صفر تا صد اکچویتور

اکچویتور ، عنصر نهایی سیستم های ابزار دقیق

اکچویتور یا عملگر (Actuator) بخش مهمی از تجهیزات ابزار دقیق به حساب می آیند که وظیفه آنان در سیستم کنترلی، تبدیل سیگنال کنترلی به سیگنال فیزیکی مورد نیاز فرآیند است. به عنوان مثال برای تغییر وضعیت یک شیر از حالت باز به بسته و برعکس نیاز به یک حرکت داریم که این حرکت توسط اکچویتور انجام می شود و برای همین هم به اکچویتور ها محرک نیز می گویند.
Actuator دستورات کنترلی را با کنترل پارامتر اندازه گیری شده اجرا می کند اما اکچویتور چیست؟ در واقع اکچویتور ها عملگران سیستم ما هستند. در بلوک دیاگرام زیر جایگاه اکچویتور ها را در یک سیستم کنترلی می بینیم. اکچویتور ها را می توان واسط بین سیستم و محیط پیرامون دانست.

دیاگرام اکچویتور

معرفی انواع اکچویتور :


همان طور که ذکر شد اکچویتور ها در خروجی خود یک حرکت مکانیکی به ما می دهند مانند موتور های الکتریکی. این عمل مکانیکی باید دارای سرعت و دقت مناسب باشد. اکچویتور ها با توجه به عامل تحریکشان انواع مختلفی دارند که عبارتند از:

1. اکچویتور پنوماتیک :

از هوای فشرده جهت عامل تحریک استفاده می کند. این اکچویتورها با توجه به قیمت پایینی که دارند از پرکاربرد ترین اکچویتور ها در زمینه شیر های صنعتی به حساب می آیند و البته اینکه تامین کننده انرژی آن ها هوای فشرده می باشد که اغلب در محیط های صنعتی در دسترس است، نیز دلیلی بر کاربرد زیاد آنان است.
 از دلایل کاربرد عملگر ها می توان به ساختار ساده آن ها اشاره کرد که باعث می شود هزینه های تعمیر و نگهداری پایین تری داشته باشند. توصیه می شود به جهت جلوگیری از آسیب دیدگی Actuator از واحد مراقبت پنوماتیک نیز استفاده شود تا هوای مورد استفاده آن ها بدون هیچ گونه مواد خارجی و خشک باشد. همچنین با توجه به استفاده آن ها از هوای فشرده، آن ها را اکچویتور بادی نیز می نامند. البته با توجه به تلفظ لاتین واژه Pneumatic برخی آن ها را عملگر های نیوماتیک نیز می خوانند.

اکچویتور پنوماتیکی

مزایای عملگر پنوماتیکی

  1. ارزان بودن و سادگی تهیه ی هوای فشرده
  2. حرکت آزادانه پیستون ها و عدم قفل شدگی
  3. هوای اضافی و خارج شده از سیستم بدون ایجاد مشکل به هوای آزاد برمی گردد.
  4. طراحی ساده
  5. هزینه های تعمیر و نگهداری پایین

معایب عملگر پنوماتیکی

  1. انرژی جنبشی کم
  2. با توجه به تراکم پذیری هوا، اکچویتور نمی تواند میله شیر متصل به پیستون را دقیقا در یک وضعیت نگه دارد.

2. اکچویتور هیدرولیکی :

 انواع مایعات می توانند منبع انرژی آن باشند در واقع این عملگرها با تبدیل انرژی هیدرولیک به مکانیکی می توانند باعث حرکت دادن، چرخاندن و یا بلند کردن یک تجهیز یا قسمتی از آن شوند. از آنجایی که مایعات تراکم پذیر نیستند یک عملگر هیدرولیکی میتواند نیروی بزرگی را تحمل کند و گشتاور بالایی ایجاد کند.

اکچویتور هیدرولیکی

مزایای عملگر هیدرولیکی :

  1. قابلیت ذخیره فشار هیدرولیکی
  2. آب بندی و عایق کاری کم هزینه
  3. قابلیت ایجاد نیرو بالا

معایب عملگر هیدرولیکی:

  1. انرژی جنبشی پایین
  2. ایجاد شبکه لوله کشی هیدرولیکی برای تامین فشار تعداد زیادی از اکچویتور مقرون به صرفه نیست
  3. در لوله های حامل سیال هیدرولیک ، افت فشار قابل توجهی ایجاد می شود.

3. اکچویتور برقی :

از انرژی الکتریکی برای کار استفاده می کند.  این سری ازActuator ها از اکچویتور های مدرن به حساب می آیند که از یک موتور الکتریکی استفاده می کنند و همچنین دارای گیربکس و لیمیت سوئیچ نیز هستند. به کمک گیربکس می توان سرعت و یا گشتاور عملگر را کنترل کرد. این اکچویتور ها با توجه به اینکه سیالی برای عملکردشان ندارند تجهیز تمیزی به حساب می آیند و معمولا قیمت بالایی دارند ولی با توجه به اینکه قطعات متحرک کمتری دارند، تعمیر و نگه داری آنان ساده است.

خرید اکچویتور برقی

مزایای عملگر الکتریکی :

  1. دارای قابلیت تغییر سرعت موتور به کمک گیربکس و رسیدن به سرعت مطلوب
  2. موتور الکتریکی را می توانید به سادگی در سیستم کنترلی مدیریت کنید.
  3. عدم ایجاد آلودگی و یا رطوبت در محیط
  4. تامین انرژی ساده
  5. عدم ایجاد نوسان در خروجی
  6. دارای طراحی های فشرده و کوچک

معایب عملگر الکتریکی :

  1. قیمت نسبتا بالا
  2. در صورت قطع انرژی الکتریکی در همان وضعیت باقی می مانند.

انواع Actuator برحسب نوع حرکت

خرید اکچویتور خطی و دورانی

1. اکچویتور خطی :

این Actuator ها حرکت خطی ای را تولید می کنند و عملکردی به مانند یک جک دارند. علاوه نیروی بالا، دقت بالایی نیز دارند و مناسب برای آزمایشگاه ها هستند و نسبت به اکچویتور های دورانی فضای کمتری را اشغال می کنند.

اجزای اکچویتور خطی

اجزای اکچویتور خطی

2. اکچویتور دورانی :

حرکت تولیدی این اکچویتورها به صورت دورانی یا چرخشی (روتاری) می باشد. ساختار این اکچویتور ها نیز ساده است و به صورت مختصر یک شفت دندانه دار که باید به ولو (شیر) وصل شود در وسط قرار دارد و دو پیستون در دو طرف آن قرار گرفته‌اند که با دندانه‌ای به شفت متصل هستند. در واقع دو محفظه جدا از هم در یک عملگر وجود دارد که  ناحیه درونی، بین دو پیستون و ناحیه خارجی، بین هر پیستون و دیواره قراردارد و کاملا از هم ایزوله هستند.  سیال اکچویتور با پر و خالی شدن در این دو ناحیه باعث به حرکت درآمدن پیستون می‌شود.  پیستون نیز با استفاده از دنده ‌هایی که آن را به شفت متصل کرده، گشتاور لازم برای چرخاندن شیر را تامین می‌ کنند. 

عملگرهای دورانی نیز یه دو دسته تقسیم بندی می شوند:

1. دورانی با زاویه محدود (Part-turn)

2. دورانی پیوسته (Multi-turn)

انواع Actuator بر حسب ساختار داخلی


1. تک عملکردی (Single Acting) :

این مدل به مدل عملکرد با کمک فنر بازگشتی (spring return) نیز معروف است چرا که در ساختار آن ها یک فنر وجود دارد که با خروج سیال ، وضعیت اکچویتور را به حالت اولیه برمی گرداند. در واقع برای کنترل ولو ما فقط لازم است یک طرف اکچویتور را تحت فشار قرار دهیم.

2. دو عملکردی (Double Acting) :

در این اکچویتور ها باز و بسته شدن و تغییر وضعیت Actuator فقط با کمک سیال انجام می شود. ورود سیال در یک بخش باعث باز شدن و ورود از سمت دیگر باعث بسته شدن می شود. در واقع برای کنترل ولو ما باید دو طرف اکچویتور را به صورت متناوب تحت فشار قرار دهیم

در کاربرد های مثل کنترل ولو ها، شیر های توپی و چوک ولو ها (choke valve) معمولا هر دو نوع ذکر شده استفاده می شوند. و می توان گفت تقریبا گشتاور تولیدی آن ها مساوی است (در برخی موارد مشابه دو عملکردی ممکن است بیشتر باشد) در شکل زیر در یک مثال از اکچویتور هیدرولیک یا پنوماتیک خطی تفاوت این دو مدل را بررسی می کنیم:

عملکرد اکچویتورها

مقایسه اکچویتور Single acting و Double acting

کاربرددو عملکردیفنر بازگشتی
گشتاورکم تا خیلی زیادکم تا زیاد
سیستم ایمنی (SDV)کمی پیچیده، انتخاب دومساده، قابل اطمینان، بهترین انتخاب
Fail در آخرین موقعیتبهترین انتخابگران قیمت، انتخاب دوم
کنترل ولو و چک ولومناسب برای سایز های بالای 10 اینچ و همچنین کاربرد های بافشار بالا
مناسب برای سایز های 8 اینچ و به پایین

ممکن است مدل های دیگری از اکچویتور ها را شنیده باشید که در دسته بندی های فوق نباشند. لذا در ادامه به معرفی برخی از مدل های معروف می پردازیم:

  1. اکچویتورهای دیافراگمی: نوعی از اکچویتور های پنوماتیک به حساب می آیند. عملکرد اکچویتورهای دیافراگمی به این صورت است که هوای فشرده به دیافراگم (غشای انعطاف پذیر) اعمال می شود.
  2. اکچویتورهای پیستونی: این سری از اکچویتور ها نیز از جمله اکچویتور های پنوماتیک است که قابلیت تاب آوری در فشار های بالا را دارد.
  3. اکچویتور دستی: در این مدل از اکچویتور ها یک چرخ دستی وجود دارد که به کمک آن نیز میتوان وضعیت عملگر را از باز به بسته و بلعکس تغییر داد.
  4. سلف اکچویتد ولو: این اکچویتورها نیازی به دریافت سیگنال کنترلی ندارند و با توجه به فشار سیال درون خود باز و بسته می شوند.

کاربرد اکچویتور :


پرکاربردترین موارد استفاده از اکچویتورها در باز و بسته کردن ولو می باشد.  معمولا از اکچویتورها در مواردی که از لحاظ ایمنی نیاز به قطع سریع جریان باشد و یا گشتاور زیادی مورد نیاز باشد، لزوم دسترسی به شیر از راه دور بوده و یا دسترسی سریع مورد نیاز است، استفاده می‌‌شود. اکچویتور ها در ساده ترین کاربرد های روزانه ما نیز هستند و ایفای نقش می کنند. مثلا هنگامی که به فروشگاهی می رویم و درب به صورت اتوماتیک باز می شود، در واقع این عملگر ها هستند که درب را باز می کنند.

برای استعلام قیمت و خرید انواع اکچویتورهای پنوماتیکی، هیدرولیکی و الکتریکی از طریق شماره‌ تلفن های: 09912055724 | 88522276 021 | 86121894 021 با کارشناسان سایت اینرژی تماس بگیرید.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا