Aktüatör Tipleri: Elektrikli, Hidrolik, Pnömatik ve Fazlası

Aktüatörler, elektrik, hidrolik, pnömatik veya mekanik güç kaynaklarından aldıkları enerjiyi kullanarak hareket veya kuvvet üreten cihazlardır. Aktüatörler, endüstride, otomasyon sistemlerinde, robotik uygulamalarda, enerji üretiminde ve birçok alanda kullanılmaktadır. Bazı yaygın aktüatör tipleri ve temel teknik özellikleri aşağıdaki verilmiştir.

Aktüatör Tipleri

Endüstrideki tipik aktüatör çeşitleri şunlardır:

1. Elektrikli aktüatörler

Bir elektrikli aktüatör, birkaç farklı şekilde çalıştırma kuvveti sağlayabilir. Elektromekanik aktüatör, elektrohidrolik aktüatör, lineer motor.

a. Elektromekanik aktüatörler

Bir elektrikli döner motorun dönme kuvvetini, bir kayış veya bir vida aracılığıyla istenen doğrusal hareketi oluşturmak için doğrusal bir harekete dönüştürür.

Elektromekanik aktüatörlerin ana avantajları, pnömatiklere göre iyi doğruluk seviyeleri, uzun ömürleri ve az bakım gerektirmeleridir. 100 kN mertebesinde yüksek bir kuvvete ulaşmaları mümkündür.

Bu aktüatörlerin ana sınırlamaları ulaşılabilir hız, büyük boyutlar ve ihtiyaç duydukları ağırlıktır. Bu tür aktüatörlerin ana uygulaması esas olarak sağlık cihazları ve fabrika otomasyonunda görülür.

b. Elektrohidrolik aktüatörler

Diğer bir yaklaşım, elektrik motorunun ana taşıyıcı olarak kaldığı ancak bir hidrolik akümülatörü çalıştırmak için tork sağladığı bir elektrohidrolik aktüatördür.

Dizel motor/hidroliklerin tipik olarak ağır ekipmanlarda kullanıldığı şekilde çalıştırma kuvvetini iletmek için kullanılır.

Elektrik enerjisi, çok turlu vanalar veya elektrikle çalışan inşaat ve hafriyat ekipmanları gibi ekipmanları harekete geçirmek için kullanılır .

Bir valf içinden sıvı akışını kontrol etmek için kullanıldığında, sıvı basıncının valfi açmaya zorlamasını önlemek için tipik olarak motorun üzerine bir fren takılır. Herhangi bir fren takılı değilse, aktüatör devreye girerek vanayı tekrar yavaşça açmaya zorlar. Bu bir salınım oluşturur (aç, kapat, aç…) ve motor ve aktüatör sonunda hasar görür.

c. Lineer motorlar

Lineer motorlar, elektromekanik aktüatörlerden farklıdır, elektrikli döner motorlarla aynı prensipte çalışırlar. Aslında kesilmiş ve açılmış bir döner motor olarak düşünülebilir. Böylece dönme hareketi üretmek yerine uzunlukları boyunca doğrusal bir kuvvet üretirler. Lineer motorlar diğer cihazlara göre daha düşük sürtünme kayıplarına neden olduğundan, bazı lineer motor ürünleri yüz milyon devirden fazla dayanabilir.

2. Hidrolik aktüatörler

Hidrolik aktüatör, mekanik çalışmayı kolaylaştırmak için hidrolik güç kullanan silindir veya sıvı motordan oluşur. Mekanik hareket doğrusal, dönmeli veya salınımlı hareket olarak çıktı verir. Sıvıların sıkıştırılması neredeyse imkansız olduğundan, bir hidrolik aktüatör büyük bir kuvvet uygulayabilir. Bu yaklaşımın dezavantajı, sınırlı ivmesidir.

Hidrolik silindir, bir pistonun kayabileceği içi boş silindirik bir borudan oluşur. Tek etkili terimi, akışkan basıncı pistonun sadece bir tarafına uygulandığında kullanılır. Piston sadece bir yönde hareket edebilir, pistona geri dönüş vuruşu vermek için sıklıkla bir yay kullanılır. Çift etkili terimi, pistonun her iki tarafına basınç uygulandığında kullanılır; pistonun iki tarafı arasındaki herhangi bir kuvvet farkı, pistonu bir tarafa veya diğerine hareket ettirir.

3. Pnömatik aktüatörler

Pnömatik aktüatörler, nispeten küçük basınç değişikliklerinden önemli kuvvetlerin üretilmesini sağlar. Pnömatik bir aktüatör , yüksek basınçta vakum veya sıkıştırılmış hava ile oluşturulan enerjiyi doğrusal veya döner harekete dönüştürür. Pnömatik aktüatörler diğer aktüatörlerden daha güvenli, daha ucuz, daha güvenilir ve güçlüdür. Bu kuvvetler genellikle valflerle birlikte, valf içerisindeki hava akışını etkilemek için diyaframları hareket ettirmek için kullanılır.

Pnömatik aktüatörlerin avantajı, tam olarak nispeten küçük bir hacimde mevcut olan yüksek kuvvet seviyesinden oluşur. Teknolojinin en büyük dezavantajı, kompresörler, rezervuarlar, filtreler, kurutucular, hava arıtma alt sistemleri, valfler, borular vb. gibi çeşitli bileşenlerden oluşan bir basınçlı hava şebekesine ihtiyaç duymakla birlikte, teknoloji enerjisini verimsiz hale getiren ve %95’e kadar çıkabilen enerji kayıplarıdır.

Kaynak