عملگر خطی چیست؟
عملگر خطی ، وسیله ایست که حرک چرخشی موتور الکتریکی را به حرکت خطی تبدیل می کند، موتور الکتریکی، میله را به حرکت در می آورد که بسته به جهت چرخش موتور ،حرکت به سمت جلو یا عقب انجام می شود.
این عمل حرکت روبه جلو و عقب ، امکان بلند کردن، رهاکردن، لغزاندن، تنظیم کردن، به نوسان در آوردن یا هل دادن و کشیدن اشیا را به سادگی با فشردن یک دکمه فراهم می کند.
تبدیل این حرکت در گیربکس انجام می شود، بسته به نسبت انتقال گیربکس ، میله بالابر با نیروی بیشتر اما سرعت کمتر یا نیروی کمتر اما سریعتر حرکت می کند.
یک عملگر خطی از یک موتور AC یا DC ، مجموعه ای از چرخ دنده ها و یک پیچ و مهره تشکیل شده است. عملگر خطی رباست از مکانیزم حرکتی پیچ و ساچمه (ball screw) استفاده می کند.
موارد بالا در اصل تمام قطعاتی است که در یک عملگر خطی وجود دارد و از یک مدل به مدل دیگر اندازه موتور ، نسبت چرخ دنده ها در گیربکس و سبک و گام پیچ ممکن است تغییر کند.
اضافه کردن وسایل الکترونیکی دیگر ممکن است به مقدار ضربه، موقعیت یا سوییچینگ محدود کمک کند ، اما اساسا یک عملگر خطی چیزی بیش از یک موتور ، چند چرخ دنده یک پیچ و مهره با شفت دراز نیست.
در برخی ازانواع عملگرهای خطی ، امکان خاموش شدن خودکار و نظارت بر دما هم وجود دارد. امکان حافظت در برابر جریان بیش از حد ، از آسیب به موتور الکتریکی جلوگیری می کند.
مزایای عملگرهای خطی نسبت به سیستم های هیدرولیک
بر خلاف تصور رایج، عملگرهای خطی الکتریکی بسیار مقرون به صرفه تر از سیلندرهای هیدرولیک هستند، اگر چه هزینه های اولیه یک عملگر خطی الکتریکی می تواند بیش تر از یک سیستم هیدرولیک باشد اما با توجه به مزیت هایی که در زیر به آنها اشاره شده است ، در نهایت ، تعادل به نفع عملگرهای خطی تغییر می کند.
کنترل
عملگرهای خطی الکتریکی مجهز به یک موتور سروو متصل به یک کنترلر هستند که کنترل کامل موقعیت ، سرعت ، شتاب و نیروی اعمالی پیستون را با چند ضربه کلید انجام می دهند. کنترل این پارامترها در یک سیستم هیدرولیک نیز قابل طراحی است اما تغییرات در پارامترهای حرکتی بعد از نصب بسیار محدود است.
مصرف انرژی
عملگرهای خطی الکتریکی انرژی را تنها زمانی که در حال حرکت هستند مصرف می کنند و بیش از 95 درصد از انرژی ورودی را به رانش تبدیل می کنند، در حالی که سیستم های هیدرولیک ، پمپ های خود را به صورت مداوم برای حفظ فشار خط به کار می گیرند و بازده را به زیر 50 درصد کاهش می دهند.
نگهداری
عملگرهای خطی الکترونیکی عملا بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هستند و فقط به استفاده دوره ای از مقدار کمی گریس نیاز دارند. در حالی که سیستم های هیدرولیک ، نیاز به توجه منظم برای تعویض فیلترها، اضافه کردن مایع هیدرولیک و بررسی لوله های فرسوده یا آسیب دیده دارند . سال ها داده های تجربی ظرفیت دینامیکی سیستم های بال اسکرو / یاتاقان ها امکان پیش بینی دقیق عمر دستگاه را فراهم میکند.
تولید صدا
عملگرهای خطی تقریبا بدون صدا هستند مگر اینکه در حال حرکت باشند اما سیستم های هیدرولیک به طور کلی دارای موتور های اسب بخار بالا هستند که به طور مداوم کار می کنند و صدای قابل توجهی تولید می کنند.
فضای اشغالی
عملگرهای خطی الکترونیکی واحدهای مستقلی هستند که در جایی که نیرو یا حرکت مورد نیاز است نصب می شوند و با کابلی با قطر کم به کنترل کننده سیستم متصل می شوند.
سیستم های هیدرولیک سیلندر را در جایی که نیرو یا حرکت مورد نیاز است نصب می کنند که توسط حداقل دو لوله به مخزن مجهز به موتور، پمپ و فیلترها که از راه دور به سیلندر وصل هستند در ارتباط هستند.
مسائل محیط زیستی
عملگرهای خطی الکتریکی ، مکانیزم های مکانیکی هستند و تولید کننده یا حاوی مواد مضر نیستند ، سیستم های هیدرولیک توسط سیال با فشار بالا و از طریق لوله ها حرکت می کنند که برا ی جلوگیری از نشتی نیاز به دقت در نگهداری دارند، اگر سیال هیدرولیک آزاد شود می تواند به محصول یا محیط آسیب برساند، بخار سیال نیز می تواند باعث ایجاد مساِیل زیست محیطی و آلودگی سطحی شود.
دقت عملگر خطی
در عملگر خطی الکتریکی ، حرکات با دقت بالا و و قابل تکرار اجرا می شوند.
بازخورد موقعیت
عملگر خطی می تواند موقعیت دقیق خود را به کنترل کننده گزارش دهد.
و مهمترین مزیت سیلندرهای الکتریکی ، ارتباطات الکتریکی آنهاست ، آنها می توانند توسط یک سیستم الکترونیکی کنترل شوند و اطلاعات را منتقل کنند، این مورد آنها را به ابزار کلیدی برای دیجیتالی کردن ماشین ها، وسایل نقلیه وکنترل های ساختمانی تبدیل می کند.
با توجه به توضیحات بالا ، مصرف کننده ترجیح می دهد از یک دستگاه جمع و جور ، بی صدا، تمیز و کاملا قابل برنامه ریزی به جای یک دستگاه پیچیده ، پرسرو صدا و مستعد نشتی که کنترل محدودی روی آن دارد استفاده کند.
بسیاری از ماشین سازان به دیل کاهش هزینه ها و پیشرفت های عملکردی در الکترونیک و کنترل ها، این روزها تمایل بیشتری به واحد های بال اسکرو برقی دارند.
با توجه به توضیحات بالا ، مصرف کننده ترجیح می دهد از یک دستگاه جمع و جور ، بی صدا، تمیز و کاملا قابل برنامه ریزی به جای یک دستگاه پیچیده ، پرسرو صدا و مستعد نشتی که کنترل محدودی روی آن دارد استفاده کند.
بسیاری از ماشین سازان به دیل کاهش هزینه ها و پیشرفت های عملکردی در الکترونیک و کنترل ها، این روزها تمایل بیشتری به واحد های بال اسکرو برقی دارند.
کاربرد عملگر خطی
عملگرهای خطی در هر جایی که به استحکام، قابلیت اطمینان و گزینه های نصب انعطاف پذیر نیاز باشد استفاده می شوند.
ماشین آلات کشاورزی
دیجیتالی شدن کشاورزی (اتوماسیون، کشاورزی دقیق) طیف وسیعی از کاربردها را برای سیلندرهای الکتریکی باز می کند که شامل:
- کمپاین: تنظیم اجزای مختلف خرمن کوبی، تنظیم قرقره، تنظیم قیف تخلیه و غربال دانه
- کودپاش: تنظیم الگوی پخش و دوز
- بلرز: سفت کردن دقیق توری، تنظیم برش توری
- فن آوری کشت: دوز بذر، افزایش/کاهش نشانگر حمله در مته های بذری
وسایل نقلیه سیار و خارج از بزرگراه
ماشین آلات ساختمانی، وسایل نقلیه حمل و نقل، گاری های نوار نقاله، وسایل نقلیه آتش نشانی و نجات و سیستم های بالابر همگی یک وجه مشترک دارند: آنها به عملگرهای قوی و با کنترل هوشمند نیاز دارند. کاربردهای معمولی برای عملگرهای خطی عبارتند از:
- وسایل نقلیه شهری: تنظیم اتصالات مانند نردبان یا تجهیزات با فشار یک دکمه
- دستگاه های نوار نقاله: تنظیم سریع و دقیق برای اتصال نوار نقاله به وسیله نقلیه بارگیری
- ماشین‌آلات ساختمانی: مقاوم‌سازی برای عملکردهایی مانند قطع خودکار، تعویض هیدرولیک و غیره.
- سیستم های بالابر: تنظیم دقیق مکانیسم های پشتیبانی، بازوهای پشتیبانی و غیره با بازخورد دقیق موقعیت دیجیتال
صنعتی و لجستیک
عملگرهای خطی یک جزء جدایی ناپذیر برای اتوماسیون و دیجیتالی کردن ماشین های صنعتی، وسایل نقلیه، تجهیزات بالابر و پایین آوردن وسایل ساختمان هستند. چند برنامه کاربردی در یک مرکز لجستیک برای نشان دادن این قضیه وجود دارد:
کنترل سیستم های سایه بان ،کنترل عرضه هوای تازه ،کنترل رمپ های بارگیری، تنظیم رمپ های دسترسی / بارگیری ،باز و بسته کردن دریچه های هوای خروجی، کنترل سیستم تهویه ساختمان ، باز و بسته کردن پنجره ها ،عملکرد بالابردن و پایین آوردن قفسه های حمل و نقل سیستم های کوپله برای کامیون های صنعتی.
فناوری دریایی و دریایی
طیف وسیعی از کاربردها برای عملگرها خطی از قایق های بادبانی تا کشتی های کانتینری و از تجهیزات مونتاژ تا کارخانه های پردازش را شامل می شود. به عنوان مثال، در یک قایق تفریحی اقیانوس پیما، سیلندرهای الکتریکی در مکان های زیر یافت می شوند:
کنترل سکوهای حمام، باز کردن و بستن انواع پنجره ها و دریچه ها تنظیم صندلی سکاندار تنظیم آنتن GPS دستگاه های مختلف بالابر ، کنترل از راه دور دستگاه ها کنترل های الکتریکی برای قایق های بادبانی (مثلاً برای تخته مرکزی یا بادبان).
