Wat is een lineaire actuator?
Een lineaire actuator is elk apparaat dat werk produceert door niet-lineaire energie in lineaire beweging om te zetten. Er zijn veel verschillende soorten primaire energiebronnen die worden gebruikt in lineaire aandrijvingen, variërend van elektromotoren tot vloeistof- en luchtdruk en thermische expansie. Elk type of klasse actuator is geschikt voor verschillende toepassingen op basis van grootte, uitvoer, potentieel en stroomvereisten. Deze omvatten deuropeners, zware machineactoren en kleine, nauwkeurige procescontrollers.
Er is een verbazingwekkend aantal processen, machines en apparaten die apparaten gebruiken die lineaire bediening leveren. Deze variëren van de bescheiden dvd-ladeopener tot gigantische hydraulische rammen die tienduizenden ponden druk kunnen produceren. Het basisprincipe achter deze onmisbare apparaten is de conversie van een, meestal kleine, niet-lineaire energiebron in lineaire beweging van verhoogde grootte. Er zijn verschillende algemeen gebruikte primaire energiebronnen in lineaire actuatoren; elk heeft zijn eigen specifieke omzettingsmechanisme. Meestal zijn dit roterende beweging of vloeistofinvoer onder druk, hoewel er verschillende, minder vaak gebruikte typen zijn, zoals hot wax actuators.
De lineaire actuator van de roterende bron gebruikt gewoonlijk een elektromotor om zijn ingangsenergie te leveren. Deze actuator maakt gebruik van nokken of stelschroeven om de rotatie-energie van de motor om te zetten in rechte lijnbewegingen. Het voorbeeld van de leidingschroef is een populaire keuze omdat het een breed scala aan uitbreidingslengtepotentieel levert. De motor draait een grove draadschroef die door een moer gaat die aan de actuatorarm is bevestigd. De moer en actuator worden verhinderd te draaien en als gevolg daarvan schuiven de geleideschroef op en neer terwijl deze draait en zorgen voor een lineaire beweging.
Een lineaire actuator van het noktype gebruikt een excentrische nok die is verbonden met de actuatorarm via een reeks koppelingen of een gleuf in het nokkenvlak. Terwijl de nok draait, duwt deze de actuatorarm naar voren of trekt deze terug. Deze variant heeft niet zo'n groot bewegingsbereik als de actuator van de spindel, maar is in staat tot zeer nauwkeurige invoer. Nokactuatoren gebruiken vaak elektronische stappenmotoren die zorgen voor een betere voortgangsbesturing en de extra nauwkeurigheid die nodig is voor nauwkeurige procesbesturing.
Hydraulische en pneumatische aandrijvingen gebruiken een onder druk staand gas of vloeistof om lineaire beweging te bereiken en bezitten het grootste uitvoerpotentieel. Deze systemen bestaan uit een zuiger in een afgesloten buis met kleppen aan beide uiteinden. De zuiger is verbonden met een actuatorstang die door een afdichting aan een uiteinde van de buis gaat. Een externe bron van gas of vloeistof onder druk, meestal lucht of hydraulische olie, wordt via een van de kleppen in de cilinder ingebracht. Afhankelijk van of de vloeistof boven of onder de zuiger wordt ingebracht, zal de actuator vooruit of achteruit gaan.
Er zijn veel andere, minder frequent gebruikte soorten lineaire actuatoren zoals thermische actuatoren die de expansie van materialen zoals was gebruiken om lineaire beweging te leveren. Andere typen zijn piëzo-elektrische, magnetische en tandheugelactuators. Misschien is de eenvoudigste van allemaal het type handmatige schroef dat vergelijkbaar is met dat voor het instellen van een vernier. Dit type lineaire actuator gebruikt hetzelfde principe als de leidende schroefvarianten, maar heeft meestal een fijnere schroefdraad voor een preciezere aanpassing.