siłownik obrotowy
Siłownik obrotowy to siłownik , który wytwarza ruch obrotowy lub moment obrotowy .
Najprostszy siłownik jest czysto mechaniczny, gdzie ruch liniowy w jednym kierunku powoduje obrót. Najpopularniejsze siłowniki są zasilane elektrycznie; inne mogą być napędzane pneumatycznie lub hydraulicznie lub wykorzystywać energię zmagazynowaną w sprężynach .
Ruch wytwarzany przez siłownik może być ciągłym obrotem, jak w przypadku silnika elektrycznego , lub ruchem do ustalonej pozycji kątowej, jak w przypadku serwomotorów i silników krokowych . Kolejna postać, silnik momentu obrotowego , niekoniecznie wytwarza jakikolwiek obrót, ale jedynie generuje precyzyjny moment obrotowy, który następnie albo powoduje obrót, albo jest równoważony przez przeciwny moment obrotowy.
Źródła zasilania siłowników
Siłowniki elektryczne
Silniki krokowe
Silniki krokowe są formą silnika elektrycznego, który ma zdolność poruszania się w dyskretnych krokach o stałym rozmiarze. Można to wykorzystać albo do wytwarzania ciągłego obrotu z kontrolowaną prędkością, albo do poruszania się o kontrolowany kąt. Jeśli stepper jest połączony z koderem położenia lub co najmniej jednym czujnikiem odniesienia w pozycji zerowej, możliwe jest przesunięcie silnika do dowolnej pozycji kątowej i działanie w ten sposób jako siłownik obrotowy.
Serwomotory
Serwomotor to zestaw składający się z kilku elementów: silnika (zwykle elektrycznego, chociaż można również zastosować silniki napędzane cieczą), przekładni zębatej zmniejszającej liczbę obrotów silnika do wyższego momentu obrotowego, enkodera położenia, który identyfikuje położenie wał wyjściowy i wbudowany układ sterowania. Wejściowy sygnał sterujący do serwomechanizmu wskazuje żądaną pozycję wyjściową. Jakakolwiek różnica między zadaną pozycją a pozycją enkodera powoduje powstanie sygnału błędu, który powoduje obracanie się silnika i przekładni, aż enkoder odzwierciedli pozycję odpowiadającą zadanej.
Proste, niedrogie serwo tego typu jest szeroko stosowane w modelach sterowanych radiowo .
Inne rodzaje
Najnowsza i nowatorska forma ultralekkiego siłownika wykorzystuje drut z pamięcią . Gdy prąd jest przykładany, drut jest podgrzewany powyżej temperatury przejścia, a zatem zmienia kształt, przykładając moment obrotowy do wału wyjściowego. Po odłączeniu zasilania drut ochładza się i powraca do swojego wcześniejszego kształtu.
Siłowniki hydrauliczne
Do napędzania siłownika można wykorzystać zarówno moc hydrauliczną, jak i pneumatyczną, zwykle większe i mocniejsze typy. Ponieważ ich konstrukcja wewnętrzna jest ogólnie podobna (w zasadzie, jeśli nie pod względem wielkości), często są one uważane razem za hydrauliczne . Siłowniki hydrauliczne występują w dwóch powszechnych postaciach: te, w których liniowy mechanizm tłoka i cylindra jest nastawiony na wytwarzanie ruchu obrotowego ( ilustracja) . ) oraz te, w których obracająca się asymetryczna łopatka obraca się przez cylinder o dwóch różnych promieniach. Różnica ciśnień między dwiema stronami łopatki powoduje powstanie niezrównoważonej siły, a tym samym momentu obrotowego na wale wyjściowym. Siłowniki łopatkowe wymagają wielu uszczelnień ślizgowych, a połączenia między tymi uszczelnieniami zwykle powodują więcej problemów z wyciekami niż w przypadku tłoków i cylindrów.
Siłowniki próżniowe
Tam, gdzie dostępne jest zasilanie próżniowe , ale nie zasilanie pneumatyczne, siłowniki obrotowe zostały nawet przystosowane do pracy z zasilaniem próżniowym. Jedynym częstym tego przykładem były wczesne automatyczne wycieraczki przedniej szyby w samochodach do około 1960 roku. Wykorzystywały one podciśnienie w kolektorze silnika benzynowego do obsługi ćwierćobrotowego siłownika łopatki oscylacyjnej. Takie wycieraczki przedniej szyby działały odpowiednio, gdy silnik pracował pod niewielkim obciążeniem, ale były znane z tego, że podczas ciężkiej pracy z maksymalną prędkością lub podjazdu pod wzniesienie podciśnienie w kolektorze było zmniejszane, a wycieraczki zwalniały do pełzania.
Aplikacje
Siłowniki obrotowe są wykorzystywane w szerokim zakresie zastosowań. Wymagają one siłowników wszystkich rozmiarów, mocy i prędkości roboczej. Mogą to być siłowniki o zerowej mocy, które są używane tylko jako urządzenia wyświetlające, takie jak mierniki rdzenia powietrznego . Inne obejmują siłowniki zaworów obsługujące rurociągi i zawory procesowe w przemyśle petrochemicznym , aż po siłowniki do dużych projektów inżynierii lądowej, takich jak śluzy i tamy. Przykładami są... wycieraczki samochodowe itp