عملگر

عملگر الکتریکی
عملگر هیدرولیکی
عملگر پنوماتیکی

عملگر چیست؟

دسته ای از تجهیزات ابزار دقیق می‌‌باشد که وظیفه آن، تبدیل سیگنال کنترلی به سیگنال فیزیکی مورد نیاز فرآیند است. باز کردن یک ولو ایجاد یک حرکت است، برای همین به اکچویتورها عملگر یا محرک گفته می شود. عملگر ‌ها با کنترل پارامتر اندازه گیری شده، دستورات کنترلی را اجرا می‌کنند. در شکل زیر جایگاه عملگر ‌ها را در یک سیستم کنترلی می‌‌بینیم. اکچویتورها را می‌توان واسط بین سیستم کنترلی و محیط اطراف دانست.

عملگر در سیستم کنترلی

عملگر در سیستم کنترلی

عملگر یا Actuator سیگنال کنترلی را به یک عمل مکانیکی تبدیل می‌کنند مانند موتور الکتریکی. این عمل مکانیکی باید ویژگی‌هایی داشته باشد: به اندازه کافی سریع باشد، دقیق باشد و حداقل انرژی ممکن را لازم داشته باشد. عملگرها می‌توانند مبتنی بر هیدرولیک، پنوماتیک، الکتریکی، حرارتی ویا مکانیکی باشند اما اغلب توسط کنترل کننده‌ها هدایت می‌شوند.

  • عملگرهای الکتریکی از انرژی الکتریکی برای کار استفاده می‌‌کنند.
  • عملگرهای هیدرولیکی از انواع مایعات به عنوان منبع انرژی استفاده می‌‌کنند.
  • عملگرهای پنوماتیک توسط هوای فشرده کار می‌‌کنند.

پرکاربردترین موارد مصرف عملگر ‌ها در باز و بسته کردن شیرها است. معمولا از عملگر ‌ها 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 عملگر ‌ها بسته به نوع منبع انرژی و حرکتی که ایجاد می‌‌کنند به دسته‌های: الکتریکی، هیدرولیکی، پنوماتیکی یا حرکت خطی و دورانی تقسیم می‌شوند.

کاربرد عملگرها

به عبارت بسیار ساده، محرک، عملگر یا اکچویتور وسیله ای است که باعث حرکت یا کارکردن چیزی می‌‌شود. هر یک از ما هر روز حداقل از یک عملگر استفاده می‌‌کنیم. بیایید به چند نمونه از عملگرها نگاه کنیم.

  • کاربرد عملگر در درب فروشگاه مواد غذایی

وقتی به فروشگاه مواد غذایی می‌‌رویم، درب به صورت خودکار برای ما باز می‌‌شود. عملگرها در را باز می‌‌کنند.

کاربرد عملگرها - درب فروشگاه
  • کاربرد عملگر در صندلی ماشین

ما می‌‌توانیم صندلی ماشین را به جلو یا عقب حرکت دهیم بدون اینکه خودمان ان را هل دهیم. محرک صندلی را به حرکت در می‌‌آورد.

کاربرد عملگرها - صندلی خودرو

معرفی عملگر ها بر حسب نوع حرکت

1. عملگر 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.

2. عملگر چرخشی یا دورانی

این عمل کننده یا اکچویتور می‌تواند با حرکت دورانی یا چرخشی چیزی را حرکت دهد. این عملگر ‌ها 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 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 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. عملگر تک و دو عملکردی از دیگر دسته بندی‌های عملگر ‌ها است. در نوع تک عملکردی به جای محفظه خارجی پیستون که با پر شدن سیال در آن باعث حرکت شفت می‌شود.

در این حالت از فنر بهره می‌گیریم به صورتی که با پر شدن سیال در محفظه بین پیستون‌ها، هر دو پیستون حرکت می‌کنند و از هم دور می‌شوند و فنر را که یک سر آن به دیواره اکچویتور و یک سر آن به پیستون است را فشرده می‌کنند. با خالی شدن سیال از محفظه بین دو پیستون، فنر که در مرحله قبل جمع شده بود، باز شده و پیستون را به حالت قبلی برمیگرداند.

معرفی انواع عملگرها از منظر عامل حرکت

عمل کننده یا اکچویتور برقی

نوع مدرن عملگر ها هستند که از یک موتور الکتریکی برای تامین انرژی مورد نیاز بهره می‌­‌گیرد. این نوع عملگر ­ها از یک موتور الکتریکی، سیستم کنترلی، گیربکس و سوئیچ حدی تشکیل می‌­‌شوند. در این عملگر ­ها با استفاده از گیربکس، سرعت موتور الکتریکی را کاهش داد و به سرعت دورانی مطلوب رسید.

گیربکس باعث می‌­‌شود دقت و پایداری مناسبی در عملگر بوجود آید. سیستم کنترلی موجود در این عملگر ­ها کنترل کردن این عملگر ها 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 عملگر ها برق است آلودگی و نشتی ندارند و تجهیز تمیزی به حساب می‌‌­آیند. این عملگر ها قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با توجه به اینکه قطعات متحرک کمی دارند هزینه تعمیر نگهداری پایینی دارند.

عمل کننده یا 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 عملگر ها ساختار ساده‌­تری نسبت به دو نوع دیگر دارند و از این بابت هزینه تعمیر و نگهداری پایین‌­تری نیز دارند. این عملگر ها دو نوع حرکت چرخشی و خطی را پوشش می‌‌­دهند و بر روی سایز­­های مختلف شیر نیز قابل نصب هستند.

هوای مورد نیاز این عملگر 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 و همچنین رینگ­های آب بندی لاستیکی در آن­ها باعث ایجاد محدودیت دمایی در کارکرد این نوع عملگرها شود. هرچند می‌­توان با به کار بردن قطعات کاملا فلزی در این عملگرها از آن­ها در محیط‌­ها و کاربرد­های مختلفی استفاده کرد. یکی دیگر از مسائل در استفاده از عملگر پنوماتیکی تامین هوای کاملا تمیز برای منبع انرژی این سری عملگر هاست. هوای مورد استفاده در این عملگر ها باید عاری از مواد خارجی و خشک باشد تا به تجهیزات عملگر آسیب نزند.

عملگر یا اکچویتور هیدرولیکی

عملگرهای هیدرولیکی از انواع مایعات به عنوان منبع انرژی استفاده می‌‌کنندو با تبدیل انرژی هیدرولیک به مکانیکی عملکردی مانند حرکت دادن، چرخاندن و بلند کردن دارندو خروجی آن‌ها می‌تواند به دوصورت خطی و یا چرخشی باشد. باتوجه به عدم تراکم پذیری مایعات یک محرک هیدرولیکی می‌تواند نیروی بزرگی را تحمل کند. این عملگرها گشتاور بالایی دارند و برای صنایع بزرگ مناسب هستند.

فاکتورهای موثر در انتخاب عملگر یا اکچویتور

برند­ها و مدل­های گوناگونی از عملگر در بازار موجود است. بنابراین برای انتخاب یک عملگر 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 عملگر ، 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 عملگر ، 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 عملگری انتخاب شود که بتواند گشتاور مورد نیاز برای باز و بسته کردن پمپ را تامین کند. در غیر اینصورت عملگر بی‌فایده خواهد بود.

زاویه چرخش عملگر (Actuator)، دیگر فاکتور تاثیرگذار در انتخاب عملگر است. هر شیر با توجه به نوع آن و محلی که نصب شده است لازم است تا درصد خاصی باز و بسته شود، بنابراین عملگری باید برای آن انتخاب شود که ارائه دهنده آن مقدار زاویه باشد.

همچنین دو پیچ بر روی عملگر قرار دارد که با استفاده از آن می‌­توان تا 10 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.

عملگر ها 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 عملگر مناسبی استفاده کرد.

خلاصه آنچه در مورد عملگرها بیان شد

بیایید آنچه را که در مورد آن صحبت کردیم، جمع بندی کنیم.

  • اکچویتور وسیله ای است که باعث حرکت یا کارکرد چیزی می‌شود.
  • محرک انرژی دریافتی از منبع را به انرژی فیزیکی مکانیکی تبدیل می‌کند.
  • منبع انرژی می‌تواند به سه شکل زیر باشد:
    • پنوماتیک
    • برقی
    • هیدرولیک
  • یک محرک می‌تواند چیزی را دریک خط مستقیم، که به آن خطی گفته می‌‌شود، یا در یک حرکت دایره ای که به آن چرخشی می‌گویند، حرکت دهد.

بهترین وبسایت فروش عملگر

فروشگاه اینترنتی اینرژی به عنوان جامع ترین و تخصصی‌ترین فروشگاه اکچویتور یا عملگر های ابزار دقیق با ارائه تنوع زیاد در لیست عملگر ها و ارائه قیمت عملگرها با بهترین نرخ همواره در ایران پیشتاز بوده است. شما می‌توانید انواع عملگر ها را در دسته‌هایی بر اساس عامل تحریک و منبع انرژی با برندهای مختلف در این وب سایت مشاهده بفرمایید.