Was ist ein elektrischer Linearaktuator?
Ein Linearantrieb ist ein Gerät, das aus einer Energiequelle eine lineare Bewegung erzeugt. Es kann schieben, ziehen oder sich hin und her bewegen. Der Aktuator erfüllt diese Aufgabe im Allgemeinen durch mechanische oder hydraulische Mittel. Ein elektrischer Linearaktuator ist eine Art mechanischer Aktuator, der einen Elektromotor verwendet, um eine Bewegung zu erzeugen, die häufig nichtlinear ist. Ein Linearantrieb wandelt diese Bewegung in eine lineare Bewegung um.
Ein elektrischer Linearaktuator führt diese Umwandlung mit drei Grundtypen von Mechanismen durch. Der erste ist ein Schraubenaktuator, der zweite ist ein Rad-Achs-Aktuator und der dritte ist ein Nockenaktuator. Der Elektromotor in einem Schneckenantrieb dreht eine Mutter, wodurch sich die Welle der Schnecke in einer geraden Linie bewegt. Die Drehung eines Rad-Achs-Aktuators bewirkt, dass sich ein Kabel, ein Riemen oder eine Zahnstange linear bewegt. Der Nocken in einem Nockenaktuator hat eine exzentrische Form, die eine lineare Bewegung liefert, wenn er sich gegen die Basis einer Welle dreht.
Die Arten von Elektromotoren können einen Gleichstrom-Bürstenmotor, einen bürstenlosen Gleichstrommotor, einen Induktionsmotor oder einen Schrittmotor umfassen. Diese Motoren erzeugen normalerweise eine Drehbewegung, obwohl das spezifische Verfahren gemäß den Anwendungsanforderungen des elektrischen Linearantriebs variiert. Bei einigen Anwendungen muss der Motor möglicherweise eine große Kraft ausüben, während bei anderen Anwendungen die Genauigkeit stärker betont werden muss.
Eine Ölraffinerie benötigt möglicherweise einen Elektromotor, um einen Linearantrieb mit großer Kraft und Geschwindigkeit anzutreiben. Diese Anwendung erfordert typischerweise einen Hochleistungsinduktionsmotor, der Wechselstrom verwendet. Ein Linearantrieb in Laborinstrumenten benötigt mit größerer Wahrscheinlichkeit einen leistungsschwachen Schrittmotor, der eine Feingewindespindel dreht, um eine lineare Bewegung mit einer Genauigkeit von 0,0254 mm (Tausendstel Zoll) zu erzielen.
Die Standardbautechnik für einen elektrischen Linearaktuator behandelt den Elektromotor als eine vom Aktuator getrennte Komponente. Der Motor in dieser Art von Konstruktion befindet sich normalerweise in seinem eigenen Gehäuse und ist an der Außenseite des Stellglieds angebracht. Die Antriebswelle des Motors ist dann mit der Antriebsspindel des Stellantriebs verbunden.
Einige Anwendungen erfordern einen elektrischen Linearantrieb, um eine kompakte Bauweise zu verwenden. Dies beinhaltet im Allgemeinen die Behandlung des Motors und des Stellantriebs als Teil derselben Einheit, um das kleinstmögliche Volumen einzunehmen. Ein gängiger konstruktiver Ansatz für dieses Problem besteht darin, die Antriebswelle des Motors auszuhöhlen, damit die Antriebsschraube und die Mutter des Stellantriebs in die Welle passen. Diese Konstruktion macht ein Getriebe zwischen der Antriebsspindel und dem Motor überflüssig.