اکچویتور انرژی عملیاتی را از طریق استفاده کارآمد از هوای فشرده تولید می کنند. هوای فشرده نیرو یا فشاری را ایجاد می کند که بر روی دیافراگم یا پیستون اعمال می شود. سپس محرک سوپاپ را روی میل سوپاپ قرار می دهد و نتیجه حرکت مکانیکی است. اکچویتور های پنوماتیکی برای کارکردن پیستون در داخل یک سیلندر بسته طراحی شده اند. فشار ناشی از یک منبع هوا یا گاز خارجی به محرک نیرو می دهد، سیلندر را برای باز کردن یا بستن کامل سوپاپ حرکت می دهد، یا تا حدی حرکت باز/بستن آن را تعدیل می کند.
یک اکچویتور پنوماتیک از هوای فشرده برای تولید انرژی عملیاتی خود استفاده می کند. برخی از اکچویتورها طور خاص برای کنترل از راه دور شیرها طراحی شده اند. هوای تمیز و خشک را می توان از طریق ایستگاه هوای فشرده مرکزی یا در مورد سیستم گاز فشرده، از گاز فرآیند تامین کرد. اکچویتور از هوای فشرده یا سیستم گاز فشرده به عنوان منبع انرژی استفاده میکند. اکچویتور پنوماتیک معمولاً برای خودکار کردن و کنترل از راه دور شیرهای یک چهارم چرخشی یا چند چرخشی مانند شیرهای توپی یا پروانه ای استفاده میشوند.
انواع اکچویتور را میتوان به دو نوع اکچویتور خطی و اکچویتور چرخشی تقسیم کرد.
یک عملگر چرخشی پنوماتیک (اکچویتور چرخشی) از یک یا چند محفظه هوا با یک پیستون یا یک دیافراگم تشکیل شده است. بسته به طراحی، فشار هوا، پیستون یا دیافراگم را مجبور به حرکت می کند و حرکت خطی یا چرخشی ایجاد میکند. اگر حرکت ایجاد شده خطی باشد، سپس حرکت خطی را به حرکت چرخشی تبدیل می کند. اکچویتور های چرخشی پنوماتیکی بادوام هستند، نیروی زیادی نسبت به اندازه خود ارائه می دهند و می توانند در محیط های خطرناک استفاده شوند.
به طور کلی، برای راه اندازی یک شیر دوار، از یک اکچویتور پنوماتیک چرخشی استفاده میشود. با این حال، طرحهایی نیز وجود دارند که از سیلندر پنوماتیک استفاده میکنند که حرکت خطی ایجاد میکنند تا با استفاده از بازوهای محوری یا یاتاقانها، گشتاور ایجاد کنند. با این حال، استفاده از اکچویتور پنوماتیک برای این کاربردها می تواند طراحی را ساده کرده و عمر مفید را افزایش دهد. اکچویتور چرخشی پنوماتیکی مستقل عمل میکند، بنابراین، قطعات آنها در معرض آلودگیها و محیطهای تهاجمی قرار نمیگیرند، به این معنی که کمتر در طول عمر خود به تعمیر و نگهداری نیاز دارند.
اکچویتور پنوماتیکی می توانند تک عمکردی یا دو عملکردی باشد. یک اکچویتور دوگانه دارای هوا به دو طرف پیستون است. فشار هوای بالاتر در هر دو طرف باعث ایجاد حرکت برای باز و بسته شدن دریچه می شود. از طرف دیگر، یک اکچویتور تک عملکردی هوا را به یک طرف می رساند و از یک یا چند فنر برای بازگرداندن پیستون به موقعیت خود استفاده میکند. یک اکچویتور برگشت فنری می تواند به صورت فنری بسته یا فنری باز طراحی شود. این اکچویتورها هوای فشرده را حفظ میکنند، با این حال، محرکهای دوگانه کنترل بهتری را ارائه میکنند و با نرخهای چرخه بالاتر کار میکنند. در کاربردهای خاص، بازگشت به موقعیت پایه در صورت از دست دادن فشار یا توان، می تواند از مزایای محرک های برگشت فنری باشد.
در اکچویتورهای دوار پنوماتیک، نیروی خطی پیستون توسط مکانیسمهایی مانند rack-and-pinion یا yoke اسکاچ به گشتاور تبدیل میشود. با این حال، اکچویتورهای پرهای میتوانند مستقیماً از فشار هوا گشتاور تولید کنند.
یک دنده و شانه، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است، از یک چرخ دنده دایره ای (پینیون) تشکیل شده است که به یک چرخ دنده خطی (شانه) درگیر شده است. هنگامی که فعال می شود، پیستونی که به شانه متصل است به صورت خطی حرکت می کند. به دلیل اتصال چرخ دنده به پینیون، آن را با شفت خروجی متصل می چرخاند و به طور موثر حرکت خطی را به چرخشی تبدیل می کند.
اغلب دو دنده و شانه در طرف مقابل هم نصب میشوند تا مقدار گشتاور روی پینیون را دو برابر کنند، همانطور که در شکل پایین نشان داده شده است. در این اکچویتور دو عملکردی، دو محفظه در طرفین با هوای تحت فشار پر میشوند که پیستونها را فشار میدهد.
طراحی دنده و شانه دارای راندمان مکانیکی نسبتاً بالایی است. آنها می توانند محدوده گشتاوری از چند نیوتن متر تا چندین هزار نیوتن متر تولید کنند.
محرکهای رک و پینیون فرسوده مستعد واکنشهای برگشتی هستند که ناشی از فرسوده شدن چرخ دندهها و شکافهای بین دندهها است که باعث کاهش دقت میشود. در مواردی که دقت در موقعیت یابی بسیار مهم است، نمونه های دارای دو رک (دنده) توصیه می شود. در مقایسه با محرکهای پرهای، طرحهای رک و پینیون دامنه نوسان بیشتری دارند.
در مکانیزم اسکاچ یوکی، شفت پیستون از طریق یک پین و یک شکاف با یک شافت دوار درگیر می شود، همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است. حرکت خطی شفت باعث چرخش پین می شود. اکچویتور های یوغ اسکاچ می توانند برگشت فنری یا دو عملکردی باشند. این عملگرها همچنین می توانند به دو پیستون مخالف مجهز شوند تا مقدار گشتاور روی شفت خروجی را دو برابر کنند، همانطور که در شکل زیر در سمت راست نشان داده شده است. اکچویتور یوکی اسکاچ، محرکهای سنگینی هستند که گشتاورهایی از چندین هزار تا صدها هزار نیوتن متر تولید میکنند.
اکچویتور نوع پره ای که در شکل زیر نشان داده شده است، دارای یک محفظه با شفت است که از آن عبور می کند و یک پره به آن متصل است. هنگامی که هوای فشرده به یک طرف پره وارد می شود، فشار تفاضلی باعث چرخش پره و شفت میشود.
اکچویتور پره ای، اکچویتورهایی سبک هستند که گشتاورهایی از کسری از نیوتن متر تا چندین صد را تولید میکنند. آنها میتوانند برگشت فنری یا دو عملکردی باشند و در پیکربندی های تک پره و پره دوبل ارائه شوند. پیکربندیهای دو پره، گشتاورهای بالاتری را به قیمت دامنههای نوسانی کوچکتر فراهم میکنند. نوسان محرک های دو پره از 90 درجه تا 100 درجه متغیر است در حالی که محرک های تک پره می توانند تا 280 درجه داشته باشند.
اولین قدم در انتخاب یک اکچویتور چرخشی پنوماتیکی این است که نوع محرک مناسب برای کاربرد خود را مشخص کنید. در حالی که محرک های اسکاچ یوکی عمدتاً برای کاربردهای سنگین استفاده می شوند، عاقلانه است که گزینه های خود را هنگام انتخاب یک محرک چرخشی برای کاربردهای سبک و متوسط در نظر بگیرید.
مزایا:
راندمان مکانیکی بالاتر – 90 تا 95٪
کاربردهای متوسط
فعال سازی با سرعت بالا
دامنه نوسان بزرگتر
معایب:
مستعد واکنش به دلیل سایش است
کمی گران تر
مزایا:
به طور معمول، از نظر هزینه برای قابلیت های گشتاور اقتصادی تر است
کاربردهای سبک و متوسط
موقعیت یابی دقیق
معایب:
طول عمر کوتاه تر در مقایسه با محرک های رک و پینیون
بازده مکانیکی کمی کمتر عمدتاً به دلیل نشت در اطراف پره است
دامنه نوسان محدود
مرحله بعدی اندازه اکچویتور خواهد بود. اکچویتورهای پنوماتیکی اغلب با مقدار گشتاوری که میتوانند تولید یا متوقف کنند مشخص میشوند و این منجر به اندازهگیری اکچویتور میشود. یک اکچویتور با اندازه معین نیز بسته به فشار کنترلی که به آن وارد می شود، احتمالاً محدوده ای از گشتاور را ارائه می دهد. معیارهای دیگری که باید هنگام خرید اکچویتور در نظر گرفت، زاویه چرخش، حجم هوای مورد نیاز برای عملیات، محیط کنترل، مواد و رابط شامل گزینههای شفت خروجی، اندازه فلنج و پورتهای هوای خلبان است.
Reviews
There are no reviews yet.