Aktuator je automatizirani uređaj koji se koristi za kontrolu ili proizvodnju gibanja u mehanizmu ili sustavu. Energija potrebna za kontrolu ili proizvodnju takvog gibanja dobiva se iz pet glavnih izvora: mehaničkog, hidrauličkog, pneumatskog, toplinskog i magnetskog.
Aktuatori se često smatraju klasom motora. Međutim, postoji ključna razlika između ta dva - motori proizvode rotacijsko gibanje, dok aktuatori obično proizvode linearno, ograničeno gibanje. Ima izuzetaka.
Aktuatori pretvaraju ulaznu energiju kako bi proizveli željenu vrstu gibanja.
Tipičan primjer primjene aktuatora je leptir ventil.
Vrste aktuatora
1. Mehanički aktuatori koriste mehaničke uređaje kao što su vijci, vijčane dizalice, kuglasti vijci, valjkasti vijci, vretena kotača ili ekscentri za pretvaranje rotacijskog gibanja u linearno.
Međutim, mehanički aktuatori ne mogu se koristiti za automatizaciju i njima se može upravljati samo ručno.
2. Hidraulički aktuatori koriste šuplji cilindar ispunjen mehaničkom tekućinom i klip umetnut u njega.
Kada se na klip primijeni neuravnotežen pritisak, on stvara silu koja može pomaknuti vanjski objekt. Ovi aktuatori proizvode precizan pomak duž osi klipa.
3. Pneumatski aktuatori slični su hidrauličkim aktuatorima osim što za stvaranje sile koriste komprimirani plin, a ne tekućinu.
4. Piezoelektrični aktuatori koriste posebne materijale za stvaranje napona kada se primijeni mehanički pritisak. Ovi materijali se šire kada se primijeni napon.
Koriste se za proizvodnju iznimno preciznih pokreta i zahtijevaju vrlo visoke napone za rad.
5. Elektrohidrostatski aktuatori imaju pumpe koje se okreću naprijed-natrag kako bi izvukle tekućinu iz posude pod tlakom kroz skup ventila. Precizno kretanje rotirajuće pumpe u ovim aktuatorima postiže se korištenjem digitalnog pozicionera za povratnu informaciju i servo kontrolera za upravljanje pumpom.
Koriste se za pogone ulaznih vodećih lopatica, udaljene podvodne pogone itd.
Kako odabrati aktuator
Odabir aktuatora temelji se na nizu mehaničkih parametara, uključujući opterećenje, duljinu hoda i vrijeme.
Prikladnost i prednosti također su važna razmatranja pri odabiru aktuatora za vašu specifičnu primjenu.
1. Hidraulički aktuatori daju veliku snagu u maloj veličini, ali zahtijevaju hidraulički izvor.
2. Pneumatski aktuatori koriste tvornički zrak.
3. Električni aktuatori nude bolju upravljivost i manje su skloni curenju, što im daje prednost u okruženjima čistih prostorija. Iako imaju visoku početnu cijenu, dugoročno su ekonomičniji.
4. aktuatori pneumatskih ventila - dvostrukog djelovanja i s povratnom oprugom - koriste diferencijale tlaka kao pokretači s pogonom ili bez pogona.
5. Piezo aktuatori dizajnirani su za mikropozicioniranje i koriste piezoelektrične kristale za proizvodnju visokopreciznog gibanja za upotrebu u optici, proizvodnji poluvodiča i drugim primjenama.
Ostali čimbenici koje treba uzeti u obzir
Postoji nekoliko drugih čimbenika i parametara koje treba uzeti u obzir pri odabiru pravog aktuatora za aplikaciju. Neki od njih navedeni su u nastavku.
Konfiguracija instalacije
Nakon odabira idealnog aktuatora, morat ćete odlučiti kako će se montirati na opremu koju želite pokrenuti.
Izlazni moment
Izlazni moment opisuje rotacijsku silu koju aktuator može primijeniti na ventil da ga zatvori. Primjenjuje se i na električne i na fluidne rotacijske pogone.
Maksimalni potisak
To je najveća sila koju aktuator može primijeniti da gurne ili zadrži radni fluid.
Maksimalna brzina
To je najveća linearna ili rotacijska brzina koju uređaj može pružiti. Obično se izražava u okretajima u minuti za rotacijske pogone i u milimetrima u sekundi za linearne uređaje.