Actuator mecanic: proiectare, lucru și aplicațiile sale

În mașinile electrice, un actuator este o componentă esențială folosită pentru a muta și controla un sistem sau dispozitiv. Un actuator folosește o sursă de energie și, de asemenea, un dispozitiv de control. În general, dispozitivul de control este o supapă. Odată ce un dispozitiv de control primește un semnal de control, atunci un actuator reacționează imediat prin simpla schimbare a sursei de energie în mișcare mecanică. Există diferite tipuri de actuatoare disponibile, cum ar fi actuatoare moi, hidraulice, pneumatice, electrice, termice/magnetice și mecanice. Deci, acest articol discută unul dintre tipurile de actuatoare și anume actuatoare mecanice – lucrul cu aplicații.

Ce este un actuator mecanic?

Actuatorul mecanic este un dispozitiv care folosește o sursă de energie pentru a obține mișcarea fizică. Aceste actuatoare sunt importante și disponibile aproape pe fiecare mașină automată. Sursele de energie utilizate în aceste actuatoare sunt; curent electric, pneumatic și hidraulic care sunt acționate manual sau pornite/oprite printr-un sistem automat. Funcția actuatorului mecanic este de a schimba mișcarea de la rotativ la liniar cu ajutorul angrenajului la o viteză diferită. Actuatoarele mecanice sunt clasificate ca șuruburi cu plumb, șuruburi cu bile, cremalieră și pinion, curea de antrenare etc. Diagrama actuatorului mecanic este prezentată mai jos.

Principiul de funcționare al actuatorului mecanic

Principiul de funcționare al unui actuator mecanic este de a efectua mișcarea prin schimbarea mișcării de rotație în mișcare liniară. Deci, funcționarea actuatorului mecanic depinde în principal de combinațiile de componente structurale, cum ar fi șine și roți dințate, sau lanțuri și scripete.

Proiectare actuator mecanic

Actuatorul mecanic este proiectat folosind diverse componente, dar cele mai active componente sunt motorul, angrenajul, ansamblul șurubului și tubul de prelungire. Aceste actuatoare funcționează în mod normal prin schimbarea mișcării de la rotativ la liniar.

Motor

Motorul utilizat în acest actuator este un motor de curent continuu în care este produsă toată puterea actuatorului.

Angrenaj

Un angrenaj este proiectat cu plastic sau oțel, care este folosit pentru a schimba relația dintre viteza mecanismului de antrenare și viteza pieselor antrenate. Angrenajul este conectat pur și simplu la o sursă de alimentare precum motorul.

Şurub

Acest actuator funcționează pe șurub. Deci, rotind piulița unui actuator, arborele șurubului se va deplasa într-o linie.

Tub de prelungire

Tubul de prelungire mai este numit și tub interior care este în general realizat din oțel inoxidabil sau aluminiu. Acest tub este conectat la piulița de antrenare filetată și se extinde și se retrage odată ce piulița se rotește de-a lungul axului rotativ.

Odată ce motorul din actuator este alimentat, atunci acesta rotește angrenajul. Deci, acest angrenaj pur și simplu multiplică cuplul și scade viteza motorului. Roțile dințate rotesc un șurub, iar piulița de pe șurub este pur și simplu conectată la tubul de prelungire și este mutată înăuntru sau în afara în funcție de direcția șurubului este rotită.

Există o întrerupere a arcului înfășurat în mai multe actuatoare care vor menține sarcina odată ce motorul nu funcționează. Această rupere a arcului de înfășurare va menține sarcina în orice direcție prin împingere sau trage fără putere. Șuruburile utilizate în diferite actuatoare sunt șuruburi cu plumb sau șuruburi cu bile.

Tipuri de actuatoare mecanice

Există trei tipuri de actuatoare mecanice disponibile pe piață, pneumatice sau de presiune, hidraulice sau fluide și actuatoare electrice.

Actuatoare pneumatice

Un actuator pneumatic folosește gaz sub presiune sau aer comprimat pentru a forma o mișcare controlată. Aceste actuatoare sunt versatile și pot fi modificate pentru a fi utilizate în orice proiect. Principalul avantaj al acestui actuator este; este foarte simplu de utilizat și este o alternativă sigură atât la actuatoarele hidraulice, cât și la cele electrice, deoarece nu au nevoie de electricitate sau aprindere pentru a funcționa. Principalul dezavantaj al acestui actuator este că un compresor trebuie să funcționeze continuu pentru a menține presiunea de lucru indiferent dacă dispozitivul este utilizat sau nu.

Actuator hidraulic

Un actuator mecanic hidraulic folosește presiunea lichidului pentru a face o mișcare mecanică. Deci, aceste actuatoare sunt utilizate în principal ori de câte ori este necesară o cantitate semnificativă de putere pentru ca un sistem sau o mașină să funcționeze. Acestea sunt disponibile în mod obișnuit în mașinile grele în care puterea hidraulică este pur și simplu controlată prin cantitatea de lichid din interiorul unui cilindru. Când fluidul este crescut, se creează presiune și presiunea este scăzută prin scăderea fluidului. Chiar dacă aceste dispozitive de acționare sunt foarte utile odată ce este necesară o energie de mare putere, ele sunt volatile în natură și au nevoie de mecanici extrem de instruiți pentru a opera și a întreține. Pentru a afla mai multe despre Actuator hidraulic .

Actuator electric

Un actuator electric este utilizat pentru a schimba energia de la electric la mecanic de la o sursă de energie electrică. Un actuator electric este utilizat pentru funcționarea supapelor, fabricarea alimentelor și a băuturilor, manipularea materialelor și echipamentele de tăiere. În general, acestea sunt foarte ușor de întreținut în comparație cu actuatorul hidraulic și oferă o gamă mare de precizie. Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre Actuator electric .

Principalele dezavantaje ale acestor actuatoare sunt; nu sunt potrivite pentru toate mediile și necesită control pentru tendințele de supraîncălzire. Aceste actuatoare nu au o poziție sigură dacă există o pierdere de putere și au o rată medie de defecțiune care este mai mare în comparație cu actuatorul pneumatic.

Proprietăți

Proprietățile actuatoarelor pneumatice și electrice sunt enumerate mai jos.

Avantaje și dezavantaje

Avantajele actuatoarelor mecanice includ următoarele.

• Aceste actuatoare sunt foarte ușor de utilizat.
• Nivelul de precizie este ridicat.
• Acestea sunt rentabile.
• Acestea sunt versatile și personalizabile.
• Acestea sunt foarte sigure.
• Performanța sa este de lungă durată.
• Fiabilitate extinsă
• Configurare și instalare ușoară
• Controlul mișcării este mai precis.
• Mai puțin zgomot.
• Mai puțină întreținere.
• Consumul de energie este mai mic.
• Fără scurgeri și o gamă completă de dimensiuni, opțiuni și configurații.

The dezavantajele actuatoarelor mecanice includ următoarele.

• În comparație cu pneumatic, actuatorul electric este mai puțin rentabil.
• Mediu de lucru sever
• Dacă alimentarea este pierdută, atunci nu există o poziție de siguranță.
• Într-un actuator pneumatic, compresorul ar trebui să funcționeze constant
• Actuatoarele hidraulice au un caracter instabil.
• Actuatoarele hidraulice au nevoie de mecanici extrem de instruiți.
• Acestea sunt foarte sensibile la vibrații

Aplicații

Aplicațiile actuatoarelor mecanice includ următoarele.

• Actuatoarele mecanice sunt folosite pentru a schimba mișcarea de rotație în mișcarea liniară.
• Acestea sunt aplicabile acolo unde sunt necesare mișcări liniare, cum ar fi elevația, translația și poziționarea liniară.
• Acest actuator funcționează pur și simplu prin schimbarea unui tip de mișcare în altul folosind scripete, roți dințate, lanțuri etc.
• Aceste actuatoare schimbă semnalul electric i/p într-o forță de excitație mecanică. Acestea sunt utilizate în combinație cu un radiator separat în difuzoarele în modul distribuit și aplicațiile de control activ pentru anularea vibrațiilor și a zgomotului.
• Aceste dispozitive pur și simplu oferă mișcări limitate și controlate care sunt funcționate manual, electric sau cu diferite fluide precum hidraulice, aer etc.

Astfel, aceasta este o prezentare generală a unui mecanic actuator – funcționează cu aplicatii. În acest actuator, mecanismele interioare care sunt utilizate pentru conversia puterii i/p într-o mișcare diferă în principal în funcție de direcția de ieșire dorită și de sursa de energie particulară utilizată. Direcția mișcării o/p este fie rotativă, fie liniară. În general, aceste dispozitive de acționare sunt foarte puternice în comparație cu tipurile electromagnetice utilizate în aplicații cu cuplu ridicat. Iată o întrebare pentru tine, ce este un actuator?