Виды актуаторов и их роль в повседневной жизни

Технические характеристики

Актуаторы повсеместно используются для решения различных задач в науке, медицине, строительстве и вооружении. В связи с этим, производители стараются сделать свои изделия практически универсальными. Наиболее важными характеристиками являются: усилие, скорость и рабочий ход

Также важно обратить внимание на указанный производителем рабочий цикл — это время, которое устройство может работать непрерывно. В зависимости от условий эксплуатации, не менее важными характеристиками будут: рабочий диапазон температур, класс защиты, допустимая влажность, наличие датчиков

Для правильного выбора актуатора важно определить технические характеристики, строго соответствующие условиям эксплуатации. Наши специалисты помогут подобрать качественный линейный или специальный актуатор для любых целей и задач

Доверяясь профессионалам, вы остаетесь уверены в правильной и долгосрочной работе устройства. Грамотный подбор актуатора позволит ежедневно решать поставленные задачи без риска преждевременного износа и непредвиденных затрат!

Промышленные линейные двигатели Dunkermotoren

Продолжительное усилие   – до 6…255 Н, пиковое усилие – 46…1860 Н,
величина хода штока — ±(14…318)мм

Ссылки на подробное описание линейных серводвигателей
постоянного тока:

• Линейные актуаторы
  (с движущимся штоком)
• Линейные
  двигатели (с движущейся кареткой)
• Серводвигатели
  со степенью защиты IP69K
• Серводвигатели
  с модифицированным штоком

Ссылки на сопутствующие
компоненты малогабаритного привода:

• Управляющие контроллеры – см. на странице с
  соответствующим серводвигателем
• Электромагнитный тормоз (для моделей STA25/XTA25)

Ознакомиться с описанием всей продукции компании Dunkermotoren можно по данной ссылке.

Что такое актуатор?

Многих людей интересует различие понятия «актуаторы», «линейные приводы», «прямоходные механизмы» и т.п.

По большому счету, никакой разницы между ними нет, это просто вопрос личных предпочтений. Но мы лично под определением «актуаторы» имеем ввиду компактные и маломощные механизмы, которые могут использоваться не только в промышленных установках, но и для бытовых целей — например для открывания дверей или багажника автомобиля, для распашных или раздвижных ворот и т.п. Любой актуатор преобразует вращательное движение вала в поступательное перемещающее движение штока. В основном перемещает с малым усилием на небольшие расстояния.

В общем виде он представляет собой систему позиционирования рабочего органа с электродвигателем, с возможностью подключение устройства управления.Диапазон нарузок и скоростей вы видите в анонсах продукции.

Конструкция компактная, легкая, просто монтируется и обслуживается, высоконадеженая, при правильной эксплуатации и соблюдении всех условий прослужит Вам долгие годы.

Использованием актуатора в наше время никого не удивишь. Он используется в и в тяжелой промышленности и бытовых приборах повсеместно. Он осуществляет прямоходное перемещение в передах заданного расстояния. Может использоваться в крышках, дверях, задвижках и т.п.

Когда говорят о линейном актуаторе сразу представляют собой небольшой мезанизм, который легко применить и монтировать. Наиболее часто используется в автомобилях —  в дверях и их замках, например в замке багажника. Обычно они все подключены к устройству управления, которое фиксирует состояние и изменения и реагирует на них  

Также широко применяются они в медицине, мебельном производстве, пищевой промышленности, деревообработке, космической индустрии и других отраслаях.

Основу актуатора составляет винтовая или шарико винтовая передача, дополненная прочным корпусом из алюминиевого сплава.

Могут быть с выдвижным штоком, либо с перемещающейся по направлящей (винту) гайкой, в нашем случае это винтовые дократы.

Очень важным параметром явkяется точность позиционирования, вплоть до долей миллиметра. Не менее значима и способность выдерживать нагрузки при эксплуатации, а также механическая прочность.

Актуатор сцепления

Роботизированные трансмиссии на сегодняшний день устанавливают даже на бюджетные автомобили (Тойота, Пежо, Ситроен, Сузуки и прочие, чьи владельцы зачастую и сталкиваются с проблемами в их работе). В состав системы входит много деталей, одними из которых являются актуатор переключения передач и актуатор сцепления. Они позволяют переключать передачи в автоматическом режиме.

Внешний вид актуатора сцепления

Описание работы

Актуатор сцепления — электромеханическое устройство, выполняющее работу по сжатию пружины выжимного диска сцепления. Оно работает в соответствии с командами, поступающими от блока управления трансмиссией. Корпус актуатора состоит из двух половинок. Внутри установлен вал с червячной шестерней. В процессе работы на него действуют три силы — сила в червячном зацеплении, сила компенсационной пружины, а также сила, исходящая от корзины сцепления.

Актуатор сцепления в разрезе

При поступлении сигнала от блока управления происходит перемещение вала, который через рабочий механизм приводит в движение корзину сцепления. Однако, как показывает практика, именно актуатор сцепления чаще других деталей в системе автоматической трансмиссии выходит из строя, лишая автовладельца возможности использовать машину.

Причины выхода из строя актуатора

Наиболее частая причина поломки — выход из строя втулок, которые установлены на оси червячной шестерни актуатора. Они обеспечивают вращение шестерни при выжиме корзины сцепления. Чтобы уменьшить трение, производители наносят на втулки тефлоновое покрытие. Однако ресурс работы втулок достаточно мал, и составляет около 100 тысяч километров пробега. После этого вероятность выхода актуатора из строя значительно возрастает. Дело в том, что в процессе эксплуатации без тефлонового покрытия силы трения возрастают настолько, что актуатор попросту перестает функционировать.

При перемещении шестерни актуатора компенсационная пружина сжимается, оказывая большое усилие на вал и втулки. Это значение составляет 100…150 кг на каждую втулку в зависимости от модели используемого механизма. Учитывая небольшой диаметр втулки, становится понятным, почему они со временем выходят из строя.

Кроме этого, вал актуатора поворачивается на незначительный угол. Поэтому смазка не передается на контактные линии взаимодействия вала со втулкой, из-за чего шарнир работает на сухую.

Втулки актуатора сцепления

Методы восстановления работоспособности актуатора сцепления

Самым распространенным и доступными методом ремонта является замена заводских втулок, которые пришли в негодность на точеные бронзовые или латунные втулки.

Подшипники для замены

Другой вариант — покупка втулок китайского производства, подобных оригинальным. Однако так лучше не поступать, поскольку их качество далеко от идеала, и не позволяет им долго функционировать в актуаторе. Ремонт подразумевает замену выточенных втулок, а также устранения выработки на валу актуатора сцепления. Это делается с тем, чтобы добиться плавного и ровного скольжения между упомянутыми деталями.

Однако наилучшим методом ремонта актуатора является замена втулок на шариковые подшипники. Они обеспечивают необходимую твердость, плавность качения, а также имеют свою собственную смазку, которая постоянно находится в их корпусе. При замене втулок на подшипники потребляемый актуатором рабочий ток снижается более чем в 2 раза.

Ремонт актуатора сцепления

Разборка и диагностика актуатора Тойота

ПУЛЬТЫ УПРАВЛЕНИЯ

ВЕСЬ АССОРТИМЕНТ ЭЛЕКТРОЦИЛИНДРОВ

Актуатор турбины

Известно, что существует два вида систем с турбокомпрессором: низкого и высокого давления. Так вот, актуатор используется только для второй разновидности турбин. В противном случае он просто не нужен. Его основная функция в данном случае — защитная. Актуатор турбины управляет специальным клапаном, который открывает или закрывает путь к выхлопным газам. В закрытом состоянии они раскручивают крыльчатку, что постепенно повышает давление. В заданный момент времени актуатор открывает клапан. Затем выводит выхлопные газы в выпускной коллектор автомобиля, что сразу понижает допустимое давление. Если этого не делать, всю систему можно просто вывести из строя.

Актуатор турбины работает по принципу насоса. Он преобразует давление в линейное перемещение штока. Рядом с ним есть пружинка и диафрагма в металлическом корпусе, к которому крепится шланг регулировки. В случае выхода актуатора из строя он подлежит замене и настройке.

Основные серии актуаторов SKF

Актуаторы серии CAHB

• Максимальное усилие до 10 кН
• Максимальная скорость до 60 мм/с
• Напряжение: 12 или 24 В постоянного тока, 115 или 230 В переменного тока
• Класс защиты до IP69K/66M, широкий диапазон температур

Актуаторы серии CAT, CAR и CAP

• Максимальное усилие до 6 кН
• Максимальная скорость до 150 мм/с
• Напряжение: 12 или 24 В постоянного тока, 120, 230 or 400 В переменного тока
• Модульная конструкция для более простой интеграции

Актуаторы серии Matrix

• Максимальное усилие до 8 кН
• Максимальная скорость до 13 мм/с
• Напряжение: 12 или 24 В постоянного тока, 120 или 230 В переменного тока
• Бесшумная работа

Актуаторы серии Runner

• Максимальное усилие до 12 кН
• Максимальная скорость до 8 мм/с
• Напряжение: 24 В постоянного тока
• Бесшумная работа

Актуаторы серии Ecomag

• Максимальное усилие до 6 кН
• Максимальная скорость до 9 мм/с
• Напряжение: 24 В постоянного тока
• Корпус подходит для блока управления SEM

Актуаторы серии Magdrive

• Максимальное усилие до 6 кН
• Максимальная скорость до 8,5 мм/с
• Напряжение: 24 В постоянного тока
• Конструкция с расположением двигателя в линию

Актуаторы серии CAJA 35C

• Максимальное усилие до 3,5 кН
• Максимальная скорость до 7,5 мм/с
• Напряжение: 24 В постоянного тока
• Встроенная функция быстрого размыкания (Quick Release)

Актуаторы серии CAHM

• Максимальное усилие до 50 кН
• Максимальная скорость до 74 мм/с
• Напряжение: 12 или 24 В постоянного тока, 3×400 В переменного тока
• Надежное и прочное решение для промышленности

Блоки управления

• 110 или 230 В переменного тока или 24 В постоянного тока на входе
• 2, 3, 5 или 6 каналов 24 В постоянного тока максимум 18A, 30A если на входе постоянный ток
• От 1 до 3 портов для устройств
• Опциональные батареи или съемные батареи и настенная зарядная станция

Пульты управления

• До 10 переключателей на панели
• Соединители DIN7 или FCC или HD15
• До IP67
• Опционально дисплей или функция памяти

Специальные линейные актуаторы под заказ
Электромеханические цилиндры – высокомощные актуаторы

Особенности актуаторов коробки передач

Как определить, что с актуатором в автоматической коробке передач автомобиля что-то не так? Это будет понятно по рывкам в момент переключения. Необходимо вовремя разобраться в проблеме, посмотрев на актуатор. Что это с ним происходит? Если вы увидите серьезную неисправность, возможно, придётся потом менять и другие детали сцепления.

Для подбора деталей роботизированной коробки в обязательном порядке необходим Vin автомобиля

Особенно это важно, если у вас имеется японский актуатор («Королла» до сих пор с трепетом относится к деталям для своих коробок-роботов). При замене деталей таких агрегатов лучше всего обращаться только к специалистам хорошего уровня

В дилерских центрах продажи и обслуживания автомобилей есть как грамотные мастера, так и необходимое оборудование.

Особенности актуаторов LAM3

В процессе эксплуатации актуаторов LAM3 были выявлены следующие особенности. Прежде всего, следует отметить
хорошую
ремонтопригодность актуаторов LAM3. Его можно легко разобрать и добраться до любой детали и переставить ее с
одного
актуатора на другой, т.е. можно из двух неисправных актуаторов собрать один работоспособный.

При значительных перегрузках, как правило, перегорает якорь электродвигателя, щетки электродвигателя,
гораздо реже —
диоды и концевые выключатели. Редуктор, винт, шток (механическая часть актуаторов) оставались всегда
исправными.
Труднее всего переставить направляющий винт, но при желании и наличии некоторых навыков слесарных работ это
возможно.
Вышеуказанную операцию лучше выполнять вдвоем.

При перестановке электродвигателя актуатора, главное – это не перепутать полярность постоянных
электромагнитов
(постоянные электромагниты вместе с корпусом представляют собой единую конструкцию). В корпусе
электродвигателя есть
малозаметная направляющая. Даже если в нее и не попасть и развернуть корпус на 180°, два длинных винта,
которые крепят
крышку корпуса и сам корпус к основанию, все равно можно закрутить. Но в итоге вал двигателя будет вращаться
в
противоположную сторону. Замена шестеренок редуктора, устройства блокировки (диодов с концевыми
выключателями), в
общем, не представляет труда. После перестановки двигателя целесообразно полностью собранный актуатор
подключить к
источнику питания 24В и «прогнать» как минимум два раза до крайних положений.

В целом, в процессе эксплуатации актуаторы LAM3 зарекомендовали себя как сравнительно недорогое, надежное и
неприхотливое устройство, обладающее неплохой устойчивостью к механическим и климатическим воздействиям.
Эксплуатация
его зимой при температуре –25°С не вызвала никаких нареканий. Актуатор выдерживался на такой температуре
неделями и
все равно работал.

Сергей Шишкин, г. Саров, Нижегородской обл.
Международный электротехнический журнал «Электрик» 11, 2012

Как работает линейный актуатор

Первый большой вопрос — каков принцип работы линейного актуатора. Многие люди (большинство людей), не сталкивавшихся ранее с необходимостью применения актуаторов, называют их «толкателем», «электрическим поршнем», «механическим цилиндром» и другими подобными (и нередко нелепыми) терминами. Тем не менее, все они подразумевают одно и то же устройство, независимо от правильности терминологии. Линейный актуатор выполняет именно такую работу, которую подразумевает его название: «Актуатор» (от английского «actuate») — «приводить в движение» и «линейный» — выполняющий прямолинейное движение, движущийся по прямой.

Существует множество различных способов реализации такого движения с помощью двигателя. Наиболее растространенный вариант — с помощью выдвигающегося и втягивающегося штока (слайдера), перемещающегося по направляющей. Сферы использования таких линейных приводов широко варьируются, они могут использоваться практически в любых устройствах — для регулирования положения телевизора (в том числе, выдвигающиеся и убирающиеся конструкции), для подъема и опускания пандусов для инвалидных колясок, в промышленном оборудовании, в игрушках и даже в авиационно-космических технологиях.

В конструкции линейного актуатора для создания линейного перемещения чаще всего используется винт (или более правильное название — винтовая передача). Винт вращается по или против часовой стрелки, его вращение вызывает линейное перемещение штока, соединенного с гайкой, которая перемещается вдоль винта.

Двигатели, которые используются в линейных актуаторах, в большинстве случаев являются классическими коллекторными двигателями постоянного тока 12В или 24В. Но в ряде случаев могут использоваться другие типы электродвигателей и другой вольтаж. Чтобы изменить направление движения штока линейного актуатора необходимо изменить направление вращения его двигателя. В случае использования коллекторного двигателя постоянного тока достаточно поменять полярность питания (поменять местами два провода питания двигателя). Типичное решение — с использованием автоматического переключателя, который меняет полярность подключения питания.

Существующие линейные актуаторы различаются возможной длиной хода. Применительно к конструкции актуатора это означает, что актуаторы выполняются с различными длинами штока и корпуса. Помимо длины хода актуатора, важными характеристиками являются скорость и усилие на штоке. Для достижения необходимой скорости и усилия между валом электродвигателя и винтом устанавливают механический редуктор. Редуктор при неизменной мощности двигателя изменяет соотношение скорости его вращения и крутящего момента, что в итоге влияет на конечную скорость линейного перемещения и усилие на штоке актуатора — чем больше передаточное отношение редуктора, тем больше усилие и меньше скорость. Винт также является механической передачей, влияющей на соотношение скорости и усилия — чем меньше шаг винта, тем больше усилие и меньше скорость перемещения штока. В любом случае без использования специальных устройств регулирования скорости двигателя всегда соблюдается взаимосвязь между усилием и скоростью перемещения: чем выше скорость перемещения штока, тем меньше усилие (и наоборот).

Для реализации остановки штока в конечных положениях, актуатор оснащается встроенными концевиками (концевыми выключателями или микровыключателями). Концевые выключатели устанавливаются внутри на шток актуатора. Срабатывание концевых выключателей происходит при достижении гайкой крайних положений внутри корпуса актуатора — один датчик устанавливается на крайнее выдвинуте положение, второй — на крайнее втянутое положение. При достижении крайнего положения датчик срабатывает, питание двигателя выключается. Дальнейшее движение возможно только в противоположном направлении — при смене полярности питания и реверсе двигателя.

Как отрегулировать актуатор турбины

Теперь разберёмся, как отрегулировать актуатор, чтобы турбины работали продуктивно. К этому стоит прибегнуть, если компрессор стучит, когда мотор останавливается или меняется скорость. Скорее всего, металлический стержень слегка разболтался. Также с помощью настроек добиваются большей производительности.

Если вы хотите просто увеличить давление, можно заменить пружину или ослабить конец регулятора. В этом случае клапан будет открываться при больших оборотах, чем раньше, но не стоит слишком усердствовать.

Если воздействие окажется непомерно сильным, а актуатор не сработает, это может навредить двигателю и вывести его из строя. Также для повышения давления применяется соленоид, выдающий фальшивые данные по текущему напору воздушного потока. Его ставят перед вестгейтом, чтобы воздух сначала попадал туда.

Настройка актуатора начинается со снятия турбины – вам нужна регулировочная гайка. Есть и автомобили, в которых предусмотрен доступ к ней без демонтажа. Если закрутить её чуть потуже, вы отрегулируете ход штока.

Вам нужно сделать следующее:

1. Снять скобу с металлического стержня и ослабить гайку ключом №10.
2. Против часовой стрелки подкрутить регулировочный винт – для этого можно взять что-то удобное, например, пассатижи. Створка должна закрыться. Стукните по ней слегка – не должно слышаться глубокого звона.
3. Сделать ещё пару витков против часовой стрелки.
4. Вернуть на место скобу и затянуть регулировочную гайку обратно.
5. После установки турбины заведите машину, попробуйте разогнаться и сбросить скорость – вы не должны слышать стука, лязга и скрежета.

Для этого нужны специальные программы типа Cummins INSITE и диагностическое ПО. С их помощью вы убедитесь, что всё сделали правильно.

Знакомство с актуаторами

Под понятием актуатор скрывается механизм, основной задачей которого является передача усилий с управляющего устройства на исполнительное. Актуаторы отличаются между собой по способу передачи энергии. Управляемый объект может приводиться в действие вращающим или линейным воздействием.

Одним из наиболее понятных примеров актуатора является центральный замок в автомобиле. В данном случае актуатор выступает в роле червячной передачи, трансформирующей усилие от управляющего блока в линейное перемещение. Еще более простым примером является знакомый всем механический домкрат в форме ромба. Тут управляющим механизмом является человек, прилагающий усилие при вращении ручки. Актуатор в свою очередь передает усилие в вертикальное перемещение подъемной опоры.
Какими бывают актуаторы?

Как мы выяснили, в основе сложного на первый взгляд термина «актуатор» лежит простой принцип преобразования энергии. Еще до знакомства с этим определением, каждому из нас приходилось иметь дело с актуаторами. Такие устройства встречаются в сельском хозяйстве, строительстве, автомобилях и повседневной жизни.

Среди владельцев автомобилей многие знают про актуатор турбины. Он же по своей сути является вакуумным регулятором, который позволяет предотвратить критическую нагрузку на турбокомпрессор. Если рассматривать бытовую и строительную электромеханику, одним из наиболее востребованных актуаторов можно отметить привод ворот и калиток. В простой речи это устройство так и называется актуатор двери. Он позволяет обеспечить автоматическое движение небольших дверей или массивных стальных ворот. Спутниковые тарелки также могут снабжаться подобным механизмом, позволяющим удаленно настроить антенну на необходимый угол частот.

Как проверить актуатор турбины

Чтобы проверить актуатор, лучше всего снять турбину целиком и убедиться, что нет ржавчины

Обратите внимание на следующее:

1. Металлический стержень должен свободно перемещаться, отклоняясь не более, чем на 10 мм. и не издавая никаких лязгов и других странных звуков.
2. Мембрана должна быть упругой, целой и не деформированной. Сдвиньте стержень до упора вверх, вставьте пробку в отверстие, связанное с манжетой – если герметичность сохранилась, стержень никуда не сдвинется со своего места. Для верности лучше подождать несколько секунд, чтобы не упустить из виду даже самую маленькую дырочку.
3. Проверкой электронных элементов актуатора занимаются на СТО – для этого нужен ряд специальных тестов.

Все неисправные детали подлежат обязательной замене.