Un actuador hidràulic és un tipus de dispositiu mecànic utilitzat per canviar l'energia en un moviment lineal mitjançant l'ús de la hidràulica. En general, els equips pesats depenen principalment de diferents actuadors hidràulics per funcionar. Per exemple; una excavadora és capaç d'aixecar tones de runa amb els actuadors que es troben dins del seu braç elevador. S'utilitzen àmpliament quan es requereixen operacions de gran velocitat i força, com en els sistemes de control de llaç tancat. Els actuadors hidràulics es classifiquen en tres tipus lineals, rotatius i semi-rotatius. Aquest article tracta un tipus de actuador hidràulic és a dir; actuador rotatiu - Treballar amb aplicacions.
Què és un actuador rotatiu?
Un actuador rotatiu és un dispositiu elèctric, accionat per fluids o manual que s'utilitza per convertir l'energia elèctrica en moviment rotatiu o oscil·latori. Aquests actuadors s'utilitzen principalment en el funcionament de vàlvules manuals o automàtiques on l'accessibilitat de serveis com l'aire comprimit o l'energia elèctrica té un paper important en l'elecció d'un actuador.
Aquest tipus d'actuador és diferent d'un actuador lineal perquè un actuador lineal utilitza el moviment lineal per transmetre potència quan s'oposa a la rotació; tanmateix, un actuador rotatiu està connectat als dispositius per formar actuadors lineals. Aquests actuadors s'utilitzen en equips hidràulics mòbils, a bord d'avions i en sistemes de control de moviment.
Com funciona un actuador rotatiu?
Per a un sistema d'energia de fluids, un actuador rotatiu funciona com un dispositiu o/p que transporta un moviment oscil·lant per sobre d'un rang limitat en una revolució completa del cercle. Així, un actuador rotatiu dret produeix treball mitjançant l'acció directa de la pressió del fluid contra les paletes internes. Aquí, el treball es pot definir com l'energia aplicada per sobre d'una distància. Un actuador rotatiu s'utilitza principalment per proporcionar un moviment giratori o angular simplement permetent una carrera dins d'un moviment oscil·lant per un angle definit. Aquests actuadors generen un tipus especial de treball de rotació conegut com a parell.
Al diagrama de circuit de l'actuador rotatiu simple anterior, podem observar que un cop s'aplica força a un parell, es produeixen parells. Quan aquests actuadors funcionen a menys velocitat amb un parell elevat, la sortida del parell s'utilitza en lloc de la potència per a finalitats d'identificació i classificació. Quan es selecciona un actuador rotatiu, la velocitat és una consideració secundària per a una aplicació específica.
Per mesurar el parell, les unitats típiques són peu-libra (lb.ft). Per exemple, si s'utilitza un actuador rotatiu amb un radi de dos peus per aixecar el pes de 200 lliures, el parell resultant requerit per aconseguir el treball serà de 400 lb•ft.
Entendre la relació principal entre el sistema físic i el parell d'o/p necessari permetrà als dissenyadors decidir sobre l'actuador rotatiu adequat per a cada aplicació única.
Tipus d'accionadors rotatius
Els actuadors rotatius estan disponibles en diferents tipus que es comenten a continuació.
Actuadors rotatius manuals
Els actuadors rotatius manuals utilitzen sovint un accionament de cuc per millorar el parell que un operador pot aplicar manualment per tancar una vàlvula. Aquests tipus d'actuadors són habituals a les vàlvules de bola i papallones de quart de volta allà on les capacitats d'autobloqueig de diversos accionaments de cuc ajuden a mantenir la vàlvula tancada. Aquests actuadors utilitzen sovint grans rodes manuals per millorar el parell disponible dels treballadors. De vegades, aquests dispositius s'anomenen anul·lacions manuals o operadors d'engranatges a la indústria de la vàlvula.
Actuadors elèctrics rotatius
Els actuadors rotatius elèctrics s'utilitzen per conduir components rotacionalment mitjançant l'energia electromagnètica d'un motor elèctric . Normalment proporcionen capacitats d'indexació i control per permetre aturades de moltes posicions amb traços. L'element giratori d'aquest actuador és un eix circular o una taula. Els eixos circulars solen incloure ranures, mentre que les taules ofereixen un model de cargols per muntar components addicionals.
Les especificacions d'aquest actuador inclouen el subministrament de tensió, el parell màxim, la repetibilitat, la capacitat de càrrega, la temperatura de funcionament, l'angle de gir i la carrera lineal. Els actuadors rotatius elèctrics s'utilitzen en diferents aplicacions, com ara engranatges de commutació d'alta potència, la indústria de l'energia elèctrica, la indústria de l'automòbil i aplicacions d'embalatge.
Actuadors rotatius accionats per fluids
Els actuadors rotatius accionats per fluids també es coneixen com a actuadors rotatius pneumàtics o hidràulics. En aquests tipus d'actuadors, la potència del fluid s'ofereix als cilindres per desplaçar els jous escocesos i els conjunts de cremallera i pinyó o als rotors per a l'accionament de l'eix recte des d'aire hidràulic o oli. En general, aquests tipus d'actuadors es mouen entre 90 ° i 360 ° de parada en funció dels requisits de rotació d'un component o vàlvula especificat.
Actuadors rotatius de cremallera i pinyó
Es tracta de dispositius mecànics utilitzats principalment per controlar automàticament amortidors o vàlvules en aplicacions de base industrial. En aquest actuador, la cremallera i el pinyó és un nom general utilitzat per a un parell d'engranatges que canvien el moviment de lineal a rotatiu. Una barra d'engranatges lineal es coneix com la cremallera que connecta les dents a un engranatge rodó conegut com el pinyó. Quan s'aplica la força lineal a la cremallera, provocarà un moviment de rotació del pinyó.
Actuadors rotatius Scotch Yoke
Aquest tipus d'actuador inclou una barra lliscant connectada a una vàlvula en un extrem, mentre que un jou està connectat a l'altre extrem, que inclou una ranura per a un bloc que simplement llisca cap enrere i cap endavant. El bloc lliscant es connecta simplement a un pistó, com a resultat, una vegada que el pistó es mou, el bloc acciona, el jou gira i després mou la barra per obrir la vàlvula.
Aquest actuador s'utilitza en petroli i gas per activar vàlvules per separar el flux dins de canonades, s'utilitza a la mineria per activar vàlvules per separar broquets dins de línies de rentat de roques i aigua i aigües residuals per activar vàlvules per separar línies d'alimentació, dipòsits i filtres.
Actuadors helicoïdals
L'actuador rotatiu helicoïdal utilitza un conjunt d'engranatges helicoïdals i un cilindre per convertir una i/p lineal en una sortida oscil·latòria i rotativa. El cilindre d'aquest actuador contindrà tres agulles giratòries i tres ranures helicoïdals que es mecanitzen dins del tub més exterior. Així doncs, aquest tub també inclou tres claus a la seva part menor per evitar que es mogui massa per les arbredes dins del cilindre central. Una vegada que el cilindre està en moviment, la força de l'aire empeny cap avall sobre el cilindre més exterior per obrir la vàlvula i estrènyer una molla a l'exterior del tub més exterior. Quan s'allibera la força de l'aire, la molla empeny la vàlvula perquè torni a tancar-se.
Actuadors electrohidràulics
Els actuadors electrohidràulics utilitzen fluid hidràulic a pressió per accionar una vàlvula, però la seva principal font d'energia és exclusivament elèctrica. L'energia elèctrica subministrada s'utilitza per alimentar un motor elèctric per controlar una bomba hidràulica després d'això subministra el fluid a pressió per fer funcionar un actuador hidràulic per controlar la vàlvula. Tot el sistema és autònom, cosa que elimina el requisit d'una unitat d'energia hidràulica separada per simplificar la construcció del sistema i millorar la fiabilitat i la seguretat.
Aquest actuador utilitza vàlvules rotatives o lineals en funció dels requisits de l'aplicació. Aquests actuadors són perfectes per operar vàlvules que requereixen grans empenta o parells on es necessiten altes velocitats de funcionament o sistemes de seguretat.
Actuadors rotatius de paletes
Els actuadors pneumàtics i hidràulics de tipus paleta simplement utilitzen un mínim d'una o dues pales connectades a un cub en una cambra circular o en forma de falca, sempre que la paleta pugui girar de 90 a 280 graus. En aquests actuadors, el concentrador simplement gira entre parades utilitzant l'oli o la força de l'aire per generar moviment a la tija de sortida. Un actuador de doble paleta inclou dues pales oposades que proporcionen més parell, però la rotació és molt limitada en comparació amb un actuador d'una sola paleta dins d'una cambra circular completa.
La paleta d'aquest actuador gira després de la pressurització i continua girant fins que aconsegueix el final de la carrera. Una vegada que s'aplica pressió d'aire a un altre extrem de la paleta, es pot fer girar l'eix en sentit invers.
Aquests actuadors s'utilitzen quan l'espai està restringit a causa de la seva mida sòlida; s'utilitza amb freqüència per transferir, subjectar o col·locar càrregues lleugeres en aplicacions de velocitat mitjana.
Avantatges i inconvenients
El avantatges d'un actuador rotatiu r incloure el següent.
- Són duradors i proporcionen un parell relativament elevat per a la mida.
- Redueix els problemes de manteniment.
- Aquests actuadors giren, de manera que poden moure fàcilment diferents coses en qualsevol angle necessari
- Aquest actuador és molt estable un cop operat i fins i tot a menys velocitats.
- Proporciona una acceleració i desacceleració molt suau.
- L'actuador rotatiu amb un motor pas a pas, l'ajust de velocitat i posició es pot realitzar de manera senzilla.
El inconvenients dels actuadors rotatius incloure el següent.
- Un actuador de paletes té un parell i una rotació limitats en comparació amb els actuadors de cremallera i pinyó, normalment fins a 280 ° més alt per a un model de paleta única. Per tant, són aplicables en càrregues lleugeres dins d'aplicacions de velocitat mitjana.
- Aquests actuadors només poden suportar càrregues lleugeres perquè l'eix utilitza coixinets petits de tipus casquillo.
- Capacitat de xoc mínima.
- Les parades externes són normalment necessàries per a aplicacions basades en una velocitat més alta.
Aplicacions
Les aplicacions dels actuadors rotatius inclouen les següents.
- S'utilitzen en diversos sistemes de control de moviment i també per operar pinces o manipuladors de recollida i col·locació.
- Els actuadors rotatius s'utilitzen freqüentment a l'aeroespacial per convertir el moviment giratori d'alta velocitat i de baix parell, etc.
- Altres actuadors rotatius especialitzats també estan dissenyats per utilitzar-los sota l'aigua.
S'utilitzen en aplicacions agrícoles per girar braços, barres o altres dispositius en un determinat - rang.
- Els actuadors rotatius hidràulics s'utilitzen normalment en aplicacions on es requereixen parells elevats.
- S'utilitzen a les indústries per col·locar, transferir i subjectar peces.
- Es tracta d'un cilindre pneumàtic que s'utilitza per donar un moviment angular o giratori simplement permetent una carrera dins d'un moviment oscil·lant amb un angle definit.
- S'utilitzen en aplicacions industrials, marines, manipulació de materials, robòtica, processament de metalls, etc.
Per tant, tot això es tracta una visió general de l'actuador rotatiu – tipus amb aplicacions. La selecció d'aquest actuador depèn principalment del parell, la rotació, la mida del paquet, el mètode d'alimentació, l'aplicació, les característiques mecàniques de la cosa que es gira, l'existència d'atmosferes inestables, etc. Aquests actuadors s'utilitzen amb més freqüència en el gas i indústries petrolieres. Aquí teniu una pregunta per a vosaltres, què és un actuador?
