ابزارانفارسیانگلیسی
تلگرام03136411197
اینستاگرام

اکچویتور
Actuator

اکچویتور چیست

اکچویتوراکچویتور در صنعت و ابزار دقیق یا اتوماسیون به بخشی از یک دستگاه یا ماشین گفته میشود که به کمک آن با تبدیل انرژی، اغلب الکتریکی، هوا یا هیدرولیک، به نیروی مکانیکی، به حرکات فیزیکی انجام میگیرد . به عبارت ساده، این جزء در هر سیستم حرکت را امکان پذیر می کند. گاهی اوقات برای پاسخ به این سوال که یک محرک چه کاری انجام می دهد، این فرآیند با عملکرد بدن انسان مقایسه می شود. مانند ماهیچه‌های بدن که انرژی را به نوعی حرکت مانند حرکت دست‌ها یا پاها تبدیل میکند پس اکچویتوردر یک ماشین برای انجام یک عمل مکانیکی مورد نیاز است .متداول ترین شکل استفاده از اکچویتور استفاده در ولوهای صنعتی است که معمولا پنوماتیک یا برقی هستند و یا اکچوئیتور های سیلندری شکل پنوماتیک و هیدرولیک است .

 

انواع اکچویتور

1- اکچویتور خطی

اکچویتور برقیاکچویتورهای خطی اجسام را در امتداد یک خط مستقیم حرکت می دهند و از تسمه و قرقره، قفسه و پینیون یا بال اسکرو برای تبدیل چرخش موتور الکتریکی به حرکت خطی استفاده می کنند. اکچویتورهای خطی در یک فاصله خطی ثابت متوقف می شوند و به دلیل تکرارپذیری و دقت موقعیت یابی بالا، نصب و بهره برداری آسان، تعمیر و نگهداری کم، و توانایی مقاومت در برابر محیط های خشن شناخته می شوند. این عملگرها معمولاً در فرآوری مواد غذایی، خودروسازی، جابجایی مواد و موارد دیگر برای کارهایی مانند هل دادن، کشیدن، بلند کردن و موقعیت‌یابی استفاده می‌شوند.


2-اکچویتور چرخشی یا روتاری

اکچویتور های چرخشی برای کنترل سرعت، موقعیت و چرخش تجهیزات، انرژی را از طریق یک شفت به حرکت چرخشی تبدیل می کنند. ایاکچویتور روتاری چرخشین اکچویتور ها دارای یک موتور چرخشی پیوسته هستند و در ولوهای صنعتی برای باز و بسته کردن آنها بسیار پر کاربرد هستند. موتور الکتریکی یک اکچویتور چرخشی است که توسط یک سیگنال الکتریکی تغذیه می شود. دارای گشتاور بالا، گشتاور ثابت در حین چرخش با زاویه کامل، سازگاری با قطرهای مختلفو با تعمیر و نگهداری کم و می توانند به هر درجه ای از چرخش دست یابند. اکچویتور های چرخشی در تجهیزات پزشکی، رادار و سیستم های مانیتورینگ، روباتیک، شبیه سازهای پرواز، صنایع نیمه هادی، ساخت ماشین های ویژه و دفاع نیز استفاده می شوند.

انواع اکچویتور از نظر منبغ انرژی

اکچویتور ها از نظر منبع انرژی انواع مختلفی دارند از جمله پنوماتیک، هیدرولیک، الکتریکی، مغناطیسی و حرارتی و مکانیکی که هر کدام مزایا و معایب منحصر به فردی دارند. نوع اکچویتور مورد استفاده در یک کاربرد صنعتی به نیازهای خاص آن کاربرد مانند سطح نیرو، زمان

پاسخگویی و دوام مورد نیاز بستگی دارد.

1-اکچویتور های پنوماتیکی:

اکچویتور های پنوماتیکی از هوای فشرده برای ایجاد حرکت استفاده می کنند. آنها را می توان برای کاربردهای مختلفی مانند جابجایی قطعات ماشین یا کنترل موقعیت سوپاپ استفاده کرد. آنها اغلب برای برنامه هایی که نیاز به نیروی زیاد، زمان پاسخ سریع یا محیط های ضد انفجار دارند ترجیح داده می شوند. این محرک ها نسبتا ارزان و رایج میباشند و بدون قفل شدگی به راحتی حرکت میکنند و از تعمیر و نگه داری ساده بهره میبرند .

2- اکچویتور های هیدرولیک:

اکچویتور های هیدرولیک از فشار سیال برای ایجاد حرکت استفاده می کنند. آنها معمولا برای کاربردهای سنگین مانند تجهیزات ساختمانی، ماشین آلات تولیدی و روبات های صنعتی استفاده می شوند. اکچویتور های هیدرولیک سطوح بالایی از نیرو، دوام و قابلیت اطمینان را ارائه می دهند.
3- اکچویتور های الکتریکی:

اکچویتور های الکتریکی از انرژی الکتریکی برای ایجاد حرکت استفاده می کنند. آنها را می توان توسط موتورهای AC یا DC هدایت کرد و اغلب در برنامه هایی استفاده می شود که نیاز به کنترل دقیق، نویز کم و تعمیر و نگهداری کم دارند. اکچویتور های الکتریکی معمولاً در سیستم های اتوماسیون، تجهیزات پزشکی و تجهیزات آزمایشگاهی استفاده می شوند. از مزایای این محرک قابلیت تغییر سرعت ، عدم ایجاد آلودگی صوتی و محیطی ، تامین انرژی در دسترس ، نداشتن نوسان در خروجی و کمپک بودن و فشردگی دستگاه برای گشتاور بالا میتوان اشاره کرد. از معایب این مدل عملگر قیمت بالا و ماندن در وضعیت ثابت بعد از قطع برق است
4-اکچویتور های مغناطیسی و حرارتی:

اکچویتور های مغناطیسی و حرارتی دو نوع اکچویتور هستند که به ترتیب از تغییرات مغناطیسی و دما برای ایجاد حرکت استفاده می کنند. اکچویتور های مغناطیسی از میدان های مغناطیسی برای تولید نیرو استفاده می کنند. اکچویتور های حرارتی از انبساط یا انقباض مواد در پاسخ به تغییرات دما استفاده می کنند. هر دو اکچویتور معمولاً در سیستم‌های میکرو الکترومکانیکی (MEMS) و سایر کاربردهای کوچک استفاده می‌شوند.
5- اکچویتور های مکانیکی:

اکچویتور های مکانیکی از مکانیسم های فیزیکی مانند اهرم ها، چرخ دنده ها یا بادامک ها برای ایجاد حرکت استفاده می کنند. عملگرهای مکانیکی معمولاً در کاربردهایی استفاده می‌شوند که هزینه کم، عملکرد ساده و دوام مهم هستند. به عنوان مثال می توان به ماشین های میل لنگ دستی، سیستم های سوپاپ دستی و قفل های مکانیکی اشاره کرد.

خلاصه

اکچویتوریا عملگر در صنعت به عنوان یک قطعه مکانیکی مورد استفاده قرار می گیرد که به کمک آن، تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی امکان پذیر است. این قطعه معمولاً در صنعت های پتروشیمی، گاز، نفت، آب و فاضلاب، برق و الکترونیک و ... استفاده می شود.

اکچوئیتور ها به دو نوع برقی و پنوماتیکی تقسیم می شوند. در اکثر موارد، اکچوئیتورهای برقی با استفاده از موتورهای الکتریکی و اکچوئیتورهای پنوماتیکی با استفاده از هوا فشرده کار می کنند. این دستگاه ها برای کنترل و جابجایی سیستم های مختلفی مانند شیرهای کنترلی، صندلی های چرخدار و ولوهای فشار قوی استفاده می شوند.

بسته به نیاز صنعتی، اکچوئیتورها در اندازه ها، شکل ها و ویژگی های مختلفی طراحی می شوند. همچنین، اکچوئیتورهایی با مصرف انرژی کم و بازدهی بالا نیز توسعه داده شده اند که برای صنایعی که به دنبال بهره وری بیشتر هستند، مناسب هستند.

همانگونه که از نام عملگر بر می آید قسمت عمل کننده در یک لوپ کنترل میباشد .در یک لوپ کنترل کنترلر با توجه به فیدبکی که از سنسور و مسقادیر پروسه دریافت میکند و مقایسه آن نسبت به نقطۀ تنظیم پروسه برای رسیدن به نقطۀ تنظیم با فرمان دادن به اکچوئيتور يا عمل کننده باعث تغییرات لازم در مقادیر پروسه میگردد که سبب رسیدن به نقطه تنظیم میشود . برای مثال در یک لوپ کنترلي در بازوی حرکتی یک روبات عمل کننده تجهیزی است که با توجه به مقادیری که از سنسور موقعیت به کنترلر دستگاه میرسد و فرمانی که به یک استپ موتور میدهد در حقیقت انرژی را به حرکت قابل کنترل تبديل ميکند و باعث اعمال نيرو و جابجائی کنترل شده ميشود .به عبارت دیگر اکچوئيتور در حوزه کنترل حرکت تجهیزی است که با توجه به فرمان کنترلر انرژي را با مکانیزم پنوماتيکي ، الکتريکي ، هيدروليکي ، الکترومکانیکی و ... گرفته تبديل به حرکت قابل کنترل جهت استفاده در سیستمهای مختلف حرکتی میکند با این تعریف ، این نوع عمل کننده ها را در کارخانجات صنعتي تحت نام سرو موتورها ، استپ موتور ، سیلندرهای پنوماتیک یا هیدرولیک هستند که نظیر ماهیچه های بدن انسان وظیفه جابجائی و حرکت کنترل شده را به عهده دارند . در ادامه با توجه به ماهیت کار عمل کننده یا اکچوئتور حرکتی میتوان به مدلهای خطی با linear و گردنده یا rotary اشاره نمود برای مثال عمل کنندۀ مورد نیاز برای باز کردن یک گلاب ولو یا درب خانه از نوع خطی و برای باز یا بسته کردن یک بال ولو یا شیر توپی یا پروانه ای از مدلهای Rotary یا گردنده بایستی استفاده نمود . همچنین در مواردی که نیاز به نیروی زیاد میباشد از سیلندرهای هیدرولیک و برای سرعت بالا از سیلندرهای پنوماتیک استفاده نمود.

با تعریف اولیه عمل کننده در یک لوپ کنترلی دما، یک رله یا کنتاکتور و یا رله حالت جامد نقش اکچوئیتور و یا عمل کننده را می تواند به عهده داشته باشد و با توجه به افزایش و یا کاهش دما ( که از طریق سنسور دما حس میشود) و فرمان کنترلر ، به روشن یا خاموش کردن منبع حرارتی اقدام میکند . توجه داشته باشید در صورتی که از گاز یا سوخت دیگری برای گرم کردن استفاده شود اکچوئیتور به سولنئید ولو یا کنترل ولوی اطلاق میشود که نقش کاهش یا افزایش سوخت را خواهد داشت .

عمل کننده

از عملگرها در کنترل ولو نیز نام میبرند که در حقیقت قسمت معمولا بالائی یک ولو است که به صورت مکانیکی با باد یعنی پنوماتیک و یا الکتریکی به جابجائی قسمت متحرک ولو بسته به نوع ولو اقدام میکند .

 

اکچوئیتور بال ولو