrikli aktüatör markalarını dikkatlice karşılaştırarak daha da büyük faydalar elde edilebilir. "Yük taşıma kapasitesi"ni her zaman iddia edilen sistem ömrü ve alan gereksinimleri bağlamında yorumlayın. Bu alanlarda gerçek takaslar vardır. Taşıyıcı tasarımı, hassasiyeti ve yanal ve döner yük taşıma kapasitelerini etkiler, bu nedenle taşıyıcının kanalda nasıl sabitlendiğine ve herhangi bir kılavuz mekanizmasının şekline ve boyutuna dikkat edin.

Daha iyi kavrama için kavislendirilebilen destek bacakları ve bacak tasarımları gibi geliştirilmiş mekanizmalar ve parçalar, doğruluğu ve aşınmayı iyileştirecektir. Ve uygun dış profil, malzeme seçimleri ve sızdırmazlık stratejisi, çevresel direnç için temel faktörlerdir. Daha pürüzsüz profiller, paslanmaz çelik malzemeler ve daha yüksek IP dereceleri en büyük korumayı sunma eğilimindedir.