Aktuator Mekanik: Desain, Kerja & Aplikasinya

Dalam mesin listrik, aktuator adalah komponen penting yang digunakan untuk menggerakkan & mengontrol suatu sistem atau perangkat. Aktuator menggunakan sumber energi dan juga perangkat kontrol. Umumnya, perangkat kontrol adalah katup. Setelah alat kontrol mendapatkan sinyal kontrol maka aktuator langsung bereaksi dengan hanya mengubah sumber energi menjadi gerak mekanis. Ada berbagai jenis aktuator yang tersedia seperti aktuator lunak, hidrolik, pneumatik, listrik, termal/magnetik, dan mekanis. Maka artikel ini membahas salah satu jenis aktuator yaitu aktuator mekanik - bekerja dengan aplikasi.

Apa itu Aktuator Mekanik?

Aktuator mekanis adalah perangkat yang menggunakan sumber daya untuk mencapai gerakan fisik. Aktuator ini penting & tersedia hampir di setiap mesin otomatis. Sumber daya yang digunakan dalam aktuator ini adalah; arus listrik, pneumatik & hidrolik yang dioperasikan secara manual atau ON/OFF melalui sistem otomatis. Fungsi aktuator mekanik adalah mengubah gerak dari putar menjadi linier dengan bantuan gearing pada kecepatan yang berbeda. Aktuator mekanis dikategorikan sebagai sekrup timah, sekrup Bola, rak & pinion, penggerak sabuk, dll. Diagram aktuator mekanis ditunjukkan di bawah ini.

Prinsip Kerja Aktuator Mekanik

Prinsip kerja aktuator mekanik adalah melakukan gerakan dengan mengubah gerak putar menjadi gerak linier. Jadi operasi aktuator mekanis terutama tergantung pada kombinasi komponen struktural seperti rel & roda gigi, atau rantai & katrol.

Desain Aktuator Mekanik

Aktuator mekanik dirancang dengan menggunakan berbagai komponen tetapi komponen yang paling aktif adalah Motor, Gearing, Screw assembly & Extension tube. Aktuator ini biasanya bekerja dengan mengubah gerakan dari putar ke linier.

Motor

Motor yang digunakan pada aktuator ini adalah motor DC dimana seluruh daya aktuator dihasilkan.

Gearing

Gearing dirancang dengan plastik atau baja yang digunakan untuk mengubah hubungan antara kecepatan mekanisme penggerak & kecepatan bagian yang digerakkan. Gearing terhubung hanya ke sumber daya seperti motor.

Baut

Aktuator ini bekerja pada sekrup. Jadi dengan memutar mur aktuator, poros sekrup akan bergerak dalam satu garis.

Tabung Ekstensi

Tabung ekstensi juga disebut ban dalam yang umumnya dibuat dengan stainless steel atau aluminium. Tabung ini terhubung ke mur penggerak berulir & memanjang dan memendek setelah mur berputar di sepanjang spindel putar.

Setelah motor di aktuator diberi daya, maka ia memutar roda gigi. Jadi gearing ini hanya mengalikan torsi & menurunkan kecepatan motor. Roda gigi memutar sekrup dan mur pada sekrup hanya terhubung ke tabung ekstensi & dipindahkan masuk atau keluar berdasarkan arah sekrup diputar.

Ada pegas pembungkus di beberapa aktuator yang akan menahan beban begitu motor tidak bekerja. Pembungkus pegas ini akan menahan beban ke segala arah dengan mendorong atau menarik tanpa daya. Sekrup yang digunakan dalam berbagai aktuator adalah sekrup timah atau sekrup bola.

Jenis Aktuator Mekanik

Ada tiga jenis aktuator mekanik yang tersedia di pasar pneumatik atau tekanan udara, hidrolik atau tekanan fluida & aktuator listrik.

Aktuator Pneumatik

Aktuator pneumatik menggunakan gas bertekanan atau udara terkompresi untuk membentuk gerakan terkontrol. Aktuator ini serbaguna & dapat dimodifikasi untuk digunakan dalam proyek apa pun. Keuntungan utama dari aktuator ini adalah; sangat mudah digunakan dan merupakan alternatif yang aman untuk aktuator hidrolik & listrik karena tidak memerlukan listrik atau pengapian untuk beroperasi. Kelemahan utama dari aktuator ini adalah kompresor harus bekerja terus menerus untuk menjaga tekanan kerja baik perangkat digunakan atau tidak.

Aktuator Hidrolik

Aktuator mekanik hidrolik menggunakan tekanan cair untuk membuat gerakan mekanis. Jadi aktuator ini terutama digunakan setiap kali sejumlah besar daya diperlukan agar sistem atau mesin berfungsi. Ini biasanya tersedia di mesin berat di mana tenaga hidrolik hanya dikontrol melalui jumlah cairan di dalam silinder. Ketika cairan meningkat maka tekanan dibuat dan tekanan berkurang melalui penurunan cairan. Meskipun aktuator ini sangat membantu sekali energi bertenaga tinggi diperlukan, mereka mudah menguap di alam & membutuhkan mekanik yang sangat terlatih untuk mengoperasikan & memelihara. Untuk mengetahui lebih banyak tentang Aktuator Hidrolik .

Aktuator Listrik

Aktuator listrik digunakan untuk mengubah energi dari listrik menjadi mekanik dari sumber tenaga listrik. Aktuator listrik digunakan untuk operasi katup, manufaktur makanan & minuman, penanganan material & peralatan pemotongan. Umumnya, ini sangat mudah dirawat dibandingkan dengan aktuator hidrolik & memberikan kisaran presisi yang tinggi. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang Aktuator Elektik .

Kelemahan utama dari aktuator ini adalah; mereka tidak cocok untuk semua lingkungan & memerlukan kontrol untuk kecenderungan overheating. Aktuator ini tidak memiliki posisi yang dapat diandalkan jika terjadi kehilangan daya & memiliki tingkat kegagalan rata-rata yang lebih tinggi dibandingkan dengan aktuator pneumatik.

Properti

Sifat-sifat aktuator pneumatik dan listrik tercantum di bawah ini.

Keuntungan dan kerugian

Keuntungan dari aktuator mekanik meliputi berikut ini.

• Aktuator ini sangat mudah digunakan.
• Tingkat presisinya tinggi.
• Ini hemat biaya.
• Ini serbaguna & dapat disesuaikan.
• Ini sangat aman.
• Performanya tahan lama.
• Keandalan yang diperluas
• Penyiapan & pemasangan yang mudah
• Kontrol gerak lebih akurat.
• Lebih sedikit kebisingan.
• Kurang perawatan.
• Konsumsi energi lebih sedikit.
• Tidak ada kebocoran dan rangkaian lengkap ukuran, opsi & konfigurasi.

Itu kerugian dari aktuator mekanik meliputi berikut ini.

• Dibandingkan dengan pneumatik, aktuator listrik kurang hemat biaya.
• Lingkungan kerja yang parah
• Jika daya hilang maka tidak ada posisi gagal-aman.
• Dalam aktuator pneumatik, kompresor harus bekerja terus-menerus
• Aktuator hidrolik memiliki sifat yang tidak stabil.
• Aktuator hidrolik membutuhkan mekanik yang sangat terlatih.
• Ini sangat sensitif terhadap getaran

Aplikasi

Aplikasi aktuator mekanik meliputi berikut ini.

• Aktuator mekanis digunakan untuk mengubah gerakan berputar menjadi gerakan linier.
• Ini berlaku di mana gerakan linier diperlukan seperti elevasi, translasi & pemosisian linier.
• Aktuator ini hanya bekerja dengan mengubah satu jenis gerak menjadi gerak yang lain dengan menggunakan katrol, roda gigi, rantai, dll.
• Aktuator ini mengubah sinyal i/p listrik menjadi gaya eksitasi mekanis. Ini digunakan dalam kombinasi dengan radiator terpisah dalam loudspeaker mode terdistribusi & aplikasi kontrol aktif untuk pembatalan getaran & kebisingan.
• Perangkat ini hanya menyediakan gerakan terbatas & terkontrol yang berfungsi secara manual, elektrik, atau dengan cairan yang berbeda seperti hidrolik, udara, dll.

Jadi, ini adalah ikhtisar dari mekanik aktuator – bekerja dengan aplikasi. Dalam aktuator ini, mekanisme bagian dalam yang digunakan untuk mengubah daya i/p menjadi gerakan terutama berbeda berdasarkan arah keluaran yang diinginkan & sumber daya tertentu yang digunakan. Arah gerakan o/p adalah putar atau linier. Umumnya, aktuator ini sangat kuat dibandingkan dengan jenis elektromagnetik sehingga digunakan dalam aplikasi torsi tinggi. Ini pertanyaan untuk Anda, apa itu aktuator?