محرک های هیدرولیک ...
محرک های پنوماتیکی. ...محرک های چرخشی انرژی پنوماتیک، هیدرولیک یا الکتریکی را به چرخش مکانیکی تبدیل می کنند. محرک های چرخشی پنوماتیک از فشار هوای فشرده برای ایجاد حرکات چرخشی نوسانی استفاده می کنند. دو نوع متداول ترین پیکربندی محرک های دوار پنوماتیک شامل پیکربندی قفسه و پینیون و پره است.
محرک های الکتریکی ...
محرک های حرارتی و مغناطیسی ...
محرک های مکانیکی ...
محرک های پلیمری فوق سیم پیچ.
Actuator دستورات کنترلی را با کنترل پارامتر اندازه گیری شده اجرا می کند اما اکچویتور چیست؟ در واقع اکچویتور ها عملگران سیستم ما هستند.
تو قسمتهای هواپیما عاشق این هستم البته تو هر وسیله ای هست تو هوافضا بری کنترل شیرها و پمپها خیلی کاربرد داره کنترل بالها کلا معرفی کنم عملگر یا اکچويتور (actuator) در يک لوپ کنترلی به صورت ساده به ابزاری اطلاق میشود که یکی از صورت‌های انرژی را به حرکت از نوع دورانی یا طولی تبديل می‌کند و باعث اعمال نيرو میشود. به عبارت دیگر اکچوئيتور تجهيز الکتریکی یا پنوماتیکی یا هیدرولیکی یا دستی است که انرژی را تبديل به حرکت دورانی یا طولی می‌کندمن باید بفهمم آیا راهی برای دستیابی به حداقل 60 هرتز حرکت خطی با حداقل 5 میلی متر حرکت وجود دارد که قصد دارم دستگاه بینایی را پایدار کنم (نه چرخان) باید تا حد امکان کوچک و سبک باشد. (شاید 50 میلی متر طول و 10-15 میلی متر قطر یا اطراف آنها) (کمتر از 500 گرم) بار حدود 50 گرم خواهد بود. سیم پیچ های صوتی وجود دارند می توانم به عنوان مثال از شیر برقی استفاده کنم یا شما چه چیزی را توصیه می کنید؟
محرک حرکت
چند دستورالعمل برای کمک به جستجو:
حداکثر جابجایی: +/- 5 میلی متر. فرکانس: 60 هرتز = 377 راد بر ثانیه.
حالا مقداری ریاضی:
$x = 0.005 \sin{(377 t)} \\
v = (377)(0.005) \cos{(377 t)} \\
a = -(377^2)(0.005) \sin{377 t)} \\$
سپس، مقادیر حداکثر در هر جایی است که تابع تریگ خاص برابر با 1 باشد، بنابراین:
$x_{\mbox{max}} = 0.005 \mbox{m}\\
v_{\mbox{max}} = 1.9 \mbox{m/s}\\
a_{\mbox{max}} = 710 \mbox{m/s}^2 \approx 72 \mbox{g}\\$
اکنون، F=ma، بنابراین پیک نیرویی که اعمال می‌کنید این است:
$F = ma \\
F = (0.3)(710) \\
F = 213 \mbox{N} \\$
اوج قدرت نیرو ضربدر سرعت است.
$P = (213)(1.9) \\
P = 405 W \\$
طبق دستورالعمل شما، شما می خواهید (من فرض می کنم) استوانه ای با طول 0.05 متر و قطر 0.01 متر. این به این معنی است که حجم (تقریبا)
$V = Ah \\
V = \pi r^2 h \\
V = \pi (0.005)^2 (0.05) \\
V = 0.00000393 \mbox{m}^3 \\
V = 0.00393 \mbox{liters} \\
V = 3927 \mbox{mm}^3 \\$
اکنون، می‌توانید چگالی توان را بررسی کنید و ببینید که 405 وات اوج قدرت در فضای 0.00393 لیتری یا چگالی توانی در حدود [خطای پردازش ریاضی] یا تقریباً چگالی توان موتور فراری می‌خواهید.
فاصله بین محرک خطی و پنل خورشیدی لولایی چقدر است
ن در حال طراحی یک پنل خورشیدی هستم که می تواند توسط یک محرک خطی در زیر آن بلند شود، تصویر ایده من را به خوبی نشان می دهد، اما هنوز نمی توانم محاسبه کنم که محرک خطی چقدر باید از نقطه لولایی پنل خورشیدی فاصله داشته باشد. . می دانم که نیروی محرک من 1500 نیوتن است، بنابراین می خواستم ریاضیات و فرمول ها فاصله بین آن نقاط را محاسبه کنم، جایی که می توانم چرخش پانل خورشیدی را حدود 80 درجه، حداکثر بیشتر کمتر از 80 و حداقل یک را انجام دهم. 0 درجه در مقایسه با زمین، اما همچنان قادر به بلند کردن آن با 1500 نیوتن نیرو است. من می دانم که فرمول نیروی فشار محرک در این مورد F = 2mg/tan (زاویه محرک و کف)-tan (زاویه نقطه لولایی پنل خورشیدی) است.
شما به یک نمودار بدنه آزاد نیاز دارید که تمام نیروهای وارده را توصیف کند، به عنوان تابعی از شیب پانل، θ. شما همچنین باید مکان مرکز جرم و همچنین مکان جایی که نیروها در آنجا عمل می کنند را توضیح دهید.
فرض کنید فواصل a و b را در بالا می‌دانید، وقتی پانل صاف است، واقعی در فاصله a+b از محور قرار می‌گیرد. در این پیکربندی هیچ مقدار نیرویی پانل را بلند نمی کند مگر اینکه نیروی محرک F بالای محور باشد.
به طور کلی، با زاویه شیب θ، محرک مقداری را جابجا می کند
$x =a + b - a \cos \theta - \sqrt{b^2-a^2 \sin^2 \theta} \tag{1}$
اکنون پایه کوچکی که روی پانل به سمت بالا فشار می آورد، یک عضو دو نیروی (بدون بارگذاری جانبی) است که به معنای بار ترکیبی F و $B_y $در طول آن است. یا، پینی که پانل را به سمت بالا هل می دهد، گشتاور صفر اعمال شده از پایه است.
این زمانی اتفاق می افتد که
$\frac{ B_{\rm y}}{F} = \tan^{-1} \left( \frac{a}{b} \sin \theta \right)
\tag{2}$
اکنون معادلات موازنه نیرو هستند
$\begin{array}{c} A_{\rm x} -F = 0 \\ A_{\rm y} + B_{\rm y} - m g = 0 \end{array} \tag{3}$
و تعادل گشتاور در پیوت است
$(a+b-x) B_{\rm y} - \tfrac{L}{2} m g \cos \theta = 0 \tag{4}$
تمام معادلات فوق (4 معادله و 4 مجهول) نیروی محرک مورد نیاز را به دست می دهند
$\boxed{ F = \tfrac{L}{2} m g \frac{ \cos \theta \sqrt{b^2-a^2 \sin^2 \theta}}{a ( a+b-x) \sin \theta} } \tag{5}$
توجه داشته باشید که اوج بار زمانی اتفاق می افتد که در حداقل زاویه ای که مکانیسم در آن قرار می گیرد.
شما می توانید نیرو را در زوایای کوچک به صورت تقریبی تخمین بزنید
$F \approx \tfrac{L}{2} \frac{b \,m g}{a(a+b) \sin \theta}$
برای یافتن ترکیب a، b و θ که با محرک شما مطابقت دارد، از موارد بالا استفاده کنید.
انواع اکچویتور (Actuator) از منظر عامل حرکت
از نگاه زاویه چرخش می توان اکچویتور را به دو دسته زیر تقسیم کنیم
ساعت گرد
پاد ساعتگرد
ساعت گرد یعنی در ابتدا در جهت ساعتگرد شیر را باز میکنه پادساعت گرد یعنی در خلاف جهت عقربه های ساعت شیر را ببنده این تقسیم بندی کمک میکنه تا با توجه به اینکه شیر اغلب باز است یا بسته، از اکچویتور مناسبی استفاده کرد.
از دیدگاه نوع حرکت و از نظر عامل حرکت، اکچویتور به دسته بندی های متفاوتی تقسیم می شود. که به 3 دسته کلی تقسیم می شوند:
اکچویتور Gas Over Oil (GOV)
عملگر برقی (ELECTRICAL ACTUATOR)
عملگر نیوماتیکی (PNEUMATIC ACTUATOR)
عملگر هیدرولیکی (HYDRAULIC ACTUATOR)
اکچویتور برقی یا الکتریکی (MOV)
این عملگرهای جدید و پیشرفته به یک موتور الکتریکی تجهیز شده اند. بنابراین برای تحریک شیر از راه دور یا حتی به صورت دستی از موتور الکتریکی خود استفاده می کنند. علاوه بر این به گیربکس، سوئیچ و سیستم کنترل نیز مجهزند.
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.
تامین انرژی موتور الکتریکی در صنعت کار بسیار آسانی است.
از نطر اندازه این اکچویتورها کوچک هستند و این یک امتیاز به حساب می آید.
موتور الکتریکی با کمترین نوسان ممکن انرژی الکتریکی موردنیاز را تامین می کند.
موتور الکتریکی قطعه بسیار تمیزی است و باعث رطوبت یا آلودگی هوا نمی شود.
وجود گیربکس باعث می شود تا سرعت موتور الکتریکی را کاهش داده و کنترل نمود.
عملکرد موتور الکتریکی دقیق و پایدار ایست. البته وجود گیربکس به این ثبات کمک می کند.
تعمیر و نگهداری موتورهای الکتریکی راحت. چون قطعات متحرک کمی دارند.
از منظر مصرف انرژی هم بازده بالایی دارند. چون منبع تغذیه آنها برق است. بنابراین نشتی و آلودگی ندارند.
در صورت انرژی الکتریکی، موتور از کار افتاده و اکچویتور در همان وضعیت باقی می ماند.
اکچویتور نیوماتیکی(Pneumatic actuators)
نیروی باد یا پنوماتیک نیرویی با اندازه و قدرت زیاد و در عین حال قابل اطمینان و سالم است که هیچ ضرری برای محیط زیست ندارد. به همین دلیل ااکچویتور نیوماتیکی یکی از پر کاربردترین انواع اکچویتور در صنعت است. نیروی اولیه مورد استفاده در این عملگرها نیروی باد یا فشار هواست که در کارگاه های صنعتی به راحتی یافت می شود. دلیل نام گذاری این قطعه هم همین است. این تغییرات فشار هوا در راستای تعریف شده است که باعث تولید نیروی مورد نیاز در این دستگاه می شود.
اکچویتور نیومات کم خطاترین نوع اکچویتور است. وقتی در مجاورت هوای گرم یا یک منبع گرمایی قرار می گیرد، هوای فشرده آن هم گرم شده و عملکرد اکچویتور بهبود هم می یابد.
امکان خراب شدن آن به نسبت سایر مدل ها کم است .
عملکرد آن راحت است و هوای خارج شده و اصافی دستگاه به راحتی به هوای آزاد بر می گردد.
در انواع شیرهای صنعتی با اندازه های متفاوت و همچنین شیرهای با حرکت دورانی و خطی به کار می رود.
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.
هوای مورد استفاده باید به دور از هر گونه ناخالصی و مواد خارجی باشد. اگر چنین نباشد یا هوا به اندازه کافی خشک نباشد، قطعات موتور در معرض خوردگی قرار می گیرند. از طرفی ثابت نگه داشتن تراکم هوای فشرده کار آسانی نیست و نمی توان میله شیر متصل به پستون را در یک وضعیت ثابت و دقیق نگه داشت. بنابراین در بسیاری مواقع نیروی هوای فشرده توانایی چرخاندن میله شیرهای بزرگ را ندارد.
عملگر هیدرولیکی
کاربرد این اکچویتورها در شیرهای صنعتی بزرگ است. به این دلیل که توانایی این را دارند که گشتاور زیادی ایجاد کنند. دلیل عمده خرابی یک اکچویتور هیدرولیکی بیشتر در نتیجه روغن ریزی می باشد.
عملکرد پایدار و با ثباتی دارند.
نیروی زیادی را می توانند تولید کنند.
عایق کاری آنها کار کم هزینه ای است.
فشار هیدرولیکی را می توان ذخیره کرد.
در محیط های مرطوب به خوبی کار می کنند.
انرژی جنبشی یک اکچویتور هيدرولیکی کم است.
با توجه به نوع نیاز و کاربری می توان اکچویتور مناسب را انتخاب نمود. نوع شیری که عملگر می خواهد آن را تحریک کند یا گشتاوری که آن شیر برای باز و بسته شدن نیاز دارد بسیار تاثیر گذار است. همچنین اینکه شیر صنعتی از نظر گرما و رطوبت و… در چه محلی نصب شده است و یا باید تا چه میزان باز شود یا بسته شود همه عوامل مهمی در انتخاب عملگر هستند.
به طور خلاصه از مهمترین این عوامل می توان به موارد زیر اشاره کرد:
گشتاور خروجی که اکچویتور تولید می کند.
نوع و اندازه شیری که قرار است اکچویتور به آن متصل شود.
زاویه چرخش اکچویتور که بتواند به اندازه نیاز شیر را باز کند یا ببندد.
اکچویتور خطی چیست می توان گفت، عملگری است که میتواند با استفاده از نیروی فشار هوا، فشار مایعات و یا الکتریسیته نیرویی را در اندازه خواسته شده و در راستای یک خط برای شما تولید کند.
، اکچویتور خطی را میتوان در هر سه نوع مختلف از اکچویتور ها طبقه بندی نمود.
انواع مختلف اکچویتور خطی چیست؟
اکچویتور های خطی میتوانند در هر سه نوع از پنوماتیکی، هیدرولیکی و الکتریکی طبقه بندی شوند. در ادامه به بررسی هر کدام از این اکچویتور ها خواهیم استعلام.
اکچویتور خطی پنوماتیکی: این نوع از اکچویتور میتواند در جک ها و بالابر ها مورد استفاده قرار گیرد. مکانیزم کارکرد این نوع از عملگر به این صورت است که بوسیله تغییرات فشار هوا، نیرویی را به صورت خطی و مستقیم تولید می کند که اندازه این نیرو میتواندبسیار زیاد باشد.
اکچویتور خطی پنوماتیکی
اکچویتور خطی هیدرولیکی: این نوع عملگر یکی از معروفترین و مهمترین عملگر ها می باشد که کاربرد های زیادی را نیز دارد. جک های هیدرولیکی بازوهای ماشین آلات ساختمانی و بیل های مکانیکی از انواع این نوع عملگر هستند. پایه اصلی تولید نیرو در این نوع اکچویتور،استفاده از خواص فشار مایعات است.
اکچویتور خطی هیدرولیکی
اکچویتور خطی الکتریکی: یکی از عملگر های پرکاربرد در صنعت که میتواند وظایف بسیار زیادی را از باز کردن درب های پارکینگ، تا به حرکت درآوردن بازوهای ربات های هوشمند و یا هد پرینتر های جوهر افشان، عهده دار باشد. نکته مهم در مورد این نوع از عملگر ایناست که میتواند با سایر انواع قبلی به صورت ترکیبی به کار گرفته شود.
اکچویتور خطی الکتریکی
این سوال که اکچویتور خطی چیست، به بررسی کارکرد ها و اهمیت .
اکچویتور شیر پروانه ای, شیر پروانه ای اکچویتور, شیر پروانه ای با اکچویتور, شیر پروانه ای با عملگر پنوماتیک
پرکاربردترین موارد مصرف اکچویتورها در باز و بسته کردن شیرها است. معمولا از اکچیوتور 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 و دورانی تقسیم می‌شوند.
انواع اکچویتور (Actuator) از منظر عامل حرکت
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:
اکچویتور الکتریکی
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.
دارای قابلیت تغییر سرعت موتور به کمک گیربکس و رسیدن به سرعت مطلوب
موتور الکتریکی را می توانید به سادگی در سیستم کنترلی مدیریت کنید.
عدم ایجاد آلودگی و یا رطوبت در محیط
تامین انرژی ساده
عدم ایجاد نوسان در خروجی
دارای طراحی های فشرده و کوچک
در صورت قطع انرژی الکتریکی در همان وضعیت باقی می مانند.
از پرکاربردترین عملگر ها در زمینه شیرهای صنعتی هستند. قیمت مناسبی دارند و تامین کننده انرژی آنها که هوای فشرده است در اغلب محیط های 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.
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.
ارزان بودن و سادگی تهیه ی هوای فشرده
حرکت آزادانه پیستون ها و عدم قفل شدگی
هوای اضافی و خارج شده از سیستم بدون ایجاد مشکل به هوای آزاد برمی گردد.
طراحی ساده
هزینه های تعمیر و نگهداری پایین
معایب عملگر پنوماتیکی
انرژی جنبشی کم
با توجه به تراکم پذیری هوا، اکچویتور نمی تواند میله شیر متصل به پیستون را دقیقا در یک وضعیت نگه دارد.
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.
از پر کاربردترین اکچویتورها در زمینه شیرآلات صنعتی هستند. زیرا قیمت مناسبی دارند و تامین کننده انرژی آنها که هوای فشرده است در اغلب محیط های صنعتی در دسترس است. همچنین این نوع از اکچویتورها ساختار ساده‌تری نسبت به دو نوع دیگر دارند. از این بابت هزینه تعمیر و نگهداری پایین تری 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.
مزایای عملگر هیدرولیکی
قابلیت ذخیره فشار هیدرولیکی
آب بندی و عایق کاری کم هزینه
قابلیت ایجاد نیرو بالا
معایب عملگر هیدرولیکی
انرژی جنبشی پایین
ایجاد شبکه لوله کشی هیدرولیکی برای تامین فشار تعداد زیادی از اکچویتور مقرون به صرفه نیست
در لوله های حامل سیال هیدرولیک، افت فشار قابل توجهی ایجاد می شود.
انواع اکچویتور بر حسب نوع حرکت
خرید اکچویتور خطی و دورانی
اکچویتور خطی
این Actuator ها حرکت خطی ای را تولید می کنند و عملکردی به مانند یک جک دارند نیروی زیادی نیز تولید می‌کند و در عین حال دقت بالایی دارد و از این بابت معمولا در آزمایشگاه ها 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.
اجزای اکچویتور خطی
اکچویتور چرخشی یا دورانی
حرکت تولیدی این اکچویتورها به صورت دورانی یا چرخشی (روتاری) می باشد. 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.
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.
عملگرهای دورانی نیز یه دو دسته تقسیم بندی می شوند:
1. دورانی با زاویه محدود (Part-turn)
2.د ورانی پیوسته (Multi-turn)
اکچویتور چرخشی
اجزای داخلی یک اکچویتور
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 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.
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
دیاگرام اکچویتور
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
کاربرد دو عملکردی فنر بازگشتی
گشتاور کم تا خیلی زیاد کم تا زیاد
سیستم ایمنی (SDV) کمی پیچیده، انتخاب دوم ساده، قابل اطمینان، بهترین انتخاب
Fail در آخرین موقعیت بهترین انتخاب گران قیمت، انتخاب دوم
کنترل ولو و چک ولو مناسب 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.
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.
اکچویتورهای پیستونی: این سری از اکچویتور ها نیز از جمله اکچویتور های پنوماتیک است که قابلیت تاب آوری در فشار های بالا را دارد.
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.
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. کاربرد اکچویتورها در مواردی است 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.
