แอคชูเอเตอร์เชิงกล : การออกแบบ การทำงาน และการใช้งาน

ในเครื่องจักรไฟฟ้า แอคทูเอเตอร์เป็นส่วนประกอบสำคัญที่ใช้ในการเคลื่อนย้ายและควบคุมระบบหรืออุปกรณ์ แอคชูเอเตอร์ใช้แหล่งพลังงานและอุปกรณ์ควบคุมด้วย โดยทั่วไปแล้วอุปกรณ์ควบคุมจะเป็นวาล์ว เมื่ออุปกรณ์ควบคุมได้รับสัญญาณควบคุม แอคทูเอเตอร์จะทำปฏิกิริยาทันทีโดยเพียงแค่เปลี่ยนแหล่งพลังงานเป็นการเคลื่อนที่เชิงกล แอคทูเอเตอร์มีหลายประเภทให้เลือก เช่น แอคทูเอเตอร์แบบอ่อน ไฮดรอลิก นิวแมติก ไฟฟ้า ความร้อน/แม่เหล็ก และแอคทูเอเตอร์เชิงกล บทความนี้จึงกล่าวถึงตัวกระตุ้นประเภทหนึ่งคือ ตัวกระตุ้นทางกล - การทำงานกับแอพพลิเคชั่น

แอคชูเอเตอร์เชิงกลคืออะไร?

แอคชูเอเตอร์เชิงกลเป็นอุปกรณ์ที่ใช้แหล่งพลังงานเพื่อให้เกิดการเคลื่อนไหวทางกายภาพ แอคทูเอเตอร์เหล่านี้มีความสำคัญและพร้อมใช้งานในเครื่องอัตโนมัติเกือบทุกเครื่อง แหล่งพลังงานที่ใช้ในตัวกระตุ้นเหล่านี้คือ กระแสไฟฟ้า นิวแมติก และไฮดรอลิก ซึ่งดำเนินการด้วยตนเองหรือเปิด/ปิดผ่านระบบอัตโนมัติ ฟังก์ชันของแอคทูเอเตอร์เชิงกลคือเปลี่ยนการเคลื่อนที่จากการหมุนเป็นเส้นตรงโดยใช้เกียร์ที่ความเร็วต่างกัน แอคทูเอเตอร์เชิงกลถูกจัดประเภทเป็นลีดสกรู บอลสกรู แร็คแอนด์พิเนียน สายพานขับเคลื่อน ฯลฯ ไดอะแกรมแอคชูเอเตอร์เชิงกลแสดงอยู่ด้านล่าง

หลักการทำงานของตัวกระตุ้นเครื่องกล

หลักการทำงานของตัวกระตุ้นเชิงกลคือทำการเคลื่อนไหวโดยเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น ดังนั้นการทำงานของแอคชูเอเตอร์เชิงกลจึงขึ้นอยู่กับส่วนประกอบโครงสร้างเป็นหลัก เช่น รางและเฟือง หรือโซ่และรอก

การออกแบบแอคชูเอเตอร์เครื่องกล

แอคชูเอเตอร์เชิงกลได้รับการออกแบบโดยใช้ส่วนประกอบต่างๆ แต่ส่วนประกอบที่กระตุ้นได้มากที่สุดคือ มอเตอร์ เกียร์ การประกอบสกรู และท่อต่อ ตัวกระตุ้นเหล่านี้มักจะทำงานโดยการเปลี่ยนการเคลื่อนที่จากการหมุนเป็นเส้นตรง

เครื่องยนต์

มอเตอร์ที่ใช้ในแอคชูเอเตอร์นี้คือมอเตอร์กระแสตรงที่ผลิตกำลังของแอคชูเอเตอร์ทั้งหมด

เกียร์

เฟืองเกียร์ได้รับการออกแบบด้วยพลาสติกหรือเหล็กกล้าซึ่งใช้เปลี่ยนความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วของกลไกขับเคลื่อนและความเร็วของชิ้นส่วนที่ขับเคลื่อน เกียร์เชื่อมต่อกับแหล่งพลังงานอย่างมอเตอร์

สกรู

แอคทูเอเตอร์นี้ทำงานบนสกรู ดังนั้นเมื่อหมุนน็อตของแอคทูเอเตอร์ เพลาสกรูจะเคลื่อนที่ภายในเส้น

ท่อต่อ

ท่อต่อเรียกอีกอย่างว่าท่อด้านในซึ่งโดยทั่วไปทำด้วยสแตนเลสหรืออลูมิเนียม ท่อนี้เชื่อมต่อกับน็อตขับแบบเกลียว & ยืดและหดกลับเมื่อน็อตหมุนตามแกนหมุน

เมื่อขับเคลื่อนมอเตอร์ในแอคทูเอเตอร์แล้ว มอเตอร์จะหมุนเฟือง ดังนั้นการใส่เกียร์นี้จะช่วยเพิ่มแรงบิดและลดความเร็วของมอเตอร์ลง เกียร์หมุนสกรูและน็อตบนสกรูเชื่อมต่อกับท่อต่ออย่างง่าย และเลื่อนเข้าหรือออกตามทิศทางของสกรูที่หมุน

มีตัวแบ่งสปริงเบรกในแอคทูเอเตอร์หลายตัวที่จะรับน้ำหนักเมื่อมอเตอร์ไม่ทำงาน สปริงเบรกแบบห่อนี้จะรับน้ำหนักในทุกทิศทางโดยการกดหรือดึงโดยไม่ต้องใช้กำลัง สกรูที่ใช้ในแอคทูเอเตอร์ที่แตกต่างกันคือลีดสกรูหรือบอลสกรู

ประเภทแอคชูเอเตอร์เครื่องกล

ตัวกระตุ้นเชิงกลมีอยู่สามประเภทในตลาดที่ใช้แรงดันลมหรือแรงดันอากาศ แรงดันไฮดรอลิกหรือของเหลว และตัวกระตุ้นไฟฟ้า

ตัวกระตุ้นนิวเมติก

ตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกใช้ก๊าซที่มีแรงดันหรืออากาศอัดเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวที่มีการควบคุม แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ใช้งานได้หลากหลายและสามารถปรับเปลี่ยนเพื่อใช้ในโครงการใดก็ได้ ข้อได้เปรียบหลักของแอคทูเอเตอร์นี้คือ ใช้งานง่ายมากและเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยสำหรับทั้งตัวกระตุ้นแบบไฮดรอลิกและแบบไฟฟ้า เนื่องจากไม่ต้องใช้ไฟฟ้าหรือการจุดไฟในการทำงาน ข้อเสียเปรียบหลักของแอคทูเอเตอร์นี้คือคอมเพรสเซอร์ควรทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อรักษาแรงดันการทำงานไม่ว่าจะใช้อุปกรณ์หรือไม่ก็ตาม

ตัวกระตุ้นไฮดรอลิก

แอคชูเอเตอร์เชิงกลไฮดรอลิกใช้แรงดันของเหลวเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวทางกล ดังนั้นแอคทูเอเตอร์เหล่านี้จึงถูกใช้เป็นหลักเมื่อใดก็ตามที่จำเป็นต้องใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อให้ระบบหรือเครื่องจักรทำงานได้ โดยทั่วไปมีอยู่ในเครื่องจักรหนักที่ควบคุมกำลังไฮดรอลิกได้ง่ายๆ โดยใช้ปริมาณของเหลวภายในกระบอกสูบ เมื่อของเหลวเพิ่มขึ้น ความดันจะถูกสร้างขึ้นและความดันจะลดลงโดยการลดของเหลวลง แม้ว่าตัวกระตุ้นเหล่านี้จะมีประโยชน์มากเมื่อต้องใช้พลังงานสูง แต่ก็มีความผันผวนในธรรมชาติและต้องการกลไกที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดีเพื่อใช้งานและบำรุงรักษา หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ตัวกระตุ้นไฮดรอลิก .

ตัวกระตุ้นไฟฟ้า

ตัวกระตุ้นไฟฟ้าใช้เพื่อเปลี่ยนพลังงานจากไฟฟ้าเป็นเครื่องกลจากแหล่งพลังงานไฟฟ้า แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าใช้สำหรับการทำงานของวาล์ว การผลิตอาหารและเครื่องดื่ม การจัดการวัสดุและอุปกรณ์ตัด โดยทั่วไป สิ่งเหล่านี้ง่ายต่อการบำรุงรักษาเมื่อเทียบกับตัวกระตุ้นแบบไฮดรอลิก และให้ช่วงความแม่นยำสูง โปรดดูที่ลิงค์นี้เพื่อทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ ตัวกระตุ้นไฟฟ้า .

ข้อเสียเปรียบหลักของแอคทูเอเตอร์เหล่านี้คือ ไม่เหมาะสำหรับทุกสภาพแวดล้อมและต้องการการควบคุมแนวโน้มความร้อนสูงเกินไป แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ไม่มีตำแหน่งที่เชื่อถือได้หากมีการสูญเสียกำลังและมีอัตราความล้มเหลวโดยเฉลี่ยที่สูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับแอคทูเอเตอร์แบบนิวเมติก

คุณสมบัติ

คุณสมบัติของตัวกระตุ้นแบบนิวแมติกและแบบไฟฟ้ามีดังต่อไปนี้

ข้อดีและข้อเสีย

ข้อดีของแอคทูเอเตอร์เชิงกลมีดังต่อไปนี้

• แอคทูเอเตอร์เหล่านี้ใช้งานง่ายมาก
• ระดับความแม่นยำอยู่ในระดับสูง
• สิ่งเหล่านี้คุ้มค่า
• สิ่งเหล่านี้ใช้งานได้หลากหลายและปรับแต่งได้
• สิ่งเหล่านี้มีความปลอดภัยมาก
• ประสิทธิภาพของมันยาวนาน
• เพิ่มความน่าเชื่อถือ
• ติดตั้งง่าย & ติดตั้ง
• การควบคุมการเคลื่อนไหวมีความแม่นยำมากขึ้น
• เสียงรบกวนน้อยลง
• บำรุงรักษาน้อยลง
• การใช้พลังงานน้อยลง
• ไม่มีการรั่วไหลและมีขนาด ตัวเลือก และการกำหนดค่าที่ครบถ้วน

ดิ ข้อเสียของตัวกระตุ้นทางกลมีดังต่อไปนี้

• เมื่อเทียบกับระบบนิวแมติก แอคชูเอเตอร์ไฟฟ้าจะคุ้มทุนน้อยกว่า
• สภาพแวดล้อมการทำงานที่รุนแรง
• หากไฟฟ้าดับ แสดงว่าไม่มีตำแหน่งที่ปลอดภัย
• ในแอคชูเอเตอร์แบบนิวเมติก คอมเพรสเซอร์ควรทำงานอย่างต่อเนื่อง
• ตัวกระตุ้นไฮดรอลิกมีลักษณะที่ไม่เสถียร
• แอคชูเอเตอร์ไฮดรอลิกต้องการกลไกที่ได้รับการฝึกฝนมาเป็นอย่างดี
• สิ่งเหล่านี้ไวต่อการสั่นสะเทือนมาก

แอปพลิเคชั่น

การใช้งานของแอคทูเอเตอร์เชิงกลมีดังนี้

• แอคทูเอเตอร์เชิงกลใช้เพื่อเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่เชิงเส้น
• สิ่งเหล่านี้ใช้ได้กับการเคลื่อนไหวเชิงเส้นที่ต้องการ เช่น ระดับความสูง การแปล และการวางตำแหน่งเชิงเส้น
• แอคทูเอเตอร์นี้ทำงานโดยการเปลี่ยนการเคลื่อนไหวประเภทหนึ่งเป็นอีกแบบหนึ่งโดยใช้รอก เกียร์ โซ่ ฯลฯ
• แอคทูเอเตอร์เหล่านี้เปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้า i/p เป็นแรงกระตุ้นทางกล สิ่งเหล่านี้ใช้ร่วมกับหม้อน้ำแยกต่างหากภายในลำโพงแบบกระจายโหมดและแอพพลิเคชั่นควบคุมแบบแอ็คทีฟสำหรับการสั่นสะเทือนและการตัดเสียงรบกวน
• อุปกรณ์เหล่านี้ให้การเคลื่อนไหวที่จำกัดและควบคุมได้ ซึ่งทำงานด้วยตนเอง ทางไฟฟ้า หรือกับของเหลวต่างๆ เช่น ไฮดรอลิก อากาศ ฯลฯ

ดังนั้น นี่คือภาพรวมของกลไกล แอคทูเอเตอร์ – ทำงาน ด้วยแอพพลิเคชั่น ในแอคชูเอเตอร์นี้ กลไกภายในที่ใช้สำหรับแปลงกำลัง i/p เป็นการเคลื่อนไหวส่วนใหญ่แตกต่างกันไปตามทิศทางเอาต์พุตที่ตั้งใจไว้และแหล่งพลังงานเฉพาะที่ใช้ ทิศทางของการเคลื่อนที่ o/p เป็นแบบหมุนหรือเชิงเส้น โดยทั่วไป แอคทูเอเตอร์เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากเมื่อเปรียบเทียบกับประเภทแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งใช้ในการใช้งานที่มีแรงบิดสูง นี่คือคำถามสำหรับคุณ แอคทูเอเตอร์คืออะไร?