Mekaaninen toimilaite: Suunnittelu, työskentely ja sen sovellukset

Sähkökoneissa toimilaite on olennainen komponentti, jota käytetään järjestelmän tai laitteen siirtämiseen ja ohjaamiseen. Toimilaite käyttää energialähdettä ja myös ohjauslaitetta. Yleensä ohjauslaite on venttiili. Kun ohjauslaite saa ohjaussignaalin, toimilaite reagoi välittömästi muuttamalla energialähteen mekaaniseksi liikkeeksi. Saatavilla on erilaisia ​​toimilaitteita, kuten pehmeät, hydrauliset, pneumaattiset, sähköiset, lämpö/magneettiset ja mekaaniset toimilaitteet. Joten tässä artikkelissa käsitellään yhtä toimilaitteiden tyyppiä mekaaniset toimilaitteet – sovellusten parissa työskenteleminen.

Mikä on mekaaninen toimilaite?

Mekaaninen toimilaite on laite, joka käyttää virtalähdettä fyysisen liikkeen saavuttamiseen. Nämä toimilaitteet ovat tärkeitä ja saatavilla lähes jokaisessa automaattikoneessa. Näissä toimilaitteissa käytetyt teholähteet ovat; sähkövirta, pneumaattinen ja hydraulinen, joita käytetään manuaalisesti tai kytketään päälle/pois automaattisen järjestelmän kautta. Mekaanisen toimilaitteen tehtävänä on muuttaa liikettä pyörivästä lineaariseen vaihteiston avulla eri nopeudella. Mekaaniset toimilaitteet luokitellaan johtoruuveiksi, kuularuuveiksi, hammastanko- ja hammaspyörästöiksi, hihnakäyttöisiksi jne. Mekaanisen toimilaitteen kaavio on esitetty alla.

Mekaanisen toimilaitteen toimintaperiaate

Mekaanisen toimilaitteen toimintaperiaate on suorittaa liike muuttamalla pyörivä liike lineaariseksi liikkeeksi. Joten mekaanisen toimilaitteen toiminta riippuu pääasiassa rakenteellisten komponenttien yhdistelmistä, kuten kiskoista ja vaihteista tai ketjuista ja hihnapyöristä.

Mekaanisen toimilaitteen suunnittelu

Mekaaninen toimilaite on suunniteltu käyttämällä erilaisia ​​​​komponentteja, mutta eniten aktivoivat komponentit ovat moottori, vaihteisto, ruuvikokoonpano ja jatkoputki. Nämä toimilaitteet toimivat normaalisti muuttamalla liikettä pyörivästä lineaariseen.

Moottori

Tässä toimilaitteessa käytetty moottori on tasavirtamoottori, jossa kaikki toimilaitteen teho tuotetaan.

Gearing

Vaihteisto on suunniteltu muovista tai teräksestä, jota käytetään muuttamaan käyttömekanismin nopeuden ja käytettävien osien nopeuden välistä suhdetta. Vaihteisto kytketään yksinkertaisesti virtalähteeseen, kuten moottoriin.

Ruuvi

Tämä toimilaite toimii ruuvilla. Joten kääntämällä toimilaitteen mutteria, ruuvin akseli liikkuu linjan sisällä.

Jatkoputki

Jatkoputkea kutsutaan myös sisäputkeksi, joka on yleensä valmistettu ruostumattomasta teräksestä tai alumiinista. Tämä putki on yhdistetty kierteitettyyn käyttömutteriin ja ulottuu ja vetäytyy, kun mutteri kääntyy pyörivää karaa pitkin.

Kun toimilaitteen moottori saa virtaa, se pyörittää vaihteistoa. Joten tämä vaihteisto yksinkertaisesti moninkertaistaa vääntömomentin ja laskee moottorin nopeutta. Hammaspyörät pyörittävät ruuvia ja ruuvin mutteri liitetään yksinkertaisesti jatkoputkeen ja siirretään sisään tai ulos ruuvin suunnan mukaan.

Useissa toimilaitteissa on käärejousi, joka pitää kuorman, kun moottori ei toimi. Tämä käärejousi pitää kuorman mihin tahansa suuntaan työntämällä tai vetämällä ilman virtaa. Eri toimilaitteissa käytettävät ruuvit ovat johdinruuveja tai kuularuuveja.

Mekaaniset toimilaitteet

Markkinoilla on kolmenlaisia ​​mekaanisia toimilaitteita, pneumaattisia tai paineilma-, hydrauli- tai nestepaine- ja sähkötoimilaitteita.

Pneumaattiset toimilaitteet

Pneumaattinen toimilaite käyttää painekaasua tai paineilmaa ohjatun liikkeen muodostamiseen. Nämä toimilaitteet ovat monipuolisia ja niitä voidaan muokata käytettäväksi missä tahansa projektissa. Tämän toimilaitteen tärkein etu on; se on erittäin yksinkertainen käyttää ja on turvallinen vaihtoehto sekä hydraulisille että sähköisille toimilaitteille, koska ne eivät tarvitse sähköä tai sytytystä toimiakseen. Tämän toimilaitteen suurin haittapuoli on, että kompressorin tulee käydä jatkuvasti työpaineen ylläpitämiseksi riippumatta siitä, käytetäänkö laitetta vai ei.

Hydraulinen toimilaite

Hydraulinen mekaaninen toimilaite käyttää nestepainetta mekaanisen liikkeen tekemiseen. Näitä toimilaitteita käytetään siis pääasiassa aina, kun järjestelmän tai koneen toimintaan tarvitaan huomattava määrä tehoa. Näitä on yleisesti saatavilla raskaissa koneissa, joissa hydraulitehoa ohjataan yksinkertaisesti sylinterissä olevan nesteen määrällä. Kun nestettä lisätään, syntyy painetta ja painetta lasketaan vähentämällä nestettä. Vaikka nämä toimilaitteet ovat erittäin hyödyllisiä, kun tarvitaan suuritehoista energiaa, ne ovat luonnossa haihtuvia ja tarvitsevat erittäin koulutettuja mekaniikkoja toimiakseen ja huoltaakseen. Tietääksesi lisää Hydraulinen toimilaite .

Sähkötoimilaite

Sähkötoimilaitetta käytetään muuttamaan energiaa sähköisestä mekaaniseksi sähkövirtalähteestä. Sähkötoimilaitetta käytetään venttiilien käyttöön, ruoan ja juoman valmistukseen, materiaalinkäsittely- ja leikkauslaitteisiin. Yleensä nämä ovat erittäin helppoja huoltaa verrattuna hydrauliseen toimilaitteeseen ja tarjoavat suuren tarkkuuden. Katso tästä linkistä lisätietoja Sähköinen toimilaite .

Näiden toimilaitteiden tärkeimmät haitat ovat; ne eivät sovellu kaikkiin ympäristöihin ja vaativat hallintaa ylikuumenemistaipumusten varalta. Näillä toimilaitteilla ei ole luotettavaa asentoa, jos teho häviää, ja niiden keskimääräinen vikaantuminen on korkeampi kuin pneumaattisen toimilaitteen.

Ominaisuudet

Pneumaattisten ja sähköisten toimilaitteiden ominaisuudet on lueteltu alla.

Hyödyt ja haitat

Mekaanisten toimilaitteiden etuja ovat seuraavat.

• Nämä toimilaitteet ovat erittäin helppokäyttöisiä.
• Tarkkuustaso on korkea.
• Nämä ovat kustannustehokkaita.
• Nämä ovat monipuolisia ja muokattavissa.
• Nämä ovat erittäin turvallisia.
• Sen suorituskyky on pitkäikäinen.
• Laajennettu luotettavuus
• Helppo asennus ja asennus
• Liikeohjaus on tarkempi.
• Vähemmän melua.
• Vähemmän huoltoa.
• Energiankulutus on pienempi.
• Ei vuotoja ja täydellinen valikoima kokoja, vaihtoehtoja ja kokoonpanoja.

The mekaanisten toimilaitteiden haittoja ovat seuraavat.

• Sähkötoimilaite on pneumaattiseen verrattuna vähemmän kustannustehokas.
• Kova työympäristö
• Jos virta katkeaa, vikaturva-asentoa ei ole.
• Pneumaattisessa toimilaitteessa kompressorin tulee käydä jatkuvasti
• Hydraulisten toimilaitteiden luonne on epävakaa.
• Hydrauliset toimilaitteet tarvitsevat erittäin koulutettuja mekaanikkoja.
• Nämä ovat erittäin herkkiä tärinälle

Sovellukset

Mekaanisten toimilaitteiden sovelluksia ovat seuraavat.

• Mekaanisia toimilaitteita käytetään kääntämään pyörivä liike lineaariliikkeeksi.
• Nämä ovat käyttökelpoisia, kun tarvitaan lineaarisia liikkeitä, kuten korkeus, translaatio ja lineaarinen asemointi.
• Tämä toimilaite yksinkertaisesti toimii muuttamalla yhdenlaista liikettä toiseksi käyttämällä hihnapyöriä, vaihteita, ketjuja jne.
• Nämä toimilaitteet muuttavat sähköisen i/p-signaalin mekaaniseksi herätevoimaksi. Näitä käytetään yhdessä erillisen säteilijän kanssa hajautetun tilan kaiuttimissa ja aktiivisissa ohjaussovelluksissa tärinän ja melun vaimennusta varten.
• Nämä laitteet tarjoavat yksinkertaisesti rajoitettuja ja kontrolloituja liikkeitä, joita käytetään manuaalisesti, sähköisesti tai erilaisilla nesteillä, kuten hydrauliikalla, ilmalla jne.

Tämä on siis yleiskatsaus mekaanisesta toimilaite – toimiva sovellusten kanssa. Tässä toimilaitteessa sisäiset mekanismit, joita käytetään i/p-tehon muuntamiseen liikkeeksi, eroavat pääasiassa aiotun lähtösuunnan ja käytetyn teholähteen mukaan. O/p-liikkeen suunta on joko pyörivä tai lineaarinen. Yleensä nämä toimilaitteet ovat erittäin tehokkaita verrattuna sähkömagneettisiin tyyppeihin, joita käytetään korkean vääntömomentin sovelluksissa. Tässä on sinulle kysymys, mikä on toimilaite?