اکچویتور چیست ؟
اکچویتور (Actuator) در لغت به معنای عملگر است و میتوان گفت آخرین تجهیز یک کنترلر است که دستور کنترلی را به اجرا در میآورد. در واقع یک دستور برقی را با استفاده از یک منبع تغذیه به یک عمل مکانیکی تبدیل میکند. این عمل مکانیکی باید ویژگی هایی داشته باشد: به اندازه کافی سریع باشد، دقیق باشد و حداقل انرژی ممکن را لازم داشته باشد.
پرکاربردترین موارد مصرف اکچویتورها در باز و بسته کردن شیرها است. معمولا از اکچویتورها در مواردی که از لحاظ ایمنی نیاز به قطع سریع جریان است، گشتاور زیادی مورد نیاز است، لزوم دسترسی به شیر از راه دور است و یا دسترسی سریع مورد نیاز است، استفاده میشود.
این اکچویتورها بسته به نوع منبع انرژی و حرکتی که ایجاد میکنند به دستههای:
- الکتریکی
- هیدرولیکی
- پنوماتیکی با حرکت خطی
دورانی انواع اکچویتور (Actuator) از منظر عامل حرکت
اکچویتور برقی
نوع مدرن اکچویتور (Actuator) ها هستند که از یک موتور الکتریکی برای تامین انرژی مورد نیاز بهره میگیرد. این نوع اکچویتورها از یک موتور الکتریکی، سیستم کنترلی، گیربکس و سوئیچ حدی تشکیل میشوند. در این اکچویتورها با استفاده از گیربکس، سرعت موتور الکتریکی را کاهش داد و به سرعت دورانی مطلوب رسید.
گیربکس باعث میشود دقت و پایداری مناسبی در اکچویتور بوجود آید. سیستم کنترلی موجود در این اکچویتورها کنترل کردن این اکچویتورها بسیار ساده کرده است و میتوان از آنها در سیستمهایی که نیاز به کنترل دقیق دارند استفاده کرد. با توجه به اینکه منبع تغذیه این اکچویتورها برق است آلودگی و نشتی ندارند و تجهیز تمیزی به حساب میآیند. این اکچویتورها قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با توجه به اینکه قطعات متحرک کمی دارند هزینه تعمیر نگهداری پایینی دارند.
اکچویتور پنوماتیکی
از پرکاربردترین اکچویتورها در زمینه شیرهای صنعتی هستند. قیمت مناسبی دارند و تامین کننده انرژی آنها که هوای فشرده است در اغلب محیطهای صنعتی در دسترس است. همچنین این نوع از اکچویتورها ساختار سادهتری نسبت به دو نوع دیگر دارند و از این بابت هزینه تعمیر و نگهداری پایینتری نیز دارند. این اکچویتورها دو نوع حرکت چرخشی و خطی را پوشش میدهند و بر روی سایزهای مختلف شیر نیز قابل نصب هستند.
هوای مورد نیاز این اکچویتورها به راحتی و با هزینه کم قابل تامین است. اگر در محیط گرم کار کنند افزایش فشار هوا به عملکرد آن کمک خواهد کرد و همچنین هوای اضافی نیز به راحتی به محیط دفع میشود. اما با توجه به نیروی تقریبا کم سیستمهای پنوماتیکی نمیتوان از آنها برای شیرهای بزرگ که برای باز و بسته شدن نیاز به گشتاور زیادی دارند استفاده کرد.
تراکم پذیری زیاد هوا باعث شده تنظیم و ثابت کردن پیستونهای اکچویتور سخت باشد و همچنین رینگهای آب بندی لاستیکی در آنها باعث ایجاد محدودیت دمایی در کارکرد این نوع اکچویتورها شود. هرچند میتوان با به کار بردن قطعات کاملا فلزی در این اکچویتورها از آنها در محیطها و کاربردهای مختلفی استفاده کرد. یکی دیگر از مسائل در استفاده از اکچویتور پنوماتیکی تامین هوای کاملا تمیز برای منبع انرژی این سری اکچویتورهاست. هوای مورد استفاده در این اکچویتورها باید عاری از مواد خارجی و خشک باشد تا به تجهیزات اکچویتور آسیب نزند.
اکچویتور هیدرولیکی
از پر کاربردترین اکچویتورها در زمینه شیرآلات صنعتی هستند. زیرا قیمت مناسبی دارند و تامین کننده انرژی آنها که هوای فشرده است در اغلب محیطهای صنعتی در دسترس است. همچنین این نوع از اکچویتورها ساختار سادهتری نسبت به دو نوع دیگر دارند. از این بابت هزینه تعمیر و نگهداری پایینتری نیز دارند. این اکچویتورها دو نوع حرکت چرخشی و خطی را پوشش میدهند و بر روی سایزهای مختلف شیر نیز قابل نصب هستند.
هوای مورد نیاز این اکچویتور (Actuator) ها به راحتی و با هزینه کم قابل تامین است. اگر در محیط گرم کار کنند افزایش فشار هوا به عملکرد آن کمک خواهد کرد و همچنین هوای اضافی نیز به راحتی به محیط دفع میشود. اما با توجه به نیروی تقریبا کم سیستمهای پنوماتیکی نمیتوان از آنها برای شیرهای بزرگ که برای باز و بسته شدن نیاز به گشتاور زیادی دارند استفاده کرد. تراکم پذیری زیاد هوا باعث شده تنظیم و ثابت کردن پیستونهای اکچویتور سخت باشد.
همچنین رینگهای آب بندی لاستیکی در آنها باعث ایجاد محدودیت دمایی در کارکرد این نوع اکچویتورها شود. هرچند میتوان با به کار بردن قطعات کاملا فلزی در این اکچویتورها از آنها در محیطها و کاربردهای مختلفی استفاده کرد. یکی دیگر از مسائل در استفاده از اکچویتور پنوماتیکی تامین هوای کاملا تمیز برای منبع انرژی این سری اکچویتورها است. هوای مورد استفاده در این اکچویتورها باید عاری از مواد خارجی و خشک باشد تا به تجهیزات اکچویتور آسیب نزند.
انواع اکچویتور بر حسب نوع حرکت
اکچویتور خطی
این اکچویتور میتواند حرکت خطی تولید کند و مانند یک جک عمل کرده و نیروی زیادی نیز تولید میکند و در عین حال دقت بالایی دارد و از این بابت معمولا در آزمایشگاهها نیز از آن استفاده میشود اما معمولا نسبت به عملگر چرخشی فضای بیشتری اشغال میکند و از این بابت معمولا در کاربردهای خاصی از آن استفاده میشود.
اکچویتور چرخشی
این اکچویتورهای پنیوماتیکی ساختمان سادهای دارند، به طور خلاصه یک شفت دندانه دار که باید به شیر وصل شود در وسط قرار دارد و دو پیستون در دو طرف آن قرار گرفتهاند که با دندانهای به شفت متصل هستند. دو محفظه جدا از هم در یک اکچویتور وجود دارد که ناحیه درونی، بین دو پیستون و ناحیه خارجی، بین هر پیستون و دیواره قراردارد و کاملا از هم ایزوله هستند.
سیال محرک با پر و خالی شدن در این دو ناحیه باعث به حرکت درآمدن پیستون میشود. پیستون نیز با استفاده از دندههایی که آن را به شفت متصل کرده، گشتاور لازم برای چرخاندن شیر را تامین میکنند. اکچویتور تک و دو عملکردی از دیگر دسته بندیهای اکچویتورها است. در نوع تک عملکردی به جای محفظه خارجی پیستون که با پر شدن سیال در آن باعث حرکت شفت میشود.
فاکتورهای موثر در انتخاب اکچویتور
برندها و مدلهای گوناگونی از عملگر در بازار موجود است. بنابراین برای انتخاب یک اکچویتور مناسب باید فاکتورهای زیادی را بررسی کنیم. مانند هر خرید دیگری، فاکتورهای تاثیرگذار در خرید ما را نیازهای ما تعیین میکنند. یکی از مهمترین عاملهای تاثیرگذار در انتخاب اکچویتور، اندازه و نوع اتصال خروجی آن که به شیر است. بنابراین با توجه به نوع و اندازه اتصال شیر مورد نظر باید اکچویتور مناسب با آن را انتخاب کرد.
فاکتور دیگر تاثیرگذار در انتخاب اکچویتور، گشتاور خروجی ای است که میتواند تولید کند. شیرها با توجه به اندازه و نوعی که دارند، گشتاورهای مختلفی برای باز و بسته کردن آنها مورد نیاز است. بنابراین باید اکچویتوری انتخاب شود که بتواند گشتاور مورد نیاز برای باز و بسته کردن پمپ را تامین کند. در غیر اینصورت اکچویتور بیفایده خواهد بود.
زاویه چرخش اکچویتور ( Actuator )، دیگر فاکتور تاثیرگذار در انتخاب اکچویتور است. هر شیر با توجه به نوع آن و محلی که نصب شده است لازم است تا درصد خاصی باز و بسته شود، بنابراین اکچویتوری باید برای آن انتخاب شود که ارائه دهنده آن مقدار زاویه باشد.
همچنین دو پیچ بر روی اکچویتور قرار دارد که با استفاده از آن میتوان تا ۱۰ درجه، مقدار زاویه باز و بسته شدن شیر را تغییر داد. از دیگر فاکتورهای تاثیرگذار برای تهیه تجهیزات مکانیکی و الکتریکی میتوان به فشار و دمای کاری، استاندارد و .. اشاره کرد.
اکچویتورها را میتوان به دو دسته ساعتگرد و پاد ساعتگرد تقسیم کرد.
- دسته اول در ابتدا ساعتگرد چرخیده و شیر باز را میبندند.
- دسته دوم در ابتدا پادساعتگرد چرخیده و شیر بسته را باز میکنند.
این تقسیم بندی کمک میکند تا با توجه به اینکه شیر اغلب باز است یا بسته، از اکچویتور مناسبی استفاده کرد.
