Mechanický aktuátor: Konstrukce, práce a jeho aplikace

V elektrických strojích je aktuátor nezbytnou součástí používanou k pohybu a ovládání systému nebo zařízení. Akční člen využívá zdroj energie a také ovládací zařízení. Obecně je řídicím zařízením ventil. Jakmile řídicí zařízení dostane řídicí signál, aktuátor okamžitě zareaguje jednoduchým přepnutím zdroje energie na mechanický pohyb. K dispozici jsou různé typy pohonů, jako jsou měkké, hydraulické, pneumatické, elektrické, tepelné/magnetické a mechanické pohony. Tento článek tedy pojednává o jednom z typů pohonů mechanické pohony – práce s aplikacemi.

Co je to mechanický pohon?

Mechanický pohon je zařízení, které využívá zdroj energie k dosažení fyzického pohybu. Tyto aktuátory jsou důležité a dostupné téměř na každém automatizovaném stroji. Zdroje energie používané v těchto pohonech jsou; elektrický proud, pneumatické a hydraulické, které se ovládají ručně nebo se zapínají/vypínají prostřednictvím automatizovaného systému. Funkcí mechanického pohonu je změnit pohyb z rotačního na lineární pomocí převodu s jinou rychlostí. Mechanické pohony jsou kategorizovány jako vodicí šrouby, kuličkové šrouby, hřebenové a pastorkové pohony, poháněné řemenem atd. Schéma mechanického pohonu je uvedeno níže.

Princip činnosti mechanického pohonu

Principem činnosti mechanického pohonu je provádět pohyb změnou rotačního pohybu na lineární pohyb. Provoz mechanického pohonu tedy závisí hlavně na kombinacích konstrukčních součástí, jako jsou kolejnice a ozubená kola nebo řetězy a kladky.

Konstrukce mechanického pohonu

Mechanický pohon je navržen s použitím různých součástí, ale nejvíce aktivujícími součástmi jsou motor, převodovka, sestava šroubů a prodlužovací trubice. Tyto akční členy normálně fungují změnou pohybu z rotačního na lineární.

Motor

Motor použitý v tomto pohonu je stejnosměrný motor, kde se vyrábí veškerá energie pohonu.

Řazení

Převodovka je navržena z plastu nebo oceli, která se používá ke změně vztahu mezi rychlostí hnacího mechanismu a rychlostí hnaných částí. Převodovka je jednoduše připojena ke zdroji energie, jako je motor.

Šroub

Tento pohon pracuje na šroubu. Takže otáčením matice pohonu se hřídel šroubu bude pohybovat v rámci jedné linie.

Prodlužovací trubice

Prodlužovací trubice se také nazývá vnitřní trubka, která je obecně vyrobena z nerezové oceli nebo hliníku. Tato trubka je připojena k hnací matici se závitem a vysouvá se a zasouvá, jakmile se matice otáčí podél rotačního vřetena.

Jakmile je motor v pohonu napájen, otáčí ozubením. Takže toto ozubení jednoduše násobí točivý moment a snižuje otáčky motoru. Ozubená kola otáčejí šroubem a matice na šroubu se jednoduše připojí k prodlužovací trubce a posune se dovnitř nebo ven podle směru otáčení šroubu.

Několik aktuátorů má zalomenou pružinu, která udrží zátěž, když motor nepracuje. Tato pružinová pružina udrží náklad v libovolném směru tlačením nebo tahem bez napájení. Šrouby používané v různých pohonech jsou vodicí šrouby nebo kuličkové šrouby.

Typy mechanických pohonů

Na trhu jsou k dispozici tři typy mechanických pohonů, pneumatické nebo tlakové, hydraulické nebo kapalinové a elektrické.

Pneumatické pohony

Pneumatický pohon využívá stlačený plyn nebo stlačený vzduch k vytvoření řízeného pohybu. Tyto pohony jsou všestranné a lze je upravit pro použití v jakémkoli projektu. Hlavní výhodou tohoto pohonu je; jeho použití je velmi jednoduché a je bezpečnou alternativou k hydraulickým i elektrickým pohonům, protože k provozu nepotřebují elektřinu ani zapalování. Hlavní nevýhodou tohoto pohonu je, že kompresor by měl běžet nepřetržitě, aby udržoval pracovní tlak, ať je zařízení používáno nebo ne.

Hydraulický pohon

Hydraulický mechanický pohon využívá tlak kapaliny k provedení mechanického pohybu. Tyto pohony se tedy používají hlavně tam, kde je pro fungování systému nebo stroje vyžadováno značné množství energie. Ty jsou běžně dostupné v těžkých strojích, kde je hydraulická síla jednoduše řízena množstvím kapaliny ve válci. Když se tekutina zvýší, vytvoří se tlak a tlak se sníží prostřednictvím klesající tekutiny. I když jsou tyto pohony velmi užitečné, jakmile je vyžadována vysoce výkonná energie, jsou v přírodě nestálé a vyžadují extrémně vyškolené mechaniky k provozu a údržbě. Chcete-li vědět více o Hydraulický pohon .

Elektrický pohon

Elektrický pohon se používá ke změně energie z elektrické na mechanickou ze zdroje elektrické energie. Elektrický pohon se používá pro ovládání ventilů, výrobu potravin a nápojů, manipulaci s materiálem a řezací zařízení. Obecně se ve srovnání s hydraulickým pohonem velmi snadno udržují a poskytují vysoký rozsah přesnosti. Chcete-li se dozvědět více, přejděte na tento odkaz Elektrický pohon .

Hlavní nevýhody těchto pohonů jsou; nejsou vhodné pro všechna prostředí a vyžadují kontrolu tendence k přehřívání. Tyto pohony nemají spolehlivou polohu, pokud dojde ke ztrátě výkonu, a mají vyšší průměrnou poruchovost ve srovnání s pneumatickým pohonem.

Vlastnosti

Vlastnosti pneumatických a elektrických pohonů jsou uvedeny níže.

Výhody a nevýhody

Mezi výhody mechanických pohonů patří následující.

• Tyto aktuátory se velmi snadno používají.
• Úroveň přesnosti je vysoká.
• Tyto jsou nákladově efektivní.
• Tyto jsou všestranné a přizpůsobitelné.
• Tyto jsou velmi bezpečné.
• Jeho výkon je dlouhodobý.
• Rozšířená spolehlivost
• Snadné nastavení a instalace
• Ovládání pohybu je přesnější.
• Méně hluku.
• Menší údržba.
• Spotřeba energie je menší.
• Žádné netěsnosti a kompletní řada velikostí, možností a konfigurací.

The nevýhody mechanických pohonů zahrnují následující.

• Ve srovnání s pneumatickým je elektrický pohon méně efektivní z hlediska nákladů.
• Těžké pracovní prostředí
• Pokud dojde ke ztrátě napájení, neexistuje žádná bezpečná poloha.
• V pneumatickém pohonu by měl kompresor běžet neustále
• Hydraulické pohony mají nestabilní povahu.
• Hydraulické pohony potřebují extrémně vyškolené mechaniky.
• Ty jsou velmi citlivé na vibrace

Aplikace

Aplikace mechanických pohonů zahrnují následující.

• Mechanické pohony slouží ke změně rotačního pohybu na lineární pohyb.
• Ty jsou použitelné tam, kde jsou vyžadovány lineární pohyby, jako je elevace, posun a lineární polohování.
• Tento pohon jednoduše funguje tak, že mění jeden druh pohybu na jiný pomocí kladek, ozubených kol, řetězů atd.
• Tyto akční členy mění elektrický i/p signál na mechanickou budicí sílu. Ty se používají v kombinaci se samostatným zářičem v reproduktorech s distribuovaným režimem a aplikacích aktivního ovládání pro potlačení vibrací a hluku.
• Tato zařízení jednoduše poskytují omezené a kontrolované pohyby, které jsou ovládány ručně, elektricky nebo s různými kapalinami, jako je hydraulika, vzduch atd.

Toto je tedy přehled mechaniky akční člen – funkční s aplikacemi. U tohoto aktuátoru se vnitřní mechanismy, které se používají pro přeměnu výkonu i/p na pohyb, liší hlavně podle zamýšleného směru výstupu a konkrétního použitého zdroje energie. Směr pohybu o/p je buď rotační nebo lineární. Obecně jsou tyto pohony velmi výkonné ve srovnání s elektromagnetickými typy, které se používají v aplikacích s vysokým točivým momentem. Zde je pro vás otázka, co je aktuátor?