Các loại thiết bị truyền động khác nhau

Bộ truyền động Máy là loại máy có khả năng biến đổi một dạng năng lượng thành lực vật lý hoặc chuyển động cơ học. Nói một cách đơn giản hơn, cơ cấu chấp hành là bộ phận cho phép chuyển động trong máy hoặc trong một vật thể. Để thực hiện chuyển động, cơ cấu chấp hành cần có tín hiệu điều khiển và nguồn điện. Năng lượng có thể ở dạng năng lượng điện, áp suất chất lỏng thủy lực, áp suất khí nén, vv… Sơ đồ khối dưới đây cho thấy hoạt động đơn giản của các bộ truyền động.

Sơ đồ khối thiết bị truyền động

Các loại thiết bị truyền động khác nhau

Thiết bị truyền động có thể được phân thành 2 loại, dựa trên chuyển động của chúng và dựa trên phương thức truyền động của chúng. Trong bài viết này, tôi sẽ phân loại thiết bị truyền động trên cơ sở năng lượng đầu vào cần thiết để truyền động.

Bộ truyền động dựa trên chuyển động

Dựa trên chuyển động, thiết bị truyền động có thể được phân loại là Bộ truyền động tuyến tính hoặc Bộ truyền động quay .

Bộ truyền động tuyến tính

Bộ truyền động tuyến tính là máy cung cấp lực cơ học theo một phương pháp tuyến tính hay nói cách đơn giản hơn là chúng cung cấp lực cơ học theo một đường thẳng, chúng chỉ có một đẩy và kéo chuyển động . Các thiết bị truyền động tuyến tính được sử dụng phổ biến nhất là cơ sở kéo đẩy và xi lanh thủy lực được sử dụng trong các thiết bị xây dựng. Hình ảnh dưới đây cho thấy một thiết bị truyền động điện tuyến tính.

Bộ truyền động tuyến tính

Bộ truyền động quay

Bộ truyền động quay có thể cung cấp mô-men xoắn cơ học xung quanh một điểm. Một trong những loại phổ biến nhất của bộ truyền động quay là động cơ điện. Hình ảnh dưới đây cho thấy một thiết bị truyền động quay đang hoạt động.

Bộ truyền động quay

Bộ truyền động dựa trên Năng lượng đầu vào của chúng

Thiết bị truyền động được phân loại phổ biến nhất trên cơ sở năng lượng đầu vào. Bộ truyền động thủy lực, khí nén và điện Đây là những loại cơ cấu chấp hành thông dụng nhất trên thị trường hiện nay. Thiết bị truyền động thủy lực là loại thiết bị truyền động lâu đời nhất vẫn còn được sử dụng trong khi thiết bị truyền động điện đang được sử dụng nhiều nhất. Có những loại thiết bị truyền động mới được vận hành do sự thay đổi nồng độ pH của cơ thể hoặc tương tác với một số hóa chất nhất định, những thiết bị này có ứng dụng trong lĩnh vực phẫu thuật sinh họcthầy thuốc đã sử dụng

Thiết bị truyền động điện

Thiết bị truyền động điện là một thiết bị lấy năng lượng điện AC hoặc DC làm đầu vào để cung cấp mô-men xoắn cơ học hoặc chuyển động tuyến tính. Động cơ điện đang trở thành một trong những thiết bị truyền động được sử dụng phổ biến nhất do khả năng điều khiển dễ dàng hơn, tuổi thọ cao hơn và hiệu suất cao. Động cơ servo và các loại động cơ DC và AC khác cung cấp đầu ra quay . Bộ truyền động quay Là loại thiết bị truyền động điện hiệu quả nhất, chúng có tỷ lệ công suất trên trọng lượng cao hơn và các bộ phận chuyển động thấp hơn hầu hết các thiết bị truyền động tuyến tính. Hình ảnh dưới đây cho thấy một thiết bị truyền động quay được sử dụng như một van trong khu vực mặt cắt ngang của đường ống.

Thiết bị truyền động điện

Bộ truyền động tuyến tính điện

Các thiết bị này chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động thẳng. Có 2 loại thiết bị truyền động thẳng, một là thiết bị truyền động điện từ, cung cấp chuyển động thẳng và hai là quay với hệ thống cơ khí để biến chuyển động quay thành chuyển động thẳng. Chúng có một động cơ cung cấp chuyển động quay và trục đầu ra được kết nối với một bộ bánh răng và bộ truyền động để chuyển chuyển động quay thành chuyển động thẳng, trục đầu ra của bộ truyền động tuyến tính được kết nối với các thanh dẫn tuyến tính đảm bảo chuyển động thích hợp của trục đầu ra. Loại thứ hai của thiết bị truyền động tuyến tính được sử dụng phổ biến nhất trong số hai loại vì chúng có khả năng chịu tải cao hơn nhiều.

Trong hình minh họa bên dưới, sơ đồ bên trái mô tả một thiết bị truyền động điện từ trong khi hình bên phải mô tả bên trong của một thiết bị truyền động tuyến tính và thiết bị truyền động của nó.

Sơ đồ khối của thiết bị truyền động tuyến tính điện

Bộ truyền động tuyến tính điện Nó được sử dụng ở đâu?

Bộ truyền động tuyến tính điện được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, chúng cũng thường được sử dụng để điều khiển van, máy bơm, … trong các nhà máy điện, nhà máy dầu khí, … trong nhà, và tìm thấy các ứng dụng trong các cửa sổ điều khiển điện tử của ô tô.

Ưu điểm của thiết bị truyền động tuyến tính điện

  • Thiết bị truyền động điện mang lại độ chính xác cao nhất trong số tất cả các loại thiết bị truyền động.
  • Chúng có tính mô-đun cao và khả năng mở rộng cho các mục đích và yêu cầu lực lượng khác nhau.
  • Bộ truyền động điện có khả năng làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.
  • Dễ dàng thi công và sửa chữa.
  • Việc thiếu dầu và các chất lỏng khác làm cho chúng bền hơn nhiều đối với một trọng lượng nhất định.
  • Chúng tạo ra ít âm thanh hơn so với bộ truyền động thủy lực và khí nén.

Nhược điểm của thiết bị truyền động tuyến tính điện

  • Chi phí ban đầu cao hơn cho nhiều ứng dụng được hỗ trợ hơn.
  • Cơ chế kiểm soát phức tạp hơn
  • Yêu cầu người có tay nghề cao để bảo trì và sửa chữa.
  • Chúng không thích hợp cho các khu vực nguy hiểm và dễ cháy.
  • Động cơ điện yêu cầu cơ cấu bánh răng, vì vậy nó dễ bảo trì hơn.

Thiết bị truyền động thủy lực

Bộ truyền động thủy lực bao gồm một xi lanh hoặc động cơ dựa trên chất lỏng sử dụng sức mạnh của thủy lực để tạo ra tác động cơ học. Bộ truyền động thủy lực có khả năng cung cấp chuyển động thẳng cũng như quay. Họ sử dụng một chất lỏng không thể nén được chẳng hạn như dầu từ một máy bơm làm đầy xi lanh để truyền lực đến một hoặc cả hai mặt của piston. Tốc độ và lực có thể được điều chỉnh bằng cách tăng áp suất của chất lỏng bên trong xi lanh. Đây là những loại thiết bị truyền động lâu đời nhất mà chúng ta biết. Hình ảnh dưới đây cho thấy một mặt cắt ngang của bộ truyền động thủy lực. Trong hình ảnh của máy JCB, chúng ta có thể thấy 3 bộ truyền động thủy lực được sử dụng để điều khiển cánh tay đòn của nó.

Thiết bị truyền động thủy lực

Ưu điểm của Bộ truyền động thủy lực

  • Chúng có khả năng tạo ra tốc độ cao và công suất lớn
  • Bộ truyền động thủy lực có thể giữ cho lực không đổi ngay cả khi không có bơm tiêu thụ thêm năng lượng để cung cấp chất lỏng cho xi lanh khi chúng sử dụng chất lỏng không nén được.

Nhược điểm của Bộ truyền động thủy lực

  • Họ yêu cầu chi phí bảo trì cao hơn
  • Rò rỉ trong chất lỏng có thể gây mất hiệu quả, chất lỏng cũng có thể có tác động xấu đến môi trường.
  • Chúng không thích hợp với nhiệt độ khắc nghiệt vì đặc tính của chất lỏng có thể thay đổi tùy thuộc vào nhiệt độ.
  • Thiết bị truyền động thủy lực có rất nhiều thành phần như bồn chứa, máy bơm, van xả, bộ trao đổi nhiệt, v.v., có thể dẫn đến độ tin cậy thấp hơn và nhiều tài nguyên hơn để giám sát, do đó làm tăng chi phí vận hành.

Bộ truyền động thủy lực được sử dụng ở đâu?

Bộ truyền động thủy lực được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng công nghiệp, chúng cũng được sử dụng trong các thiết bị xây dựng như máy JCB, máy xúc, … để vận hành thiết bị của họ như pit tông hoặc máy xúc. Chúng thường được sử dụng trong hệ thống phanh hoặc hệ thống treo của xe chúng tôi, v.v.

Thiết bị truyền động khí nén

Thiết bị truyền động khí nén tương tự như thiết bị truyền động thủy lực. Sự khác biệt là chất lỏng được sử dụng để dẫn động các piston có bản chất là khí. Năng lượng từ khí nén áp suất cao hoặc chân không được sử dụng để tạo ra một lớp lót hoặc chuyển động cơ học quay. Tương tự như bộ truyền động thủy lực, chúng chuyển đổi áp suất thành lực. Dưới đây là sơ đồ hệ thống phanh hơi dùng trong tàu hỏa

Thiết bị truyền động khí nén

Ưu điểm của thiết bị truyền động khí nén

  • Tốc độ phản hồi rất nhanh
  • Lực cao có thể được tạo ra với sự thay đổi áp suất nhỏ
  • Rẻ hơn để cấu tạo và vận hành so với thiết bị truyền động điện và thủy lực.
  • Thiết bị truyền động khí nén tạo ra nhiều năng lượng hơn thiết bị truyền động điện hoặc thủy lực.
  • Nó có thể được sử dụng trong nhiệt độ khắc nghiệt và các điều kiện nguy hiểm vì nó an toàn hơn để vận hành không khí ở những nơi nguy hiểm hơn là hóa chất hoặc điện.

Nhược điểm của Bộ truyền động khí nén

  • Ngay cả khi không chuyển động, máy nén khí vẫn phải hoạt động liên tục do sự mất áp suất và khả năng nén của không khí làm cho bộ truyền động khí nén bị mất công suất.
  • Rò rỉ nhỏ khó xác định hơn trong bộ truyền động thủy lực.
  • Nếu không khí trong bình chứa bị nhiễm dầu, chất bôi trơn hoặc các khí khác, công suất điện sẽ bị thay đổi dẫn đến thời gian ngừng hoạt động và bảo trì.

Thiết bị truyền động khí nén được sử dụng ở đâu?

Thiết bị truyền động khí nén được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, chúng được sử dụng như thiết bị truyền động. Rack và Pinion cho các hoạt động điều khiển van. Chúng cũng được sử dụng trong hệ thống phanh khí nén trên xe vì chúng rất nhạy cảm với những thay đổi áp suất nhỏ do người lái tác động.

Bộ truyền động từ tính

Kích hoạt từ tính dựa trên Nguyên lý lực Lorentz cái nào nói lên điều đó Từ trường tạo ra bởi vật dẫn mang dòng điện đặt trong từ trường tĩnh sẽ tương tác với trường tĩnh để tạo ra lực. Lực này có thể được sử dụng để gây ra sự dịch chuyển của một kết cấu cơ học. Chúng được sử dụng cho các ứng dụng rất nhỏ như rô bốt nano và có tiềm năng lớn trong lĩnh vực này y sinh . Ưu điểm chính của chúng là yêu cầu điện áp thấp và hoạt động không tiếp xúc. Có một loại thiết bị truyền động từ tính khác được gọi là Magneto. Thiết bị truyền động chất lỏng lưu biến. Các chất lỏng này đông đặc khi có từ trường và có ứng dụng trong các ổ trục thủy động, ly hợp bán chủ động, v.v.

Ví dụ : Máy đi bộ vi từ được sử dụng trong các ứng dụng y sinh, bộ truyền động chất lỏng lưu biến từ được sử dụng làm van, phanh và bộ giảm chấn.

Truyền động cơ khí

Bộ truyền động cơ học chuyển đổi dạng chuyển động này thành dạng chuyển động khác, sử dụng bánh răng, xích, ròng rọc, đường ray và nhiều bộ truyền động khác cho hoạt động của chúng. Chúng thường được kết hợp với một thiết bị truyền động và thiết bị truyền động khác. Chúng được sử dụng để tăng mô-men xoắn hoặc công suất của đầu ra hoặc thậm chí để chuyển đổi chuyển động thẳng sang chuyển động quay hoặc ngược lại. Ảnh gif cho thấy hai đường ray cung cấp chuyển động thẳng cho bánh răng được chuyển thành chuyển động quay như thế nào.

Truyền động cơ khí

Ví dụ: Cơ cấu giá đỡ và bánh răng, trục khuỷu trong động cơ, v.v.

Thiết bị truyền động nhiệt

Bộ truyền động nhiệt thường được làm bằng kim loại hoặc hợp kim bộ nhớ hình dạng , có thể giữ lại hình dạng xác định trước trước khi năng lượng nhiệt cần thiết được phân phối. Đây là những vật liệu nhạy cảm với nhiệt có khả năng tạo ra các hành động tuyến tính để đáp ứng với sự thay đổi của năng lượng nhiệt. Ưu điểm chính của thiết bị truyền động nhiệt là nhỏ gọn, trọng lượng nhẹ và dễ sử dụng. Hình ảnh dưới đây cho thấy một van hằng nhiệt, thường được sử dụng trong phòng tắm của chúng tôi để kiểm soát nhiệt độ của nước một cách thụ động.

Thiết bị truyền động nhiệt

Ví dụ : Thiết bị truyền động nhiệt thường được sử dụng làm thiết bị điều khiển nhiệt độ trong bộ điều nhiệt, hộp sắt điện và làm van hằng nhiệt trong đường ống chất lỏng, chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng điều khiển nhiệt độ thụ động. trong các ngành công nghiệp, nhà ở, ô tô, v.v.

Bộ truyền động mềm

Cơ cấu chấp hành mềm là cơ cấu chấp hành dựa trên polyme được thiết kế cho các hoạt động phù hợp để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp như thao tác các cơ quan nội tạng y sinh hoặc thu hoạch trái cây trong nông nghiệp. Ưu điểm chính của chúng là mật độ thấp và khả năng phân hủy sinh học. Dựa trên thành phần của chúng có thể phản ứng với các kích thích như ánh sáng, nhiệt, emf, thay đổi độ pH, v.v.

Ứng dụng của thiết bị truyền động mềm

Chúng thường được sử dụng trong phẫu thuật và trong lĩnh vực y sinh chúng cũng có ứng dụng trong ngành hàng không vũ trụ.

Sự suy luận

Tất cả các công nghệ thiết bị truyền động đều có các ứng dụng cụ thể và do đó có vị trí của chúng trong ngành. Nhưng các loại bộ truyền động thông dụng và linh hoạt nhất là bộ truyền động thủy lực, khí nén và điện. Bộ truyền động cơ khí thường được sử dụng cùng với bộ truyền động hoặc bộ truyền động khác để cung cấp các đầu ra cơ học mong muốn. Cơ cấu chấp hành mềm đang được nghiên cứu rất nhiều vì tiềm năng to lớn của nó trong lĩnh vực y sinh và hóa sinh.

Tương tự hoặc Liên quan

Source: mangtannha.com
Category: Wiki

0 0 votes
Đánh giá bài viết
Subscribe
Notify of
guest
0 Góp ý
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x