Hidraulički aktuator je jedna vrsta mehaničkog uređaja koji se koristi za promjenu energije u linearno kretanje pomoću hidraulike. Općenito, funkcioniranje teške opreme uglavnom ovisi o različitim hidrauličkim pokretačima. Na primjer; buldožer je sposoban podići tone ruševina pomoću pokretača koji se nalaze unutar njegove ruke za podizanje. Oni se intenzivno koriste kad god su potrebne operacije velike brzine i velike sile, kao u sustavima upravljanja zatvorenom petljom. Hidraulički aktuatori su klasificirani u tri vrste linearni, rotacijski i polu-rotacijski. Ovaj članak govori o jednoj vrsti hidraulički pokretač naime; rotacijski pokretač – rad s aplikacijama.
Što je rotacijski aktuator?
Rotacijski aktuator je električni, fluidni ili ručni uređaj koji se koristi za pretvaranje električne energije u rotacijsko ili oscilatorno gibanje. Ovi se aktuatori uglavnom koriste u ručnom ili automatskom radu ventila gdje dostupnost pomoćnih uređaja poput komprimiranog zraka ili električne energije igra značajnu ulogu u odabiru aktuatora.
Ova vrsta aktuatora razlikuje se od linearnog aktuatora jer linearni aktuator koristi linearno gibanje za prijenos snage u suprotnosti s rotacijom; međutim, rotacijski aktuator povezan je s uređajima za oblikovanje linearnih aktuatora. Ovi aktuatori se koriste na mobilnoj hidrauličkoj opremi, u zrakoplovima iu sustavima za kontrolu kretanja.
Kako radi rotacijski aktuator?
Za fluidni sustav napajanja, rotacijski aktuator radi kao O/P uređaj koji prenosi oscilirajuće kretanje iznad ograničenog raspona u jednom potpunom okretaju kruga. Dakle, desni rotacijski aktuator proizvodi rad kroz izravno djelovanje pritiska tekućine na unutarnje lopatice. Ovdje se rad može definirati kao energija primijenjena iznad udaljenosti. Rotacijski aktuator se uglavnom koristi za pružanje rotirajućeg ili kutnog gibanja jednostavnim dopuštanjem hoda unutar oscilirajućeg gibanja za definirani kut. Ovi aktuatori stvaraju posebnu vrstu rotacijskog rada poznatog kao okretni moment.
U gornjem dijagramu strujnog kruga jednostavnog rotacijskog aktuatora, možemo uočiti da kada se sila primijeni na zakretni moment tada se pojavljuju zakretni momenti. Kada ovi aktuatori rade pri manjoj brzini kroz veliki zakretni moment, tada se izlazni zakretni moment koristi umjesto konjskih snaga za identifikaciju i ocjenjivanje. Pri odabiru rotacijskog aktuatora, brzina je sekundarna stvar za određenu primjenu.
Za mjerenje zakretnog momenta, tipične jedinice su stopa funti (lb.ft). Na primjer, ako se rotacijski pokretač s radijusom od dvije stope koristi za podizanje utega od 200 funti, tada će potrebni rezultirajući moment za postizanje rada biti 400 lb•ft.
Razumijevanje glavnog odnosa između fizičkog sustava i potrebnog o/p momenta omogućit će dizajnerima da odluče o prikladnom rotacijskom aktuatoru za svaku jedinstvenu primjenu.
Vrste rotacijskih pokretača
Rotacijski aktuatori dostupni su u različitim tipovima koji su navedeni u nastavku.
Ručni rotacijski aktuatori
Ručni rotacijski aktuatori često koriste pužni pogon za povećanje okretnog momenta koji operater može ručno primijeniti da zatvori ventil. Ove vrste aktuatora uobičajene su na kuglastim ventilima i četvrtokretnim leptirima gdje god kapaciteti samozaključavanja nekoliko pužnih pogona pomažu u održavanju ventila zatvorenim. Ovi pokretači često koriste velike ručne kotače kako bi povećali raspoloživi okretni moment radnika. Ponekad se ti uređaji u industriji ventila nazivaju ručnim upravljačima ili pogonima zupčanika.
Električni rotacijski aktuatori
Električni rotacijski aktuatori koriste se za rotacijski pogon komponenti pomoću elektromagnetske energije iz električni motor . Obično pružaju mogućnosti indeksiranja i kontrole kako bi se omogućilo zaustavljanje mnogih položaja potezima. Rotirajući element ovog aktuatora je ili kružna osovina ili stol. Kružne osovine često sadrže utore za klinove, dok stolovi nude model s vijcima za montažu dodatnih komponenti.
Specifikacije ovog aktuatora uključuju napajanje naponom, maksimalni zakretni moment, ponovljivost, nosivost, radnu temperaturu, kut rotacije i linearni hod. Električni rotacijski aktuatori koriste se u različitim aplikacijama kao što su sklopni uređaji velike snage, elektroenergetska industrija, automobilska industrija i aplikacije za pakiranje.
Rotacijski aktuatori na pogon tekućinom
Rotacijski aktuatori na fluidni pogon također su poznati kao pneumatski rotacijski ili hidraulički rotacijski aktuatori. U ovim tipovima aktuatora, fluidna snaga se daje cilindrima za pomicanje vilica i sklopova zupčaste letve i zupčanika ili rotorima za pokretanje ravnog vratila iz hidrauličkog zraka ili ulja. Općenito, ove vrste aktuatora kreću se između zaustavljanja od 90° do 360° na temelju rotacijskih zahtjeva određene komponente ili ventila.
Rotacijski aktuatori sa zupčastom letvom i zupčanikom
To su mehanički uređaji koji se uglavnom koriste za automatsku kontrolu zaklopki ili ventila u industrijskim aplikacijama. U ovom aktuatoru, letva i zupčanik općeniti je naziv koji se koristi za nekoliko zupčanika koji mijenjaju gibanje iz linearnog u rotacijsko. Linearni zupčanik poznat je kao letva koja povezuje zube na okruglom zupčaniku poznatom kao zupčanik. Kada se linearna sila primijeni na zupčastu letvu, to će uzrokovati rotirajuće kretanje zupčanika.
Scotch Yoke rotacijski pokretači
Ova vrsta aktuatora uključuje kliznu šipku povezanu s ventilom na jednom kraju, dok je jaram spojen na drugom kraju, koji uključuje utor za blok koji jednostavno klizi naprijed-nazad. Klizni blok je jednostavno spojen na klip, kao rezultat, kada klip pomakne blok pogoni tada se jaram okreće i nakon toga pomiče šipku da otvori ventil.
Ovaj aktuator se koristi u nafti i plinu za aktiviranje ventila za odvajanje protoka unutar cijevi, koristi se u rudarstvu za aktiviranje ventila za odvajanje mlaznica unutar vodova za pranje stijena, te za vodu i otpadnu vodu za aktiviranje ventila za odvajanje dovodnih vodova, spremnika i filtera.
Spiralni aktuatori
Spiralni rotacijski aktuator koristi skup spiralnih zupčanika i cilindar za pretvaranje linearnog i/p u oscilatorni, rotacijski izlaz. Cilindar u ovom aktuatoru sadržavat će tri rotirajuće igle i tri spiralna utora koji su izrađeni unutar krajnje vanjske cijevi. Dakle, ova cijev također uključuje tri ključa na svom manjem dijelu kako bi se izbjeglo da se pomakne predaleko kroz utore unutar srednjeg cilindra. Kada se cilindar pokrene, tada zračna sila gura prema dolje krajnji vanjski cilindar radi otvaranja ventila i stiskanja opruge na vanjskoj strani krajnje vanjske cijevi. Kada se zračna snaga oslobodi, opruga gura ventil da se ponovno zatvori.
Elektrohidraulički aktuatori
Elektrohidraulički aktuatori koriste hidrauličku tekućinu pod tlakom za rad ventila, ali njihov glavni izvor energije je isključivo električna. Dovedena električna energija koristi se za pokretanje elektromotora za upravljanje hidrauličkom pumpom nakon čega opskrbljuje tekućinu pod tlakom za rad hidrauličkog aktuatora za upravljanje ventilom. Cijeli sustav je samostalan što eliminira potrebu za zasebnom hidrauličkom jedinicom za napajanje kako bi se pojednostavila konstrukcija sustava i poboljšala pouzdanost i sigurnost.
Ovaj aktuator koristi rotacijske ili linearne ventile ovisno o zahtjevima primjene. Ovi aktuatori su savršeni za upravljanje ventilima koji zahtijevaju velike potiske ili zakretne momente gdje su potrebne velike radne brzine ili sustavi sigurni od kvara.
Rotacijski aktuatori s lopaticama
Pneumatski i hidraulički aktuatori tipa lopatica jednostavno koriste najmanje jednu ili dvije lopatice koje su spojene na glavčinu u kružnoj komori ili u obliku klina, gdje god se lopatica može okrenuti od 90 – 280 stupnjeva. U ovim aktuatorima, glavčina se jednostavno okreće između zaustavljanja pomoću ulja ili zračne sile za stvaranje gibanja na izlaznom stablu. Pokretač s dvostrukim lopaticama uključuje dvije suprotne lopatice koje daju veći okretni moment, ali je rotacija vrlo ograničena u usporedbi s aktuatorom s jednom lopaticom unutar cijele kružne komore.
Lopatica u ovom aktuatoru rotira nakon pritiska i nastavlja se okretati dok ne postigne kraj hoda. Jednom kada se pritisak zraka primijeni na drugom kraju lopatice može uzrokovati okretanje osovine u suprotnom smjeru.
Ovi se aktuatori koriste tamo gdje je prostor ograničen zbog njihove čvrste veličine; često se koristi za prijenos, stezanje ili postavljanje lakih tereta u aplikacijama srednje brzine.
Prednosti i nedostatci
The prednosti rotacijskog aktuata r uključuju sljedeće.
- Oni su izdržljivi i pružaju relativno visok okretni moment za veličinu.
- Smanjuje probleme održavanja.
- Ovi aktuatori se okreću, tako da mogu lako pomicati različite stvari pod bilo kojim kutom
- Ovaj aktuator je vrlo stabilan nakon rada, čak i pri nižim brzinama.
- Omogućuje vrlo glatko ubrzanje i usporavanje.
- Rotacijski aktuator s koračnim motorom, podešavanje brzine i položaja može se izvesti jednostavno.
The nedostaci rotacijskih pokretača uključuju sljedeće.
- Pokretač s lopaticom ima ograničen moment i rotaciju u usporedbi s aktuatorima s letvom i zupčanikom, obično najviše do 280° za model s jednom lopaticom. Stoga su primjenjivi u malim opterećenjima unutar aplikacija srednje brzine.
- Ovi aktuatori mogu podnijeti samo mala opterećenja jer osovina koristi male ležajeve tipa čahure.
- Minimalni kapacitet šoka.
- Vanjski graničnici obično su potrebni za aplikacije koje se temelje na većoj brzini.
Prijave
Primjene rotacijskih pokretača uključuju sljedeće.
- Koriste se u nekoliko sustava za kontrolu gibanja, a također i za upravljanje stezaljkama ili ručicama za podizanje i postavljanje.
- Rotacijski aktuatori se često koriste u zrakoplovstvu za pretvaranje rotacijskog gibanja velike brzine, niskog momenta, itd.
- Drugi specijalizirani rotacijski aktuatori također su dizajnirani za korištenje pod vodom.
Koriste se u poljoprivrednim aplikacijama za rotirajuće ruke, grane ili druge uređaje na određenom - domet.
- Hidraulički rotacijski aktuatori obično se koriste u primjenama gdje su potrebni visoki zakretni momenti.
- Koriste se u industriji za pozicioniranje, prijenos i stezanje dijelova.
- Ovo je pneumatski cilindar koji se koristi za davanje kutnog ili rotirajućeg kretanja jednostavnim dopuštanjem udarca unutar oscilirajućeg gibanja s definiranim kutom.
- Koriste se u industrijskim aplikacijama, pomorstvu, rukovanju materijalima, robotici, obradi metala itd.
Dakle, ovo je sve o tome pregled rotacijskog pokretača – vrste s primjenama. Odabir ovog aktuatora uglavnom ovisi o zakretnom momentu, rotaciji, veličini paketa, načinu napajanja, primjeni, mehaničkim karakteristikama predmeta koji se okreće, postojanju nestabilne atmosfere itd. Ovi se aktuatori najčešće koriste u plinskim i naftne industrije. Evo pitanja za vas, što je aktuator?
