Actuators - Soorten en Toepassingen

Een actuator is een apparaat dat energie ontvangt en omzet in beweging of kracht, en is een essentieel onderdeel van vele moderne technologieën en technische gebieden. Van robotica tot hernieuwbare energie, actuatoren spelen een cruciale rol bij de besturing en automatisering van diverse processen en systemen. Ze zijn er in veel verschillende vormen en types, elk met unieke mogelijkheden en gebruik, bijvoorbeeld een handwiel (Afbeelding 1 boven), een eenvoudige pneumatische cilinder (Afbeelding 1 midden) of een complexe elektromotor (Afbeelding 1 onder).

Inhoudsopgave

• Verschillende soorten actuatoren
• Toepassingen van actuatoren
• FAQs

Bekijk onze selectie van klepactuators!

Verschillende soorten actuatoren

Actuatoren zijn er in verschillende vormen, en elk type dient een specifiek doel, afhankelijk van de toepassing. Twee hoofdcategorieën definiëren actuatoren: het type beweging en de krachtbron.

Type aandrijving

Actuators kunnen worden ingedeeld op basis van hun bewegingstype, lineair of roterend. Lineaire actuatoren produceren lineaire beweging in een rechte lijn, terwijl roterende actuatoren roterende beweging in een cirkelvorm produceren.

Lineaire actuatoren

• Lineaire actuatoren bewegen voorwerpen langs een rechte lijn en gebruiken een riem en poelie, tandheugel en rondsel of kogelomloopspil om de rotatie van de elektromotor om te zetten in een lineaire beweging.
• Lineaire actuators stoppen op een vaste lineaire afstand en staan bekend om hun hoge herhaalbaarheid en positioneringsnauwkeurigheid, eenvoudige installatie en bediening, weinig onderhoud en hun vermogen om zware omstandigheden te weerstaan.
• Deze actuatoren worden vaak gebruikt in de voedingsmiddelenindustrie, de autoindustrie, bij materiaaltransport en nog veel meer voor taken als duwen, trekken, heffen en positioneren.

Roterende actuators

• Roterende actuatoren zetten energie om in roterende beweging via een as om de snelheid, positie en rotatie van apparatuur te regelen.
• Deze actuators hebben een continu draaiende motor en zijn veelzijdig inzetbaar.
• Een elektromotor is een roterende aandrijving die wordt aangedreven door een elektrisch signaal. Zij hebben een hoog koppel, een constant koppel tijdens volledige hoekomwenteling, compatibiliteit met verschillende diameters, holle assen met nulspeling, tweemaal het vermogen, weinig onderhoud, en kunnen elke rotatiegraad bereiken.
• Roterende actuatoren worden gebruikt in medische apparatuur, radar- en controlesystemen, robotica, vluchtsimulatoren, de halfgeleiderindustrie, speciale machinebouw en defensie.

Actuator krachtbronnen

Er zijn verschillende soorten actuatoren, waaronder pneumatische, hydraulische, elektrische, magnetische en thermische, en mechanische, elk met unieke voor- en nadelen. Het type actuator dat in een toepassing wordt gebruikt, hangt af van de specifieke vereisten van die toepassing, zoals het benodigde krachtniveau, de reactietijd en de duurzaamheid.

• Pneumatische aandrijvingen: Pneumatische aandrijvingen (figuur 2) maken gebruik van perslucht om beweging te genereren. Zij kunnen worden gebruikt voor diverse toepassingen, zoals het bewegen van machineonderdelen of het regelen van klepstanden. Zij genieten vaak de voorkeur voor toepassingen die grote kracht, snelle reactietijden of explosieveilige omgevingen vereisen.
• Hydraulische aandrijvingen: Hydraulische actuatoren gebruiken vloeistofdruk om beweging te genereren. Zij worden gewoonlijk gebruikt voor zware toepassingen zoals bouwmachines, productiemachines en industriële robots. Hydraulische actuators bieden grote kracht, duurzaamheid en betrouwbaarheid.

Lees meer over deze twee soorten actuatoren in ons artikel dat het verschil tussen pneumatische en hydraulische cilinders behandelt.

• Elektrische aandrijvingen: Elektrische aandrijvingen (figuur 3) gebruiken elektrische energie om beweging te genereren. Zij kunnen worden aangedreven door wissel- of gelijkstroommotoren en worden vaak gebruikt in toepassingen die een nauwkeurige regeling, weinig lawaai en weinig onderhoud vereisen. Elektrische actuatoren worden vaak gebruikt in automatiseringssystemen, medische apparatuur en laboratoriumapparatuur.
• Magnetische en thermische actuatoren: Magnetische en thermische actuatoren zijn twee soorten actuatoren die respectievelijk magnetische en temperatuursveranderingen gebruiken om beweging te genereren. Magnetische actuatoren gebruiken magnetische velden om kracht te genereren. Thermische actuatoren maken gebruik van het uitzetten of inkrimpen van materialen als reactie op temperatuurveranderingen. Beide actuatoren worden vaak gebruikt in micro-elektromechanische systemen (MEMS) en andere geminiaturiseerde toepassingen.
• Mechanische aandrijvingen: Mechanische actuatoren gebruiken fysieke mechanismen zoals hefbomen, tandwielen of nokken om beweging te genereren. Mechanische actuatoren worden gewoonlijk gebruikt in toepassingen waar lage kosten, eenvoudige bediening en duurzaamheid belangrijk zijn. Voorbeelden hiervan zijn handbediende machines, handmatige klepsystemen en mechanische sloten.

Toepassingen van actuatoren

Actuatoren worden in de moderne wereld breed toegepast in machines, auto's en automatisering. De volgende tabel beschrijft veel voorkomende toepassingen, apparaten die geschikt zijn voor die toepassingen, en actuatoren die de apparaten van stroom voorzien.

Tabel 1: toepassingen, apparaten en actuatoren.

Toepassing	Apparaat	Type aandrijving
Geautomatiseerde regeling van vloeistofstromen in pijpleidingen en processystemen	Regelklep, Debietmeter	Lineair, roterend (hydraulisch, elektrisch)
Afstelling van industriële kleppen, positionering van machineonderdelen	Kogelkraan, Magneetventiel, Servomotor	Roterend (Hydraulisch, Elektrisch)
Graven, nivelleren en afgraven in de bouw en mijnbouw	Graafmachine, dieplepel	Lineair, roterend (hydraulisch)
Fabricage van metalen onderdelen, plastic gieten en smeden.	Hydraulische pers, CNC machine, smeedhamer	Roterend (Hydraulisch, Elektrisch)
Aandrijving van werktuigmachines, robots en transportsystemen	Elektrische motor, robotarm, transportband	Lineair, roterend (elektrisch, hydraulisch)
Positionering van machineonderdelen in geautomatiseerde productiesystemen	Lineaire actuator, servomotor, grijper	Lineair, roterend (elektrisch, hydraulisch)
Het regelen van de stroom brandstof en lucht in verbrandingsmotoren.	Smoorventiel, brandstofinjector	Roterend (mechanisch, elektrisch)
Regelen van de snelheid van stoom- of gasturbines in elektriciteitscentrales	Turbine, klep	Roterend (elektrisch, hydraulisch, thermisch)
Eenvoudige machinebesturing in mechanische systemen, zoals deuropeners	Mechanische hendel, elektrische schakelaar	Lineair, roterend (mechanisch, elektrisch)
Krachtoverbrenging in machines, zoals transportsystemen en tandwielpompen	Versnellingsbak, Pomp, Hydraulische Motor	Lineair, roterend (hydraulisch, mechanisch, elektrisch)

FAQs

Wat is de rol van een actuator in een systeem?

Actuatoren zetten energie om in arbeid door te reageren op een stuursignaal. Dit resulteert in beweging.

Waardoor kunnen actuators voortijdig falen?

Gewoonlijk gaan actuatoren stuk door toepassingsfouten zoals overmatige belasting, slechte bevestiging, verkeerde bedrading en overschrijding van de inschakelduur. Dergelijke problemen kunnen worden voorkomen door een grondige herziening van het systeem en regelmatig onderhoud.

Kunnen actuators worden gerepareerd?

Storingen aan een actuator zijn vaak het gevolg van verkeerd gebruik, zoals overmatige belasting, verkeerde montage, verkeerde bedrading of overschrijding van de aanbevolen bedrijfscyclus.

Hoe test je of een actuator werkt?

Verbind een multimeter in serie met een uiteinde van de actuatorsnoeren. Let op de ampèrewaarden bij het in- en uitschuiven van de stang. De metingen geven het benodigde vermogen voor de stroomafname aan.

Wat is een klepactuator?

Een klepactuator wordt gebruikt om het openen en sluiten van de klep te regelen.

Bekijk onze selectie van klepactuators!