油圧アクチュエータから電気アクチュエータへ：基本について議論する

グローバリゼーションが競争を促進するにつれて、メーカーはコアプロセスの多くを変革することで先を行く方法を模索しています。これには、油圧システムから電気システムへの変換が含まれます。

油圧シリンダーと電動アクチュエータの両方が、多くの線形運動アプリケーションに多くの利点を提供します。油圧は手頃なコストで高い力を提供し、電動アクチュエータは柔軟性、精度、信頼性が追加された同じ機能を誇っています。

この記事では、油圧システムから電動アクチュエータへの変換の性質、関連する主要なパラメータ、およびその潜在的な利点を理解するのに役立ちます。

考慮すべき重要なパラメータ

油圧システムから電動アクチュエータに変換する際に考慮すべきいくつかの重要なパラメータ。これらには以下が含まれます：

力

油圧シリンダーは、高い動作圧力を持つように設計されています。 2,200 psiで動作する3インチの油圧シリンダーは、約15,000ポンドの力（lbf）を提供できます。一方、ローラースクリューを動力源とする電動アクチュエーターは、50,000lbfを供給することができます。

電動アクチュエータは瞬時に力を発生させることができるため、より魅力的である傾向がありますが、油圧システムは構築に時間がかかります。

モーションコントロール

電動アクチュエータは、油圧シリンダーよりもはるかに正確な制御を提供します。これは、エンコーダーなどのフィードバック装置を使用して電気モーターをすばやく簡単に制御できるためです。電動アクチュエータはまた、無限の位置決めを提供します。つまり、移動中の任意の時点で停止できます。

一方、油圧シリンダーは、流量を制御するためにバルブに依存しています。これはそれほど正確ではありませんが、複雑でないアプリケーションで最適に機能します。

温度許容差

電動アクチュエータは、油圧シリンダよりもはるかに包括的な温度範囲で動作できます。これは、電気モーターが極端な温度に対してより耐性があるためです。一方、油圧作動油は高温で分解し、システムに損傷を与える可能性があります。

データ収集

電動アクチュエータは、位置、速度、力などのデータを収集できます。このデータは、システムの効率を向上させるために使用できます。一方、油圧シリンダーにはこの機能はありません。

環境リスク

電動アクチュエータは、油圧シリンダーと同じ環境リスクをもたらしません。作動油は漏れて環境を汚染する可能性があります。一方、電動アクチュエータは電気を動力源としているため、環境に害を及ぼすことはありません。

ライフサイクルコスト

電動アクチュエータは、油圧シリンダよりもライフサイクルコストが低くなります。これは、電動アクチュエータが油圧作動油を必要としないためです。油圧作動油は定期的に交換する必要があります。電動アクチュエータは、油圧シリンダーよりも寿命が長くなります。

油圧から電気への変換

油圧システムから電動アクチュエータに変換する理由はたくさんあります。電動アクチュエータの利点は、自動車、換気装置、冷蔵庫などの電気モーターを備えた機械など、多くのアプリケーションにとって魅力的です。

油圧から電気に変換するための最初のステップは、流体動力のサイジングを控えることです。エンジニアは、ほとんどの流体駆動シリンダーは、多くの場合、必要なサイズの2〜3倍のサイズであることに注意する必要があります。

サイズを流体動力に依存すると、特大の油圧シリンダーの力出力がアプリケーションで指定されているものよりも大きく見える可能性があります。これは、シリンダーが大きくなるにつれて、その力の能力が向上するためです。

これにより、2つの特定の問題が発生します。

• まず、アプリケーションの力の要件が、電動アクチュエータが提供できるものよりも高く見えるようになります。

• 第2に、電動アクチュエータは油圧シリンダーよりも購入価格が高くなる可能性があり、サイズを大きくしすぎると手ごろな価格になることがよくあります。

実際の力の要件

電動アクチュエータを調べる前に、エンジニアはアプリケーションの実際の力の要件を明確にする必要があります。これを行うには、アプリケーションで一連のテストを実行する必要があります。

これらのテストは、アクチュエータによって出力される必要な力を特定するのに役立ち、電動アクチュエータを選択する際の重要なステップです。テストには、さまざまな速度とさまざまな負荷の下での全範囲の動きを含める必要があります。

1。ピーク力を決定する

一連のテストを実施した後、エンジニアはアプリケーションに必要な力を明確に理解し、ピーク力を決定できます。

ピーク力は、アプリケーションに必要な最大の力です。この係数の決定は、シリンダーがほとんど作動しなくなるまで油圧システムの圧力を測定することで行うことができます。

「力=圧力x面積」の式で実際の圧力を使用することは、実際の力を取得するための良い方法です。ただし、このプロセスでは、完全な伸長および収縮サイクルにわたって力をマッピングするのではなく、アプリケーションのピーク力のみを識別できます。

2。ロードセルの取り付け

次のステップは、ロードセルを取り付けることです。ロードセルは、力を測定するセンサーの一種です。体重計など、力を正確に測定する必要があるアプリケーションでよく使用されます。

この場合、ロードセルは電動アクチュエータの力出力を測定するために使用されます。これにより、電動アクチュエータの力の出力が正確になり、伸縮サイクル全体の力をマッピングするために使用できるようになります。

ロードセルの読み取り値は、パーソナルコンピュータまたはデータ収集システムでアクセス、評価、および記録できます。ロードセルにはさまざまな種類があるため、アプリケーションに適したものを選択することが重要です。

電動アクチュエータに変換するメリットを活用する

油圧シリンダーから電動アクチュエーターへの変換は困難な場合がありますが、精度、安全性、信頼性の向上など、さまざまなメリットがあります。

それらは、モーションパラメータ、再現性、およびデータ収集/レポートのプログラム可能な制御を提供することが知られています。電動アクチュエータは、油圧シリンダーよりもメンテナンスが簡単です。

油圧シリンダーから電動アクチュエーターに変換する際に、これらの重要なパラメーターやこの記事で説明したものなどの他の要素を念頭に置いている限り、プロセスははるかにスムーズになります。

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