اکچویتور چیست

تجهیز صنعت مقالات آموزشی در زمینه ابزار دقیق و پایپینگ 

اکچویتور چیست؟

اکچویتور یا عملگر یکی از تجهیزات ابزار دقیق و اتوماسیون و کنترل میباشد که وظیفه کنترل و بهبود در عملکرد یک ولو یا شیر صنعتی را خواهد داشت.

اکچویتورها را در انواع دستی، پنوماتیکی، برقی یا الکتریکی و هیدرولیکی در صنعت میشناسیم.

در یک شیر صنعتی وظیفه تبدیل انرژی مورد نیاز یک اکچویتور(انرژی باد، برق یا هیدرولیک) و تبدیل آن به انرژی مکانیکی و ایجاد یک حرکت خطی یا دورانی در شیر بر عهده اکچویتور میباشد.

به عبارت دیگر یک اکچویتور پنوماتیکی با انرژی باد کار کرده و توسط نیرویی که فشار هوا ایجاد میکند استم یک ولو را کنترل و تنظیم میکند.

همینطور در یک اکچویتور الکتریکی، انرژی الکتریکی در یک موتور باعث ایجاد یک حرکت خطی یا دورانی در شیر خواهد شد.

امروزه در فرآیندهای صنعتی برای کنترل از راه دور، یا کنترل هرچه بهتر یک فرآیند صنعتی از اکچویتور یا عملگرهای غیر دستی استفاده میشود.

چراکه بطور مثال استفاده از یک عملگر بادی یا هیدرولیکی، علاوه بر اینکه حضور نیروی انسانی و اپراتور را حذف میکند، امکان کنترل هرچه بهتر و عملکرد بهینه تری را در شیرآلات صنعتی و پایپینگی فراهم می آورد.

همانطور که در بالا توضیح داده شد عملگرها دارای انواع مختلف و متفاوتی میباشند که هریک بسته به نوع انرژی مورد نیاز یا مکانیزم، یا نوع عملکرد در طبقه بندی های گوناگونی قرار میگیرند که در ادامه به تشریح هریک از آنها خواهیم پرداخت:

 

انواع اکچویتور بر حسب نوع حرکت

عملگرها بر حسب نوع حرکتی که دارند و نیرویی که به استم شیر منتقل میکنند دارای انواع خطی و چرخشی میباشند که در ادامه به توضیح هریک خواهیم پرداخت:

اکچویتور خطی (Linear):

این Actuator ها حرکتی خطی ایجاد میکنند و نیروی اعمالی به اکچویتور توسط یک حرکت خطی به شیر منتقل میگردد.

اکچویتورهای خطی بیشتر در شیر های کنترلی (گلوب ولو، شیر دیافراگمی) که اکچویتور آنها بصورت دیافراگمی میباشد کاربرد دارد.

نیروی اعمالی به صفحه دیافراگم باعث پایین و بالا رفتن صفحه دیافراگم شده و این مقدار توسط یگ میله که به استم ولو کوپل شده به ولو منتقل میگردد و باعث تغییر وضعیت آن میشود.

اکچویتور چرخشی یا دورانی (Rotary):

حرکت این اکچویتورها به صورت دورانی یا چرخشی (روتاری) می باشد.

این اکچویتورهای پنیوماتیکی ساختمان ساده‌ ای 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 گرفته‌ اند که با دندانه‌ ای 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 (هوای فشرده) با پر و خالی شدن در این دو ناحیه باعث به حرکت درآمدن پیستون میشود و پیستون نیز با استفاده از دنده هایی که آن را به شفت متصل کرده، گشتاور لازم برای چرخاندن شیر را تامین میکنند و شیر باز و بسته میشود.

انواع اکچویتور (Actuator) از منظر انرژی عامل حرکت

اکچویتور ها با توجه به عامل تحریکشان از نظر نوع انرژی که تحریک میشوند انواع مختلفی دارند:

اکچویتور پنوماتیکی

عملگرهایی که توسط نیروی هوای فشرده کار میکنند در دسته بندی اکچویتورهای پنوماتیکی قرار میگیرند.

این اکچویتورها دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. از جمله مزایای این عملگرها در دسترس بودن نیروی هوا میباشد.

اما از طرفی دیگر، تامین هوای ابزار دقیق تمیز و به دور از گرد و غبار و آشغال از معایب این نوع اکچویتور محسوب میشود.

اکچویتورهای نیوماتیکی هم در انواع مختلفی وجود دارند که در ادامه به توضیح هریک خواهیم پرداخت:

اکچویتور پنوماتیکی دیافراگمی

اکچویتور دیافراگمی معمولا برای شیرهای با حرکت خطی (گلوب ولو، شیر دیافراگمی، شیر دروازه ای و …) به کار می روند .

در بدنه عملگر این نوع اکچویتورها از یک دیافراگم استفاده میشود که نیروی هوا به آن وارد شده و از طریق فشردگی و حرکت دیافراگم که توسط یک میله به استم ولو کوپل شده است، شیر تغییر وضعیت میدهد.

 

 

اکچویتور پنوماتیکی پیستونی

اخیرآ اکچویتور های پیستونی کاربرد گسترده ای در شیر های صنعتی پیدا کرده اند.

در این نوع اکچویتور ها از یک سیلندر و یک پیستون لغزنده که با اورینگ نسبت به سیلندر آب بندی شده است، استفاده می شود.

سیلندر اکچویتور توسط یک قاب ریخته گری شده است به بدنه شیر وصل می شود.

اکچویتور پنوماتیکی چرخشی

اکچویتور های پره ای (vane actuator) که به آنها رک اند پینیون (Rack and Pinion) نیز گفته میشود، معمولا برای دوران های 90 درجه به کار می رود.

در داخل این اکچویتور، یک پره نوسانی که لبه آن نسبت به دیواره داخلی محفظه آب بندی شده است، قرار دارد.

با ورود و خروج هوای فشرده به فضای طرفین این پره، یک حرکت دورانی محدود در شفت متصل به آن به وجود می اید.

وقتی هوا به فضای یک پره وارد می شود، هوای طرف دیگر تخلیه شده و پره حول شفت خود می چرخد.

 

 

 

 

اکچویتور الکتریکی

این نوع اکچویتور 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.

با توجه به اینکه منبع تغذیه این اکچویتورها برق است آلودگی و نشتی ندارند و تجهیز تمیزی به حساب می‌ آیند.

این اکچویتور ها قیمت نسبتا بالایی دارند ولی با توجه به اینکه قطعات متحرک کمی دارند هزینه تعمیر نگهداری پایینی دارند.

اکچویتور هیدرولیکی

در این نوع عملگر از نیروی هیدرولیک برای تامین انرژی استفاده میگردد.

انواع مایعات می توانند منبع انرژی آن باشند در واقع این عملگرها با تبدیل انرژی هیدرولیک به مکانیکی می توانند باعث حرکت دادن و چرخاندن شیرهای صنعتی شوند.

از آنجایی که مایعات و سیالات تراکم پذیر نیستند یک عملگر هیدرولیکی میتواند نیروی های زیادی را تحمل کند و گشتاور بالایی را تولید کند.

 

اکچویتور پنوماتیک