Aktuator

Aktuatoravtomatik idarəetmə sistemlərinin funksional elementi; obyektə daxil olan enerji və ya maddə axınını dəyişdirməyə imkan verən mexanizm. Aktuatorun işləməsi üçün o idarəetmə siqnalı və enerji mənbəyi ilə təmin olunmalıdır. İdarəetmə siqnalı nisbətən aşağı enerjiyə malik olur. Enerji əldə etmək üçün, adətən, elektrik cərəyanından, hidravlik və ya pnevmatik təzyiqdən istifadə edilir[1]. Aktuator idarəetmə siqnalını qəbul etdikdə, mənbənin enerjisini mexaniki enerjiyə çevirərək cavab verir.

Aktuator idarəetmə sisteminin mütəhərrik mexanizmi olub, tələb olunan əməliyyatı və ya tapşırığı yerinə yetirmək üçün nəzərdə tutulmuşdur. İdarəetmə sistemi kimi sadə idarəetmə sistemi (sabit mexaniki və ya elektron sistem ), proqram əsaslı idarəetmə (məsələn, printer sürücüsü, robotik idarəetmə sistemi), insan idarəetməsi və ya hər hansı digər giriş ola bilər.[2]

TarixRedaktə

Pnevmatik və hidravlik aktuasiya sistemlərinin tarixi təqribən İkinci Dünya Müharibəsi (1938) dövrünə gedib çıxır. Aktuator ilk dəfə mühərrikəyləc sistemləri haqqındakı biliklərindən istifadə edərək, avtomobildə əyləclərin minimal aşınma və köhnəlmə ilə maksimal gücün tətbiq olunmasını təmin etmək üçün yeni həll yolunu tapan Xhiter Anckeleman[3]  tərəfindən yaradılmışdır.

Aktuatorların növləriRedaktə

Yumşaq aktuatorRedaktə

Mexaniki hərəkət, istilikelektrik kimi stimulyatorlara cavab olaraq öz formasını dəyişən aktuatorlara yumşaq aktuatorlar deyilir.

HidravlikRedaktə

Hidravlik aktuator mexaniki əməliyyatları asanlaşdırmaq üçün hidravlik gücdən istifadə edən silindrli və ya mayeli mühərrikdən ibarətdir. Mexaniki hərəkət xətti, fırlanan və ya rəqsi hərəkət baxımından çıxış verir. Mayeləri sıxmaq demək olar ki, qeyri-mümkün olduğundan, hidravlik aktuator böyük güc tətbiq edə bilər. Bu yanaşmanın əlverişsizliyi onun məhdud sürətləndirilməsidir.

Hidravlik silindrin, porşenin sürüşə biləcəyi içi boş silindrik borudan ibarətdir. Tək fəaliyyət termini maye təzyiqi porşenin yalnız bir tərəfinə tətbiq edildikdə istifadə olunur. Porşen yalnız bir istiqamətdə hərəkət edə bilər, porşenə geri qayıtma təkanı vermək üçün tez-tez yaydan istifadə olunur. İkiqat fəaliyyət termini porşenin hər tərəfinə təzyiq tətbiq edildikdə istifadə olunur; porşenin iki tərəfi arasındakı hər hansı qüvvələr fərqi porşeni bu və ya digər tərəfə hərəkət etdirir.[4]

PnevmatikRedaktə

Pnevmatik aktuatorlar nisbətən kiçik təzyiq dəyişiklikləriylə böyük qüvvələr yaratmağa imkan verir. Pnevmatik enerji əsas mühərrik idarələri üçün arzuolunandır, çünki o, işə salmaya və dayanmaya cəld reaksiya verə bilər, çünki enerji mənbəyinin işləmək üçün ehtiyatda saxlanmasına ehtiyac yoxdur. Üstəlik, pnevmatik aktuatorlar digər aktuatorlardən daha ucuzdur və çox vaxt daha güclüdür. Bu qüvvələr tez-tez klapan vasitəsilə hava axınına təsir etmək üçün diafraqmaları hərəkət etdirmək üçün istifadə olunur.[5][6]

Pnevmatik aktuatorlarin üstünlüyü məhz nisbətən kiçik həcmdə mövcud olan yüksək güc səviyyəsindən ibarətdir. Texnologiyanın əsas çatışmazlığı kompressor, çən, filtr, quruducu, hava təmizləyici alt sistemlər, klapanlar, borular və s. kimi bir neçə komponentdən ibarət sıxılmış hava şəbəkəsinə ehtiyacdan ibarətdir ki, bu da texnologiyanı enerji itkiləri ilə səmərəsiz edir. 95%-ə qədər toplaya bilər

ElektrikRedaktə

1960-cı ildən bəri bir neçə aktuator texnologiyası hazırlanmışdır, Elektrik aktuatorlarını aşağıdakı qruplar şəklində təsnif edilə bilər:

Elektromexaniki aktuatorRedaktə

O, qayış (addım və ya servo ilə qayış sürücüsü oxu) və ya vintli (kürəcikli, aparan vintli və ya planetar ötürmə) mexanizm vasitəsilə tələb olunan xətti hərəkəti yaratmaq üçün elektrik mühərrikinin fırlanma hərəkətini xətti hərəkətə çevirir.

Elektromexaniki aktuatorların əsas üstünlükləri pnevmatik aktuatorlara nisbətən yaxşı dəqiqlik səviyyəsi, uzunömürlülüyü və tələb olunan az texniki xidmət səyləridir (yağ tələb edə bilər). 100 kN-a qədər nisbətən yüksək gücə çatmaq mümkündür.

Bu aktuatorların əsas məhdudiyyəti əlçatan sürət, onların tələb etdiyi vacib ölçülər və çəkidir. Belə aktuatorların əsas tətbiqi əsasən səhiyyə cihazlarında və fabrik avtomatlaşdırmasında görülür.

Elektrohidravlik aktuatorRedaktə

Digər bir yanaşma bir deyil elektrohidravlik gücləndirici elektrik mühərrik baş hərəkətverici olaraq qalır, lakin bir fəaliyyət qüvvə momenti təmin hidravlik akkumulyator sonra daha da ötürmək aktuasiya güc dizel eyni şəkildə istifadə olunur elektrohidravlik aktuatorlardan, adətən, ağır avadanlıqlarda istifadə olunur.

Elektrik enerjisi çox döngəli klapanlar və ya elektriklə işləyən tikinti və qazıntı avadanlığı kimi avadanlıqları işə salmaq üçün istifadə olunur .

Bir klapan vasitəsilə maye axınına nəzarət etmək üçün istifadə edildikdə, maye təzyiqinin klapanı zorla açmasının qarşısını almaq üçün adətən mühərrikin üstündə əyləc quraşdırılır. Əyləc quraşdırılmayıbsa, aktuator klapanı yenidən bağlamaq üçün işə salınır və bu, yavaş-yavaş yenidən məcburi açılır. Bu, bir rəqs yaradır (açıq, qapalı, açıq, ...) və mühərrik və aktuator nəticədə zədələnəcəkdir.[7]

Xətti mühərrikRedaktə

Xətti mühərriklər elektromexaniki aktuatorlardan fərqlidir, onların işləmə prinsipi fırlanan elektrik mühərrikləriylə eynidir, əslində onu kəsilib açılmış fırlanan mühərrik kimi təsəvvür etmək olar. Beləliklə, fırlanma hərəkəti yaratmaq əvəzinə, uzunluq boyunca təsir edən xətti qüvvə yaradırlar. Xətti mühərriklər digər cihazlara nisbətən daha az sürtünmə itkilərinə səbəb olduğundan, bəzi xətti mühərrik məmulları yüz milyon dövrədən çox davam edə bilər.

Xətti mühərriklər 3 əsas kateqoriyaya bölünür: düz xətti mühərrik (klassik), U-kanallı xətti mühərriklər və boru xətti mühərrikləri.

Xətti mühərrik texnologiyası aşağı yük (30 kq-a qədər) kontekstində ən yaxşı həll yoludur, çünki o , sürət, nəzarət və dəqiqliyin ən yüksək səviyyəsini təmin edir .

Əslində, bu, ən çox arzulanan və çox yönlü texnologiyanı təmsil edir. Pnevmatikanın məhdudiyyətlərinə görə, mövcud elektrik aktuator texnologiyası xüsusi sənaye tətbiqləri üçün əlverişli həlldir və o, saatqayırma, yarımkeçirici və əczaçılıq sənayesi kimi bazar seqmentlərində uğurla tətbiq edilmişdir (tətbiqlərin 60%-ə qədəri. Artan Bu texnologiyaya maraq aşağıdakı xüsusiyyətlərlə izah edilə bilər:

  • Yüksək dəqiqlik (bərabər və ya 0,1 mm-dən az);
  • Yüksək sürət (100 dövr/dəq-dən çox);
  • Təmiz və yüksək səviyyədə tənzimlənən mühitlərdə mümkün istifadə (hava, rütubət və ya sürtkü materiallarının sızmasına icazə verilmir);
  • Mürəkkəb əməliyyatlar şəraitində proqramlaşdırılabilən hərəkətə ehtiyac

Xətti mühərriklərin əsas çatışmazlıqları bunlardır:

  • Pnevmatik və digər elektrik texnologiyalarına görə bahalıdır.
  • Böyük ölçüləri və yüksək çəkisi səbəbindən standart maşınlara inteqrasiya etmək asan deyil.
  • Pnevmatik və elektromexaniki aktuatorlara nisbətən aşağı qüvvə sıxlığına malikdirlər.

Termal və ya maqnetikRedaktə

İstilik və ya maqnit enerjisini bərk haldakı materiala tətbiq etməklə işə salına bilən aktuatorlar kommersiya tətbiqlərində istifadə edilmişdir. İstilik ötürücüləri Coul effekti vasitəsilə temperatur və ya isitmə ilə işə salına bilər və onlar yığcam, yüngül, qənaətcil və yüksək güc sıxlığına malikdirlər. Bu aktuatorlar forma yaddaşlı ərintilər və ya maqnit forma yaddaş ərintiləri kimi forma yaddaş materiallarından istifadə edir.[8]

MexanikiRedaktə

Mexanik aktuator fırlanma hərəkəti kimi bir növ hərəkəti xətti hərəkət kimi başqa bir növə çevirərək hərəkəti yerinə yetirmək üçün fəaliyyət göstərir. Buna misal olaraq dişli çarx-tamasa ötürməsini göstərmək olar. Mexaniki ötürücülərin işi dişli çarxlar və tamasalar və ya qasnaq və zəncirlər kimi struktur komponentlərin birləşməsinə əsaslanır.

İstinadlarRedaktə

  1. Nesbitt, B. (2011). Handbook of Valves and Actuators: Valves Manual International. Elsevier Science. p. 2. ISBN 978-0-08-054928-6.
  2. "About Actuatos". www.thomasnet.com.
  3. "A Great Combination: Pneumatic Actuator, Pneumatic Timer, Pneumatic Valves, and Pneumatic Indicators : Ellis/Kuhnke Controls". www.ekci.com.
  4. "What's the Difference Between Pneumatic, Hydraulic, and Electrical Actuators?". machinedesign.com.
  5. "What is a Pneumatic Actuator?". www.tech-faq.com.
  6. "Pneumatic Valve Actuators Information | IHS Engineering360". www.globalspec.com.
  7. Tisserand, Olivier. "How does an electric actuator work?".
  8. "Ultra-compact: Valves with shape memory actuators".