Ein hydraulischer Aktuator ist eine Art mechanisches Gerät, das verwendet wird, um die Energie mithilfe von Hydraulik in eine lineare Bewegung umzuwandeln. Im Allgemeinen hängt schweres Gerät hauptsächlich von verschiedenen hydraulischen Stellgliedern ab, um zu funktionieren. Zum Beispiel; Ein Bulldozer ist in der Lage, Tonnen von Schutt mit den Aktuatoren in seinem Hubarm zu heben. Diese werden überall dort eingesetzt, wo Hochgeschwindigkeits- und große Kraftoperationen erforderlich sind, wie in geschlossenen Regelkreisen. Hydraulische Aktuatoren werden in drei Typen linear, rotierend und halbrotierend eingeteilt. Dieser Artikel beschreibt eine Art von hydraulischer Aktuator nämlich; Drehantrieb – Arbeiten mit Anwendungen.
Was ist ein Drehaktuator?
Ein Drehantrieb ist ein elektrisches, flüssigkeitsbetriebenes oder manuelles Gerät, das zum Umwandeln elektrischer Energie in eine Dreh- oder Oszillationsbewegung verwendet wird. Diese Stellantriebe werden hauptsächlich im manuellen oder automatischen Ventilbetrieb eingesetzt, wo die Zugänglichkeit von Versorgungseinrichtungen wie Druckluft oder Strom eine wichtige Rolle bei der Auswahl eines Stellantriebs spielt.
Diese Art von Aktuator unterscheidet sich von einem Linearaktuator, da ein Linearaktuator eine lineare Bewegung verwendet, um Kraft zu übertragen, wenn er der Rotation entgegengesetzt ist; jedoch ist ein Rotationsaktuator mit Vorrichtungen verbunden, um lineare Aktuatoren zu bilden. Diese Aktuatoren werden in mobilen hydraulischen Geräten, an Bord von Flugzeugen und in Bewegungssteuerungssystemen verwendet.
Wie funktioniert ein Drehantrieb?
Für ein fluidtechnisches System funktioniert ein Drehantrieb wie ein o/p-Gerät, das eine oszillierende Bewegung über einen begrenzten Bereich in einer vollständigen Umdrehung des Kreises überträgt. Ein rechtsdrehender Aktuator erzeugt also Arbeit durch direkte Fluiddruckwirkung gegen interne Flügel. Hier kann Arbeit als Energie definiert werden, die über eine Entfernung aufgebracht wird. Ein Drehantrieb wird hauptsächlich verwendet, um eine Dreh- oder Winkelbewegung bereitzustellen, indem einfach ein Hub innerhalb einer oszillierenden Bewegung um einen definierten Winkel zugelassen wird. Diese Aktuatoren erzeugen eine spezielle Dreharbeit, die als Drehmoment bekannt ist.
In dem obigen einfachen Drehantriebs-Schaltplan können wir beobachten, dass, sobald eine Kraft auf ein Drehmoment ausgeübt wird, Drehmomente auftreten. Wenn diese Aktuatoren mit geringerer Geschwindigkeit durch ein hohes Drehmoment arbeiten, wird die Drehmomentausgabe anstelle der Pferdestärke für Identifikations- und Bewertungszwecke verwendet. Bei der Auswahl eines Drehantriebs ist die Geschwindigkeit für eine bestimmte Anwendung zweitrangig.
Zur Messung des Drehmoments sind die typischen Einheiten Fuß-Pfund (lb.ft). Wenn zum Beispiel ein Drehantrieb mit zwei Fuß Radius zum Anheben des 200-Pfund-Gewichts verwendet wird, beträgt das erforderliche resultierende Drehmoment zum Erreichen der Arbeit 400 lb·ft.
Das Verständnis der Hauptbeziehung zwischen dem physikalischen System und dem erforderlichen O / P-Drehmoment ermöglicht es den Konstrukteuren, sich für den geeigneten Drehantrieb für jede einzigartige Anwendung zu entscheiden.
Arten von Drehantrieben
Drehaktuatoren sind in verschiedenen Typen erhältlich, die unten besprochen werden.
Manuelle Drehantriebe
Manuelle Drehantriebe verwenden häufig einen Schneckenantrieb, um das Drehmoment zu erhöhen, das ein Bediener manuell aufbringen kann, um ein Ventil zu schließen. Diese Arten von Stellantrieben sind bei Kugelhähnen und Schwenkklappen üblich, wo die Selbsthemmungskapazitäten mehrerer Schneckenantriebe dazu beitragen, das Ventil geschlossen zu halten. Diese Stellantriebe verwenden häufig große Handräder, um das verfügbare Drehmoment der Arbeiter zu erhöhen. Manchmal werden diese Geräte in der Ventilindustrie als Handhilfsbetätigungen oder Getriebebetätiger bezeichnet.
Elektrische Drehantriebe
Elektrische Rotationsaktuatoren werden verwendet, um Komponenten durch elektromagnetische Energie von einem rotierend anzutreiben Elektromotor . Sie bieten normalerweise Indizierungs- und Steuerungsfunktionen, um viele Positionsstopps mit Hüben zu ermöglichen. Das rotierende Element dieses Aktuators ist entweder eine kreisförmige Welle oder ein Tisch. Rundwellen enthalten häufig Passfedernuten, während Tabellen ein Schraubenmodell für die Montage zusätzlicher Komponenten anbieten.
Die Spezifikationen dieses Stellantriebs umfassen Spannungsversorgung, maximales Drehmoment, Wiederholgenauigkeit, Belastbarkeit, Betriebstemperatur, Drehwinkel und Linearhub. Elektrische Drehantriebe werden in verschiedenen Anwendungen wie Hochleistungsschaltgeräten, der Elektroindustrie, der Automobilindustrie und Verpackungsanwendungen eingesetzt.
Fluidbetriebene Drehantriebe
Fluidbetriebene Drehantriebe sind auch als pneumatische Drehantriebe oder hydraulische Drehantriebe bekannt. Bei diesen Arten von Aktuatoren wird Fluidkraft entweder an Zylinder zum Verschieben von Scotch-Yoken und Zahnstangen-Ritzel-Baugruppen oder an Rotoren für die Betätigung mit gerader Welle aus Hydraulikluft oder -öl übertragen. Im Allgemeinen bewegen sich diese Arten von Stellantrieben zwischen 90° und 360° Anschlägen, basierend auf den Rotationsanforderungen einer bestimmten Komponente oder eines Ventils.
Zahnstangen-Drehantriebe
Dies sind mechanische Geräte, die hauptsächlich zur automatischen Steuerung von Klappen oder Ventilen in industriellen Anwendungen verwendet werden. In diesem Aktuator ist Zahnstange und Ritzel ein allgemeiner Name, der für ein paar Zahnräder verwendet wird, die die Bewegung von linear zu rotierend ändern. Eine lineare Zahnstange ist als Zahnstange bekannt, die Zähne auf einem runden Zahnrad verbindet, das als Ritzel bekannt ist. Wenn die lineare Kraft auf die Zahnstange ausgeübt wird, wird eine Drehbewegung des Ritzels verursacht.
Scotch-Yoke-Drehantriebe
Diese Art von Aktuator umfasst eine Gleitstange, die an einem Ende mit einem Ventil verbunden ist, während am anderen Ende ein Joch angeschlossen ist, das einen Schlitz für einen Block enthält, der einfach vor und zurück gleitet. Der Gleitblock ist einfach mit einem Kolben verbunden, als Ergebnis, sobald der Kolben den Block bewegt, dreht sich das Joch und danach bewegt es die Stange, um das Ventil zu öffnen.
Dieser Aktuator wird in der Öl- und Gasindustrie verwendet, um Ventile zum Trennen des Flusses in Rohren zu aktivieren, im Bergbau zum Aktivieren von Ventilen zum Trennen von Düsen in Steinwaschleitungen und im Wasser- und Abwasserbereich zum Aktivieren von Ventilen zum Trennen von Zuleitungen, Tanks und Filtern.
Spiralförmige Aktuatoren
Der Schrägstirnrotor verwendet einen Satz Schrägstirnräder und einen Zylinder zur Umwandlung eines linearen i/p in einen oszillierenden Rotationsausgang. Der Zylinder in diesem Aktuator enthält drei rotierende Stifte und drei spiralförmige Schlitze, die in das äußerste Rohr eingearbeitet sind. Daher enthält dieses Rohr auch drei Schlüssel an seinem kleineren Teil, um zu vermeiden, dass es sich zu weit durch Rillen innerhalb des mittleren Zylinders bewegt. Sobald der Zylinder in Bewegung ist, drückt die Luftkraft auf den äußersten Zylinder, um das Ventil zu öffnen und eine Feder an der Außenseite des äußersten Rohrs zusammenzudrücken. Wenn die Luftkraft losgelassen wird, drückt die Feder das Ventil, um es wieder zu schließen.
Elektrohydraulische Stellantriebe
Elektrohydraulische Aktuatoren verwenden unter Druck stehende Hydraulikflüssigkeit zum Betätigen eines Ventils, ihre Hauptenergiequelle ist jedoch ausschließlich elektrisch. Die zugeführte elektrische Energie wird verwendet, um einen Elektromotor mit Energie zu versorgen, um eine Hydraulikpumpe zu steuern, nachdem sie das unter Druck stehende Fluid zum Betreiben eines hydraulischen Stellglieds zum Steuern des Ventils liefert. Das gesamte System ist in sich geschlossen, wodurch die Notwendigkeit eines separaten Hydraulikaggregats entfällt, um den Aufbau des Systems zu vereinfachen und die Zuverlässigkeit und Sicherheit zu verbessern.
Dieser Aktuator verwendet je nach Anwendungsanforderungen Dreh- oder Linearventile. Diese Stellantriebe eignen sich perfekt für den Betrieb von Ventilen, die große Schubkräfte oder Drehmomente erfordern, wenn hohe Betriebsgeschwindigkeiten oder ausfallsichere Systeme erforderlich sind.
Drehflügelantriebe
Die pneumatischen und hydraulischen Flügelantriebe verwenden einfach mindestens ein oder zwei Flügel, die mit einer Nabe in einer kreisförmigen Kammer oder keilförmig verbunden sind, wo immer sich der Flügel von 90 bis 280 Grad drehen kann. Bei diesen Stellantrieben dreht sich die Nabe einfach zwischen den Anschlägen, indem Öl oder Luftkraft verwendet wird, um eine Bewegung an der Ausgangswelle zu erzeugen. Ein Aktuator mit zwei Flügeln umfasst zwei gegenüberliegende Flügel, die mehr Drehmoment liefern, aber die Drehung ist im Vergleich zu einem Aktuator mit einem Flügel innerhalb einer vollständig kreisförmigen Kammer sehr begrenzt.
Der Flügel in diesem Aktuator dreht sich bei Druckbeaufschlagung und dreht sich weiter, bis er das Ende des Hubs erreicht. Sobald Luftdruck an einem anderen Ende des Flügels angelegt wird, kann dies dazu führen, dass die Welle in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird.
Diese Stellantriebe werden aufgrund ihrer massiven Größe dort eingesetzt, wo der Platz begrenzt ist; Wird häufig verwendet, um leichte Lasten in Anwendungen mit mittlerer Geschwindigkeit zu übertragen, zu klemmen oder zu platzieren.
Vorteile und Nachteile
Das Vorteile eines Drehantriebs r umfassen die folgenden.
- Diese sind langlebig und bieten ein relativ hohes Drehmoment für die Größe.
- Es reduziert Wartungsprobleme.
- Diese Aktuatoren drehen sich, sodass sie problemlos verschiedene Dinge in jedem erforderlichen Winkel bewegen können
- Dieser Aktuator ist sehr stabil, sobald er betätigt wurde, und sogar bei geringeren Geschwindigkeiten.
- Es bietet einen sehr sanften Beschleunigungs- und Verzögerungsbetrieb.
- Drehantrieb mit Schrittmotor, Geschwindigkeits- und Positionseinstellung können einfach durchgeführt werden.
Das Nachteile von Drehantrieben füge folgendes hinzu.
- Ein Stellantrieb mit Flügelrad hat im Vergleich zu Stellantrieben mit Zahnstange und Ritzel ein begrenztes Drehmoment und eine begrenzte Drehung, normalerweise bis zu 280° am höchsten für ein Einzelflügelmodell. Diese sind also bei leichten Lasten in mittelschnellen Anwendungen anwendbar.
- Diese Aktuatoren können nur leichte Lasten aufnehmen, da die Welle kleine Buchsenlager verwendet.
- Minimale Schockkapazität.
- Externe Stopps sind normalerweise für Anwendungen mit höheren Geschwindigkeiten erforderlich.
Anwendungen
Die Anwendungen von Drehantrieben umfassen die folgenden.
- Diese werden in mehreren Bewegungssteuerungssystemen und auch zum Bedienen von Klemmen oder Pick-and-Place-Handlern verwendet.
- Drehantriebe werden häufig in der Luft- und Raumfahrt zum Umwandeln von Hochgeschwindigkeits-Drehbewegungen mit niedrigem Drehmoment usw. verwendet.
- Andere spezialisierte Drehantriebe sind ebenfalls für den Einsatz unter Wasser ausgelegt.
Diese werden in landwirtschaftlichen Anwendungen zum Drehen von Armen, Auslegern oder anderen Geräten an einem bestimmten verwendet - Angebot.
- Hydraulische Drehantriebe werden normalerweise dort eingesetzt, wo hohe Drehmomente erforderlich sind.
- Diese werden in der Industrie zum Positionieren, Übertragen und Spannen von Teilen verwendet.
- Dies ist ein pneumatischer Zylinder, der verwendet wird, um eine Winkel- oder Drehbewegung zu erzeugen, indem einfach ein Hub innerhalb einer oszillierenden Bewegung mit einem definierten Winkel zugelassen wird.
- Diese werden in industriellen Anwendungen, Schifffahrt, Materialhandhabung, Robotik, Metallverarbeitung usw. eingesetzt.
Es geht also um alles eine Übersicht über den Drehantrieb – Typen mit Anwendungen. Die Auswahl dieses Aktuators hängt hauptsächlich vom Drehmoment, der Rotation, der Gehäusegröße, der Antriebsmethode, der Anwendung, den mechanischen Eigenschaften des zu drehenden Gegenstands, dem Vorhandensein instabiler Atmosphären usw. ab. Diese Aktuatoren werden am häufigsten in der Gas- und Ölindustrie. Hier ist eine Frage an Sie, was ist ein Aktuator?
