電動アクチュエータの故障の通常の容疑者

製造機械や農業機器から電気自動車やロボットに至るまで、電動アクチュエータは文字通りそして比喩的に現代の世界を動かします。この信頼はすぐに変わることはないでしょう。これは、電動アクチュエータの動作をより深く理解することがますます必要になることを意味します。

この深い理解を深めるには、電動アクチュエータの一般的な問題について学ぶことが重要です。特に、産業ベンチャーに出資している人にとって、電動アクチュエータがピーク状態で機能しない理由を知ることは、ダウンタイムを削減し、全体的な生産性を向上させるのに役立ちます。

この記事では、電動アクチュエータの性能に影響を与える可能性のある最も一般的な問題について説明します。

電動アクチュエータ部品

誤動作している電動アクチュエータの何が問題になっているのかを理解するための良い最初のステップは、その部品、特に通常問題が発生する部品について学ぶことです。

電動アクチュエータの基本部品には、主に2つのカテゴリがあります。ドライブとモーターを含む電気システムと、カップリングとアクチュエータを含む機械システムです。

モーター

電動アクチュエータを駆動するモーターは、スピンドルまたはローターの回転によって回転運動を生成します。モーターは、ドライブシャフトを介して、ボールねじナットで回転するらせんねじに接続されています。スピンドルが回転すると、ボールねじナットが前後に駆動されます。リニアアクチュエータは、ボールねじナットに取り付けられた中空ピストンに沿って動きます。

モーターの出力とモーターが生成するトルクによって、運動の力が決まります。より強力なモーターは通常、トルクが少ないモーターとは異なる用途があります。

ドライブ

電気駆動装置がモーターを制御します。回転速度とトルクに変化が生じ、リニアアクチュエータによって生成される速度と力が変化します。これらのバリエーションは、アクチュエータをさまざまなアプリケーションに適応させるために不可欠です。

通常はエンコーダまたはレゾルバの形式のフィードバックメカニズムが、アクチュエータをコマンド位置に操作するための位置情報をドライブに提供します。次に、ドライブをプログラムして、静止位置またはホーム位置に移動、停止、または戻すことができます。

カップリング

カップリングを使用して、ロータリーモーターを電動アクチュエータのボールねじに接続します。

それらは、アルミニウム、ステンレス鋼、および他の金属などのさまざまな材料から作られています。精密な操作には適切なカップリングが必要です。それらは、加速の滑らかさ、速度制御と変動、負荷の限界、および衝撃と振動の遮断に影響を与える可能性があります。また、アクチュエータをより適切に同期させるためにも必要です。

アクチュエータ

アクチュエータは、しばしばリニアアクチュエータと呼ばれ、力、速度、負荷容量、摩擦抵抗、およびその他の要因に応じて、モーターからの回転運動をさまざまなアプリケーションの線形運動に変換します。

アクチュエータは、モーターによって提供される速度とトルクを、スクリュー、ベルト、ラックアンドピニオンの動力伝達システムを含むさまざまな駆動メカニズムに伝達します。リニアアクチュエータの基本コンポーネントは、アクチュエータ本体、動力伝達方法（ネジ、ベルト、またはラックとピニオン）、ネジを支持するベアリング、負荷をサポートするベアリングシステム、および関連コンポーネントを配置できるキャリッジで構成されます。マウントされています。メーカーは通常、動力伝達の方法とベアリング構造を変更して、アプリケーションの要件に基づいてさまざまな速度と耐荷重特性を提供できます。

電動アクチュエータに関する一般的な問題

問題： 片持ち荷重

一般的な原因： アクチュエータは負荷に対して小さめです。

アクチュエータのサイズが小さすぎると、片持ち梁の負荷の問題が発生する可能性があります。アプリケーションに合わせてアクチュエータのサイズを正しく設定することは、コスト効率を優先して無視されることが多い重要な要素です。ただし、小さめのアクチュエータは動作できません。ほとんどのアクチュエータメーカーは、アプリケーションの基準を満たす適切なアクチュエータを選択するのに役立つソフトウェアベースのサイジングツールをユーザーに提供しています。

正しいアクチュエータサイズを見つけるには、次のことができる必要があります。

• 適用される動的および静的負荷を一貫してサポートします
• アプリケーションをサポートするために、レンジモーショ​​ン全体で十分な速度とトルクを開発します
• 製造業者またはエンドユーザーのいずれかが確立できるサービスおよび安全率を満たします

問題： ベルトの動きはありません

一般的な原因： 加えられたモータートルクが大きすぎると、ベルトが剥がれたか、ベルトに不適切な張力がかかっています。

ベルトが動いていない場合、最も一般的な原因は、モーターが過剰なトルクを生成していることです。これにより、ベルトの歯が剥がれます。モーターのトルク仕様がアクチュエータの最大トルク入力仕様を超えていないことを確認し、必要に応じて調整することで対処できます。

この問題は、ベルトのベルトサイズまたはベルト張力が適切でないことを示している場合もあります。ベルトには、産業用途で使用する際に考慮する必要のある作業強度と引張強度の定格があります。ロッドレスアクチュエータでは、製造が不適切な場合、ベルトの動きが不足する可能性があります。

問題： アクチュエータに存在する粒子

一般的な原因： ベルトが露出しているか、粒子を除去するための正の空気圧がありません。

微粒子がアクチュエータシステムに侵入している場合、原因はベルトが露出している可能性が高いです。露出したベルトは、環境から粒子を引き付けます。これらの微粒子がアクチュエータ内に入ると、動作が損なわれる可能性があります。

もう1つの一般的な原因は、粒子を除去するために必要なシステム内の空気圧が不十分またはまったくないことです。

問題： モーターが切れた

一般的な原因： モーターのデューティサイクルが不適切であるか、電圧が正しくありません。システムが汚染されている可能性もあります。

バーンアウトは、不適切なデューティサイクルのモーター、またはモーターが休止する必要がある時間と比較してモーターが動作できる時間を表すパーセンテージによって引き起こされる可能性があります。メーカーはデューティサイクルの制限を提供します。さまざまな用途のモーターを選択する際には、これらを考慮に入れる必要があります。

間違った電圧はまた、モーターのバーンアウトを引き起こす可能性があります。モーターが推奨量よりも高い電圧を受け取ると、バーンアウトが発生する可能性があります。

粒子状物質の汚染は、より多くの抵抗を引き起こし、モーターからより多くのトルクを要求する可能性があります。十分な粒子がシステムに入ると、最終的に燃え尽き症候群を引き起こす可能性があります。

問題： コンポーネントが失敗する

一般的な原因： 老朽化、不適切なサイズ設定、およびコンポーネントの継続的な大量使用

電動アクチュエータのコンポーネントが故障した場合、さまざまな原因が考えられます。 1つ目は、コンポーネントの使用年数です。時間の経過とともに、コンポーネントは摩耗し、交換が必要になります。 2番目の原因は、継続的な大量使用です。コンポーネントが推奨定格を超えて使用されると、故障しやすくなります。

サイズが正しくないことも、コンポーネント障害の一般的な原因です。アクチュエータは正確な測定で動作します。わずかな差異でも、最終的にはコンポーネントの障害を引き起こす可能性があります。

結論

電動アクチュエータは、さまざまな業界で多くの用途があります。ダウンタイムを最小限に抑えるために、日常の問題に精通することが重要です。基本的な部品とそれらがどのように失敗するかを理解することは、問題を防ぐための最も重要なステップの1つです。電動アクチュエータは、サイジング、摩耗、汚染、非互換性などの問題に遭遇する可能性があります。

とはいえ、電動アクチュエータの理解を深めることは良いことですが、診断、修理、または交換はJHFosterのような専門家に任せるのが最善です。私たちは1938年以来、ビジネスに設備を備えています。私たちは産業用自動化と圧縮空気システムの専門家です。

電動アクチュエータの問題やその他の問題については、私たちのチームにお問い合わせください。