Části elektrického lineárního aktuátoru
Vzhledem k velkému zájmu o naše lineární aktuátory jsme se rozhodli, v následujícím článku popsat jak aktuátor principiálně funguje a z jakých částí se skládá. Aktuátory jsou prakticky elektromechanickými prvky, které zprostředkovávají lineární pohyb, který je vysoce efektivní a jednoduše řiditelný.
Části elektrického lineárního aktuátoru:
A. Přední a zadní uchycení – Přichycení na přední a zadní oka aktuátoru umožňující montáž lineárního pohonu. Standardní uchycení může být do tvaru U nebo O, lze jej také přizpůsobit pro potřeby konkrétní aplikace například flexibilními oka.
B. Venkovní tubus – Také často označovaný jako krycí trubka. Toto hliníkové nebo ocelové šasi chrání lineární pohon na vnější straně a kryje všechny vnitřní komponenty pohonu.
C. Vnitřní tubus – Také známý jako vysouvací trubice nebo častěji píst. Tato část bývá vyrobena z hliníku nebo oceli. Tato pístnice je připojena k závitové hnací matici a vysouvá se a zasouvá, když se matice pohybuje po po trapézovém popřípadě kuličkovém šroubu.
D. Šroub – Také známý jako vodící šroub, rotující šroub nebo zvedací šroub. Tato část lineárního pohonu otáčením vysouvá nebo zasouvá matici/vnitřní trubici, která vytváří lineární pohyb. Použitá ocel pro šroub zajišťuje odolnost a pevnost. Typ šroubu může být různý podle použitého zatížení nebo rychlosti. Další podrobnosti o šroubech budou uvedeny níže.
E. Bezpečnostní doraz- Umístěno na konci šroubu, aby nedošlo k úplnému vysunutí vnitřní trubice přes povolenou mez. Tento mechanický doraz nelze využívat jako koncový doraz pro provoz.
F. Těsnění – Jedná se o těsnící část na konci vnějšího tubusu, která zabraňuje vniknutí nečistot (jako je prach nebo tekutina) dovnitř pohonu. Současně také zajišťuje správné utěsnění mezi vnitřní a venkovní trubicí, které má vliv na IP ochranu lineárního pohonu. Naše elektrické lineární aktuátory mají třídu krytí až IP69K.
G. Hnací matice – Matice, která může být ve hladkém nebo přírubovém tvaru, je připojena k vnitřnímu tubusu a pohybuje se po šroubu. Hnací matice je část, která umožňuje vysunutí nebo zasunutí pístu. Nejčastěji je vyrobena z měkkého kovu nebo plastu (pro trapézové šrouby) popřípadě kuličková matice (pro kuličkový šroub) a často bývá uzamčena pro zabránění rotace vnitřního tubusu.
H. Koncové snímače – Koncové snímače kontrolují plně vysunutou nebo zasunutou pozici pístu. Tyto snímače chrání aktuátor od úplného vysunutí nebo zasunutí přes povolenou mez. Koncové snímače lze nabídnout v mnoha provedení jako mechanické, magnetické, indukční, … .
I. Převodovka – Ozubené soukolí je vyrobeno z oceli nebo plastu a umožňuje přenášet rotační energii motoru na posuv lineárního aktuátoru. Nejčastějšími převody jsou šnekové nebo čelní.
J. Kryt motoru – Uvnitř krytu motoru se nachází všechny vnitřní části motoru, aby nedošlo k jejich poškození z vnějšku. Kryty motorů jsou nejčastěji vyrobeny z vysoce kvalitního plastu.
K. DC motor – DC (stejnosměrný) motor vytváří hnací sílu pro pohyb elektrického lineárního aktuátoru. Aktuátory lze vybavit také servomotory, krokovými motory či AC motory.
Standardní DC motory, které jsou nejpoužívanější se skládají z:
1) Stator – pevná, vnější část motoru tvořena permanentními magnety. Stator vytváří statické magnetické pole obklopující rotor.
2) Rotor – je vnitřní část motoru, která se otáčí. Rotor se skládá hlavně z plechů, hřídele motoru, komutátoru a měděného vinutí.
3) Komutátor – je několik desek připevněných k hřídeli motoru. Tyto desky poskytují spojení k cívce rotoru. Komutátor se používá k přepólování proudu v motoru a v podstatě udržuje otáčení motoru bez ztráty krouticího momentu.
4) Uhlíkové kartáče – používají kluzné tření pro přenos elektrického proudu.
5) Hřídel motoru – mechanický element, který zprostředkovává změnu elektrické energie na energii mechanickou.
L. Senzory/zpětná vazba – Používají se ke kontrole pozice zdvihu pohonu. Zpětná vazba je poslána do nadřazené řídící jednotky. Lineární aktuátory se zpětnou vazbou jsou vyžadovány pro aplikace, kde je vyžadována synchronizace nebo paměť pozice. Výstupní senzory obsahují:
1) Hallovy senzory. Výstupní signál z Hallových senzorů je vlastnost hustoty magnetického pole kolem sondy. Když hustota magnetického pole kolem sondy překročí předem nastavenou prahovou hodnotu (nastavenou v MCU), snímač to zjistí a vygeneruje výstupní napětí, které se nazývá Hallovo napětí. Lineární aktuátor se zpětnou vazbou je důležitý pro svou spolehlivost a přesnost.
2) Potenciometr (POT). Senzor POT se skládá z kartáče s jezdcem a dvěma koncovými konektory pro změnu výstupního elektrického napětí. Když se pohybuje hřídel aktuátoru, odpor mezi kartáčem s jezdcem a dvěma spojeními se změní. Každá hodnota odporu odpovídá poloze zdvihu aktuátoru.
3) Jazýčkové relé – je magnetický polohový snímač. Jedná se elektrický snímač provozován podle aplikovaného magnetického pole. Skládá se z dvojice kontaktů v uzavřené skleněné baňce. Kontakty jsou normálně otevřené, ale uzavřou se v přítomnosti magnetického pole.
