اکچویتور پنوماتیک
اکچویتور هیدرولیک نام دیگری برای عملگر هیدرولیک است. تبدیل قدرت سیال تحت فشار به توان مکانیکی توسط عملگر هیدرولیک انجام می شود. مقدار توان مکانیکی خروجی وابسته به نرخ جریان و افت فشار در عملگر و همچنین راندمان کلی آن بستگی دارد. مزیت عمده سیستم های هیدرولیکی در این است که آنها انعطاف پذیری بالایی دارند و قادرند تا تبدیل مستقیم قدرت سیال به حرکت های دورانی و خطی را داشته باشند.
انواع اکچویتور (Actuator) از منظر عامل حرکت
اکچویتور الکتریکی
نوع مدرن اکچویتور (Actuator) ها هستند که از یک موتور الکتریکی برای تامین انرژی مورد نیاز بهره می‌گیرد. این نوع اکچویتورها از یک موتور الکتریکی، سیستم کنترلی، گیربکس و سوئیچ حدی تشکیل می‌شوند. در این اکچویتورها با استفاده از گیربکس، سرعت موتور الکتریکی را کاهش داد و به سرعت دورانی مطلوب رسید.
گیربکس باعث می‌شود دقت و پایداری مناسبی در اکچویتور بوجود آید. سیستم کنترلی موجود در این اکچویتورها کنترل کردن این اکچویتورها بسیار ساده کرده است و می‌توان از آنها در سیستم‌هایی که نیاز به کنترل دقیق دارند استفاده کرد. با توجه به اینکه منبع تغذیه این اکچویتورها برق است آلودگی و نشتی ندارند و تجهیز تمیزی به حساب می‌آیند. این اکچویتورها قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با توجه به اینکه قطعات متحرک کمی دارند هزینه تعمیر نگهداری پایینی دارند.
مزایای عملگر الکتریکی
دارای قابلیت تغییر سرعت موتور به کمک گیربکس و رسیدن به سرعت مطلوب
موتور الکتریکی را می توانید به سادگی در سیستم کنترلی مدیریت کنید.
عدم ایجاد آلودگی و یا رطوبت در محیط
تامین انرژی ساده
عدم ایجاد نوسان در خروجی
دارای طراحی های فشرده و کوچک
اکچویتور الکتریکی
اکچویتور الکتریکی
اکچویتور پنوماتیکی
از پرکاربردترین عملگر ها در زمینه شیرهای صنعتی هستند. قیمت مناسبی دارند و تامین کننده انرژی آنها که هوای فشرده است در اغلب محیط های صنعتی در دسترس است. همچنین این نوع از اکچویتورها ساختار ساده‌تری نسبت به دو نوع دیگر دارند و از این بابت هزینه تعمیر و نگهداری پایین‌تری نیز دارند. این اکچویتورها دو نوع حرکت چرخشی و خطی را پوشش می‌دهند و بر روی سایزهای مختلف شیر نیز قابل نصب هستند. هوای مورد نیاز این اکچویتورها به راحتی و با هزینه کم قابل تامین است. اگر در محیط گرم کار کنند افزایش فشار هوا به عملکرد آن کمک خواهد کرد و همچنین هوای اضافی نیز به راحتی به محیط دفع می‌شود. اما با توجه به نیروی تقریبا کم سیستمهای پنوماتیکی نمی‌توان از آنها برای شیرهای بزرگ که برای باز و بسته شدن نیاز به گشتاور زیادی دارند استفاده کرد.
مزایای عملگر پنوماتیکی
ارزان بودن و سادگی تهیه ی هوای فشرده
حرکت آزادانه پیستون ها و عدم قفل شدگی
هوای اضافی و خارج شده از سیستم بدون ایجاد مشکل به هوای آزاد برمی گردد.
طراحی ساده
هزینه های تعمیر و نگهداری پایین
اکچویتور پنوماتیکی
اکچویتور پنوماتیکی
اکچویتور هیدرولیکی
از پر کاربردترین اکچویتورها در زمینه شیرآلات صنعتی هستند. زیرا قیمت مناسبی دارند و تامین کننده انرژی آنها که هوای فشرده است در اغلب محیط های صنعتی در دسترس است. همچنین این نوع از اکچویتورها ساختار ساده‌تری نسبت به دو نوع دیگر دارند. از این بابت هزینه تعمیر و نگهداری پایین تری نیز دارند. این اکچویتورها دو نوع حرکت چرخشی و خطی را پوشش می‌دهند و بر روی سایزهای مختلف شیر نیز قابل نصب هستند.
هوای مورد نیاز این اکچویتور (Actuator) ها به راحتی و با هزینه کم قابل تامین است. اگر در محیط گرم کار کنند افزایش فشار هوا به عملکرد آن کمک خواهد کرد و همچنین هوای اضافی نیز به راحتی به محیط دفع می‌شود. اما با توجه به نیروی تقریبا کم سیستمهای پنوماتیکی نمی‌توان از آنها برای شیرهای بزرگ که برای باز و بسته شدن نیاز به گشتاور زیادی دارند استفاده کرد. تراکم پذیری زیاد هوا باعث شده تنظیم و ثابت کردن پیستونهای اکچویتور سخت باشد
مزایای عملگر هیدرولیکی
قابلیت ذخیره فشار هیدرولیکی
آب بندی و عایق کاری کم هزینه
قابلیت ایجاد نیرو بالا
معایب عملگر هیدرولیکی
انرژی جنبشی پایین
ایجاد شبکه لوله کشی هیدرولیکی برای تامین فشار تعداد زیادی از اکچویتور مقرون به صرفه نیست
در لوله های حامل سیال هیدرولیک، افت فشار قابل توجهی ایجاد می شود.
انواع عملگر هیدرولیک
عملگر خطی یا سیلندر هیدرولیک
سیلندر هیدرولیک، جریان سیال تحت فشار هیدرولیک را به حرکت خطی تبدیل می کند. این سیلندرها در چهار دسته یک طرفه، دو طرفه، تلسکوپی و پهلو به پهلو موجود هستند.
عملگر دورانی با چرخش مداوم (موتور هیدرولیکی یا هیدروموتور)
عملگر هیدرولیک دورانی انرژی سیال تحت فشار را به حرکت دورانی تبدیل می کند. هیدروموتور هیدرولیکی دارای بخش هایی مانند چرخدنده، پره یا پیستون می باشد. ظاهر موتورهای هیدرولیکی شبیه پمپ است اما با این تفاوت که محور پمپ ها حرکت می کند تا باعث چرخش جریان سیال شود اما موتورهای هیدرولیکی به کمک نیروی سیال است که دوران می کنند.
عملگر دورانی با حوزه چرخش محدود (شبه دورانی)
عملگر شبه دورانی دارای انواع مختلفی است و حرکت های چرخشی را به وجود می آورند. دوران این سری عملگر هیدرولیک برای زوایای کمتر از 360 درجه بسیار کارآمد است.
عملگر خطی هیدرولیک
سیلندرهای یک طرفه ساده ترین نمونه از عملگر خطی هستند. این سیلندرها تنها در جهت رفت کار انجام می دهند. برگشت این سیلندرها به کمک نیروی هیدرولیکی نیست و توسط فنر یا نیروی ثقل به حالت اولیه خود برمی گردند.
همانطور که مشاهده می کنید بدنه این سیلندرها از یک محفظه استوانه ای و یک فنر برای برگشت به حالت اولیه تشکیل شده است که در قسمت انتهای سیلندر یک محفظه برای تخلیه نشتی احتمالی روغن درنظر گرفته شده است و اگر این مجرا بسته شود، طول کورس سیلندر کاهش می یابد.
کاربرد این سری از عملگرها برای حالت هایی است که بار عمودی بوده و برگشت به حالت اولیه می تواند به کمک نیروی فنر یا وزن صورت گیرد.
سیلندر دو طرفه
نمونه ای دیگر از عملگر خطی هیدرولیک سیلندر های دوطرفه هستند. این نوع سیلندرها قادر به انجام کار در هر دو جهت رفت و برگشت هستند. نماد شماتیک سیلندر دوطرفه به شکل زیر است.
سیلندر دو کاره با میل پیستون یک طرفه
نحوه عملکرد سیلندرهای دوطرفه به این ترتیب است که روغن می تواند در هر دو جهت وارد سیلندر شود و می تواند در هر دو جهت کار انجام دهد؛ به این ترتیب در این نوع سیلندرها عبارت کورس رفت و برگشت معنا ندارد
سیلندر تلسکوپی
سیلندر تلسکوپی زیرمجموعه ای از عملگر خطی است که به دلیل شباهت ساختمان آن با تلسکوپ، سیلندر تلسکوپی نام گرفته است. از این نوع سیلندرها در مکان هایی که نیاز به کورس کاری بالا و محدودیت فضا داریم استفاده می شود.
مزیت سیلندرهای تلسکوپی در این است که بدون نیاز به بزرگ کردن سیلندر و به کمک خاصیت تلسکوپی، طول کورس مدنظر تامین می شود. آنچه با توجه به شکل واضح است، این سیلندرها خود از تعدادی سیلندر تو در تو تشکیل شده است که هنگام نیاز از درون یکدیگر لغزیده و بیرون می آیند. برای جلوگیری از حرکت بیش از حد هر سیلندر، یک رینگ توقف در انتهای سیلندر تعبیه می شود. در شکل زیر نماد شماتیک سیلندر تلسکوپی را مشاهده می کنیم.
اکچویتور هیدرولیکی چرخشی
این نوع اکچویتور ها انرژی هیدرولیکی را به حرکت دورانی تبدیل می کنند. این نوع اکچویتور ها برای کاربرد های گشتاور بالا و حرکات سنگین استفاده می شوند. رایج ترین انواع اکچویتور های دورانی شامل پره ای (Vane)، دنده شانه (Rack and pinion) و هلیکال (Helical) است.
اکچویتور های پره ای گزینه ای مناسب برای کاربرد های با دوام بسیار بالا، سرعت های دورانی زیاد و مواردی است که نیاز به کنترل دائم حرکت بدون نیاز به حفظ بار در یک موقعیت مشخص دارند. این نوع اکچویتور ها شامل دو نوع تک پره و دو پره هستند.
اکچویتور تک پره