HydraulicEdit
Der hydraulische Aktuator besteht aus einem Zylinder – oder Fluidmotor, der Hydraulikleistung verwendet, um den mechanischen Betrieb zu erleichtern. Die mechanische Bewegung gibt eine Ausgabe in Bezug auf lineare, rotatorische oder oszillierende Bewegung. Da Flüssigkeiten kaum komprimierbar sind, kann ein hydraulischer Stellantrieb eine große Kraft ausüben. Der Nachteil dieses Ansatzes ist seine begrenzte Beschleunigung.
Der Hydraulikzylinder besteht aus einem hohlen zylindrischen Rohr, entlang dem ein Kolben gleiten kann., Der Begriff einfachwirkend wird verwendet, wenn der Flüssigkeitsdruck nur auf eine Seite des Kolbens ausgeübt wird. Der Kolben kann sich nur in eine Richtung bewegen, wobei häufig eine Feder verwendet wird, um dem Kolben einen Rückschlaghub zu geben. Der Begriff double Acting wird verwendet, wenn auf jeder Seite des Kolbens Druck ausgeübt wird; Jeder Kraftunterschied zwischen den beiden Seiten des Kolbens bewegt den Kolben zur einen oder anderen Seite.,
Pneumatische Zahnstangenantriebe für die Ventilsteuerung von Wasserleitungen
PneumaticEdit
Pneumatische Aktuatoren ermöglichen die Erzeugung beträchtlicher Kräfte aus relativ kleinen Druckänderungen. Pneumatische Energie ist für Hauptmotorsteuerungen wünschenswert, da sie beim Starten und Stoppen schnell reagieren kann, da die Stromquelle für den Betrieb nicht in Reserve gespeichert werden muss. Darüber hinaus sind pneumatische Aktoren billiger und oft leistungsfähiger als andere Aktoren., Diese Kräfte werden häufig mit Ventilen verwendet, um Membranen zu bewegen, um den Luftstrom durch das Ventil zu beeinflussen.
Der Vorteil pneumatischer Aktuatoren besteht genau in der hohen Kraft, die in einem relativ kleinen Volumen zur Verfügung steht. Während der Hauptnachteil der Technologie in der Notwendigkeit eines Druckluftnetzes besteht, das aus mehreren Komponenten wie Kompressoren, Reservoirs, Filtern, Trocknern, Luftbehandlungssubsystemen, Ventilen, Rohren usw. besteht., das macht die technologie energie ineffizient mit energieverlusten, die bis zu 95%
Elektrische ventil stellantrieb steuerung eine ½ nadel ventil., Elektrische Aktuatoren können in folgende Gruppen eingeteilt werden:
Elektromechanischer Aktuator <
Es wandelt die Rotationskraft eines elektrischen Drehmotors in eine lineare Bewegung um, um die gewünschte lineare Bewegung durch einen Mechanismus zu erzeugen, entweder durch einen Riemen (Riemenantriebsachse mit Stepper oder Servo) oder eine Schraube (entweder eine Kugel oder eine Gewindespindel oder Planetenmechanik)
Die Hauptvorteile elektromechanischer Aktuatoren sind ihre relativ gute Genauigkeit in Bezug auf die Pneumatik, ihr möglicher langer Lebenszyklus und der geringe Wartungsaufwand (möglicherweise Fett erforderlich)., Es ist möglich, eine relativ hohe Kraft bis zur Größenordnung von 100 kN zu erreichen.
Die Hauptbeschränkung dieser Aktuatoren sind die erreichbare Geschwindigkeit, die wichtigen Abmessungen und das Gewicht, die sie benötigen.
Elektrohydraulischer AktuatorEdit
Ein anderer Ansatz ist ein elektrohydraulischer Aktuator, bei dem der Elektromotor der Hauptbeweger bleibt, aber Drehmoment für den Betrieb eines Hydraulikspeichers bereitstellt, der dann verwendet wird, um die Betätigungskraft auf die gleiche Weise zu übertragen, wie Dieselmotor/Hydraulik typischerweise in schweren Geräten verwendet wird.,
Elektrische Energie wird zur Betätigung von Geräten wie Multi-Turn-Ventilen oder elektrisch betriebenen Bau-und Aushubgeräten verwendet.
Bei der Steuerung des Flüssigkeitsstroms durch ein Ventil wird typischerweise eine Bremse über dem Motor installiert, um zu verhindern, dass der Flüssigkeitsdruck das Ventil zum Öffnen zwingt. Wenn keine Bremse eingebaut ist, wird der Stellantrieb aktiviert, um das Ventil wieder zu schließen, das langsam wieder aufgeschoben wird. Dadurch wird eine Schwingung (offen, nah, offen …) und der Motor und der Antrieb werden schließlich beschädigt.,
Linearmotoredit
Linearmotoren unterscheiden sich von elektromechanischen Aktoren, sie arbeiten mit dem gleichen Prinzip eines elektrischen Rotationsmotors, in der Tat kann es als ein Rotationsmotor gedacht werden, der geschnitten und abgerollt wurde. Anstatt also eine Drehbewegung zu erzeugen, erzeugen sie entlang ihrer Länge eine lineare Kraft. Da Linearmotoren geringere Reibungsverluste verursachen als andere Geräte, können einige Linearmotorprodukte über hundert Millionen Zyklen dauern.,
Linearmotoren sind in 3 Grundkategorien unterteilt: flacher Linearmotor (klassisch), U-Kanal-Linearmotoren und Rohrlinearmotoren.
Die Linearmotortechnologie ist die beste Lösung bei geringer Belastung (bis zu 30 kg), da sie ein Höchstmaß an Geschwindigkeit, Kontrolle und Genauigkeit bietet.
Tatsächlich stellt es die begehrteste und vielseitigste Technologie dar., Aufgrund der Grenzen der Pneumatik ist die derzeitige elektrische Aktuatortechnologie eine praktikable Lösung für spezifische Branchenanwendungen und wurde erfolgreich in Marktsegmenten wie der Uhren -, Halbleiter-und Pharmaindustrie (bis zu 60% der Anwendungen) eingeführt., Das wachsende Interesse an dieser Technologie lässt sich durch folgende Eigenschaften erklären:
- Hohe Präzision (gleich oder weniger als 0,1 mm);
- Hohe Zyklusrate (größer als 100 Zyklen/min);
- Mögliche Verwendung in sauberen und stark regulierten Umgebungen (keine Leckagen von Luft, Feuchtigkeit oder Schmierstoffen erlaubt);
- Notwendigkeit für programmierbare Bewegung in der Situation komplexer Operationen
Die wichtigsten Nachteile von Linearmotoren sind:
- Sie sind teuer in Bezug auf Pneumatik und andere elektrische Technologien.,
- Sie lassen sich aufgrund ihrer wichtigen Größe und ihres hohen Gewichts nicht einfach in Standardmaschinen integrieren.
- Sie haben eine geringe Kraftdichte gegenüber pneumatischen und elektromechanischen Aktoren.
Thermisch oder magnetischedit
Aktoren, die durch Aufbringen thermischer oder magnetischer Energie auf ein Festkörpermaterial angesteuert werden können, wurden in kommerziellen Anwendungen verwendet. Thermische Aktoren können durch Temperatur oder Erwärmung durch den Joule-Effekt ausgelöst werden und sind in der Regel kompakt, leicht, wirtschaftlich und mit hoher Leistungsdichte., Diese Aktoren verwenden Formgedächtnismaterialien wie Formgedächtnislegierungen (SMAs) oder magnetische Formgedächtnislegierungen (MSMAs).
MechanicalEdit
Ein mechanischer Aktuator arbeitet, um Bewegung auszuführen, indem er eine Art von Bewegung, wie Drehbewegung, in eine andere Art, wie lineare Bewegung umwandelt. Ein Beispiel ist ein Zahnstangenritzel. Der Betrieb mechanischer Aktuatoren basiert auf Kombinationen von Strukturkomponenten wie Zahnrädern und Schienen oder Riemenscheiben und Ketten.