Actuador mecànic: disseny, treball i les seves aplicacions

A les màquines elèctriques, un actuador és un component essencial que s'utilitza per moure i controlar un sistema o dispositiu. Un actuador utilitza una font d'energia i també un dispositiu de control. En general, el dispositiu de control és una vàlvula. Una vegada que un dispositiu de control rep un senyal de control, un actuador reacciona immediatament simplement canviant la font d'energia en moviment mecànic. Hi ha diferents tipus d'actuadors disponibles com actuadors suaus, hidràulics, pneumàtics, elèctrics, tèrmics/magnètics i mecànics. Així, aquest article tracta sobre un dels tipus d'actuadors actuadors mecànics - Treballar amb aplicacions.

Què és un actuador mecànic?

L'actuador mecànic és un dispositiu que utilitza una font d'energia per aconseguir moviment físic. Aquests actuadors són importants i estan disponibles gairebé a cada màquina automatitzada. Les fonts d'alimentació utilitzades en aquests actuadors són; corrent elèctric, pneumàtic i hidràulic que s'accionen manualment o s'encenen/apagan mitjançant un sistema automatitzat. La funció de l'actuador mecànic és canviar el moviment de rotatiu a lineal amb l'ajuda d'engranatges a una velocitat diferent. Els actuadors mecànics es classifiquen com a cargols de plom, cargols de boles, cremallera i pinyó, accionats per corretja, etc. El diagrama de l'actuador mecànic es mostra a continuació.

Principi de funcionament de l'actuador mecànic

El principi de funcionament d'un actuador mecànic és realitzar el moviment canviant el moviment rotatiu en moviment lineal. Per tant, el funcionament de l'actuador mecànic depèn principalment de les combinacions de components estructurals com rails i engranatges, o cadenes i politges.

Disseny d'actuadors mecànics

L'actuador mecànic està dissenyat utilitzant diversos components, però els components més actius són el motor, l'engranatge, el conjunt de cargols i el tub d'extensió. Aquests actuadors funcionen normalment canviant el moviment de rotatiu a lineal.

Motor

El motor utilitzat en aquest actuador és un motor de corrent continu on es produeix tota la potència de l'actuador.

Engranatge

Un engranatge està dissenyat amb plàstic o acer que s'utilitza per canviar la relació entre la velocitat del mecanisme de conducció i la velocitat de les peces impulsades. L'engranatge es connecta simplement a una font d'alimentació com el motor.

Cargol

Aquest actuador funciona al cargol. Així, girant la femella d'un actuador, l'eix del cargol es mourà dins d'una línia.

Tub d'extensió

El tub d'extensió també s'anomena tub interior que generalment es fa amb acer inoxidable o alumini. Aquest tub està connectat a la femella d'accionament roscada i s'estén i es retrau una vegada que la femella gira al llarg de l'eix rotatiu.

Una vegada que el motor de l'actuador està alimentat, fa girar l'engranatge. Així, aquest engranatge simplement multiplica el parell i disminueix la velocitat del motor. Els engranatges giren un cargol i la femella del cargol simplement es connecta al tub d'extensió i es mou cap a dins o cap a fora en funció de la direcció del cargol que es gira.

Hi ha un trencament de molla d'embolcall en diversos actuadors que aguantaran la càrrega un cop el motor no funcioni. Aquest trencament de molla d'embolcall aguantarà la càrrega en qualsevol direcció empenyent o estirant sense energia. Els cargols utilitzats en diferents actuadors són cargols de plom o cargols de boles.

Tipus d'accionadors mecànics

Hi ha tres tipus d'actuadors mecànics disponibles al mercat pneumàtics o de pressió d'aire, hidràulics o de fluids i actuadors elèctrics.

Actuadors pneumàtics

Un actuador pneumàtic utilitza gas a pressió o aire comprimit per formar un moviment controlat. Aquests actuadors són versàtils i es poden modificar per utilitzar-los en qualsevol projecte. El principal avantatge d'aquest actuador és; és molt senzill d'utilitzar i és una alternativa segura als actuadors hidràulics i elèctrics, ja que no necessiten electricitat ni encès per funcionar. El principal inconvenient d'aquest actuador és que un compressor ha de funcionar contínuament per mantenir la pressió de treball tant si el dispositiu s'utilitza com si no.

Actuador hidràulic

Un actuador mecànic hidràulic utilitza pressió líquida per fer un moviment mecànic. Així, aquests actuadors s'utilitzen principalment sempre que es requereix una quantitat significativa de potència perquè funcioni un sistema o màquina. Aquests estan disponibles habitualment en maquinària pesada on l'energia hidràulica es controla simplement mitjançant la quantitat de líquid dins d'un cilindre. Quan augmenta el fluid, es crea pressió i la pressió es redueix mitjançant la disminució del fluid. Tot i que aquests actuadors són molt útils quan es requereix energia de gran potència, són volàtils dins de la natura i necessiten mecànics extremadament entrenats per operar i mantenir. Per saber-ne més Actuador hidràulic .

Actuador elèctric

Un actuador elèctric s'utilitza per canviar l'energia d'electrica a mecànica d'una font d'energia elèctrica. S'utilitza un actuador elèctric per al funcionament de la vàlvula, la fabricació d'aliments i begudes, la manipulació de materials i equips de tall. En general, són molt fàcils de mantenir en comparació amb l'actuador hidràulic i ofereixen un alt rang de precisió. Si us plau, consulteu aquest enllaç per saber-ne més Actuador elèctric .

Els principals inconvenients d'aquests actuadors són; no són aptes per a tots els entorns i requereixen un control de tendències de sobreescalfament. Aquests actuadors no tenen una posició fiable si hi ha una pèrdua de potència i tenen una taxa mitjana de fallada que és més alta en comparació amb l'actuador pneumàtic.

Propietats

Les propietats dels actuadors pneumàtics i elèctrics s'enumeren a continuació.

Avantatges i inconvenients

Els avantatges dels actuadors mecànics inclouen els següents.

• Aquests actuadors són molt fàcils d'utilitzar.
• El nivell de precisió és alt.
• Aquests són rendibles.
• Són versàtils i personalitzables.
• Aquests són molt segurs.
• El seu rendiment és de llarga durada.
• Fiabilitat ampliada
• Fàcil configuració i instal·lació
• El control de moviment és més precís.
• Menys soroll.
• Menys manteniment.
• El consum d'energia és menor.
• Sense filtracions i una gamma completa de mides, opcions i configuracions.

El Els desavantatges dels actuadors mecànics inclouen els següents.

• En comparació amb el pneumàtic, l'actuador elèctric és menys rendible.
• Ambient de treball sever
• Si es perd energia, no hi ha cap posició de seguretat.
• En un actuador pneumàtic, el compressor ha de funcionar constantment
• Els actuadors hidràulics tenen naturalesa inestable.
• Els actuadors hidràulics necessiten mecànics extremadament formats.
• Són molt sensibles a les vibracions

Aplicacions

Les aplicacions dels actuadors mecànics inclouen les següents.

• Els actuadors mecànics s'utilitzen per canviar el moviment rotatiu al moviment lineal.
• Són aplicables quan es requereixen moviments lineals com l'elevació, la translació i el posicionament lineal.
• Aquest actuador simplement funciona canviant un tipus de moviment en un altre utilitzant politges, engranatges, cadenes, etc.
• Aquests actuadors canvien el senyal elèctric i/p a una força d'excitació mecànica. S'utilitzen en combinació amb un radiador independent dins d'altaveus de mode distribuït i aplicacions de control actiu per a la cancel·lació de vibracions i sorolls.
• Aquests dispositius simplement proporcionen moviments limitats i controlats que funcionen manualment, elèctricament o amb diferents fluids com hidràulic, aire, etc.

Per tant, aquesta és una visió general d'una mecànica actuador – funcionant amb aplicacions. En aquest actuador, els mecanismes interiors que s'utilitzen per convertir la potència i/p en un moviment difereixen principalment en funció de la direcció de sortida prevista i la font d'energia particular utilitzada. La direcció del moviment o/p és rotatòria o lineal. En general, aquests actuadors són molt potents en comparació amb els tipus electromagnètics utilitzats en aplicacions d'alt parell. Aquí teniu una pregunta, què és un actuador?