عملگر یا اکچویتور یکی از تجهیزات حیاتی در سیستمهای کنترلی و شیرهای صنعتی است که وظیفه اصلی آن تبدیل نیروی کنترل به حرکت مکانیکی برای باز یا بسته کردن شیر میباشد. انتخاب و خرید صحیح عملگر تاثیر مستقیم بر عملکرد بهینه شیر و کل فرآیند دارد و استفاده از عملگر نامناسب میتواند باعث ایجاد اختلال و کاهش کارایی سیستم شود. عملگرها انواع مختلفی دارند که از جمله رایجترین آنها میتوان به عملگرهای پنوماتیک، هیدرولیک و الکتریکی اشاره کرد. هر نوع عملگر با توجه به شرایط کاری، فشار خط، سایز شیر و میزان انرژی مورد نیاز انتخاب میشود. برای تضمین عملکرد بهینه سیستم و تکمیل تجهیزات، خرید ساید چنل با کیفیت بالا میتواند گزینهای مناسب و کاربردی باشد. بنابراین، سایزینگ و مشخصات دقیق عملگر باید با دقت بالا انجام شود تا عملکرد سیستم به بهترین شکل تضمین گردد.
عملگر چیست؟
در پاسخ به این سوال که عملگر چیست؟ باید بگوییم، اکچویتور یا عملگر یکی از تجهیزات مهم در ابزار دقیق و اتوماسیون صنعتی است که وظیفه کنترل و بهبود عملکرد شیرهای صنعتی را بر عهده دارد. این عملگرها در انواع دستی، پنوماتیکی، برقی و هیدرولیکی عرضه میشوند و با تبدیل انرژی باد، برق یا هیدرولیک به حرکت مکانیکی خطی یا دورانی، شیرها را به صورت دقیق کنترل میکنند. بهعنوان مثال، اکچویتور پنوماتیکی با نیروی فشار هوا استم شیر را حرکت میدهد و اکچویتور الکتریکی از انرژی موتور الکتریکی برای همین منظور استفاده میکند.
بیشتر بخوانید: نکات انتخاب الکتروموتور
امروزه در صنایع مختلف برای افزایش دقت و امکان کنترل از راه دور، استفاده از عملگرهای غیر دستی بسیار رایج شده است. این عملگرها نه تنها نیاز به حضور اپراتور را کاهش میدهند، بلکه عملکرد بهینهتر و ایمنتری را در سیستمهای پایپینگ و شیرآلات صنعتی فراهم میآورند. به این ترتیب، بهرهوری فرآیندها افزایش یافته و امکان مانیتورینگ و کنترل دقیقتر فراهم میشود.
مشخصات عمگلر چیست؟
برای انتخاب عملگر مناسب، توجه به مشخصات فنی از جمله نوع محرک، سایز، فشار و دمای قابل تحمل و شرایط محیطی نصب اهمیت دارد. همچنین باید توان و گشتاور خروجی، فشار سیال، نوع شیر (توپی یا پروانهای)، نوع حرکت (تک عملکردی یا دو عملکردی) و نیاز به شیر برقی را بررسی کرد. علاوه بر این، عملگرها طبق استانداردهای صنعتی معتبر مانند ASTM B117-73، ASTM 6063 و ASTM B179 تولید میشوند که تضمینکننده کیفیت و دوام آنها در شرایط مختلف کاری است. رعایت این موارد موجب انتخاب دقیق و عملکرد بهینه عملگر در سیستم خواهد شد.
انواع عملگر از نظر نوع حرکت
عملگرها بر اساس نوع حرکت و نیرویی که به استم شیر منتقل میکنند، به دو دسته اصلی خطی و چرخشی تقسیم میشوند که هر کدام کاربردها و مکانیزم خاص خود را دارند.
عملگر خطی (Linear Actuator)
این نوع عملگرها حرکت خطی تولید میکنند و نیروی اعمالی از طریق یک حرکت رفت و برگشتی به شیر منتقل میشود. اکچویتورهای خطی بیشتر در شیرهای کنترلی مانند گلوب ولو و شیر دیافراگمی کاربرد دارند، جایی که صفحه دیافراگم با نیروی عملگر به سمت بالا یا پایین حرکت میکند و این حرکت توسط میلهای به استم شیر منتقل شده و وضعیت شیر را تغییر میدهد.
عملگر چرخشی یا دورانی (Rotary Actuator)
این عملگرها حرکت چرخشی ایجاد میکنند و معمولا ساختاری ساده دارند. در مرکز آنها یک شفت دندانهدار قرار دارد که به شیر متصل میشود و دو پیستون در دو طرف این شفت قرار گرفتهاند. این پیستونها در دو محفظه جدا از هم قرار دارند و با ورود و خروج هوای فشرده به این محفظهها، پیستونها حرکت کرده و از طریق دندههایی که به شفت متصل هستند، گشتاور لازم برای چرخاندن شیر و باز یا بسته کردن آن فراهم میشود. این مکانیزم باعث عملکرد دقیق و سریع شیرهای صنعتی میشود.
انواع عملگر بر حسب انرژی محرک
در ادامه مقاله عملگر چیست؟ انواع عملگر از نظر نوع انرژی مورد نیاز برای حرکت به سه دسته اصلی برقی، پنوماتیکی، هیدرولیکی و دستی تقسیم میشوند که هر کدام با ویژگیها و کاربردهای خاص، نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا میکنند.
عملگر پنوماتیکی
عملگرهای پنوماتیکی که با هوای فشرده کار میکنند، به دلیل دسترسی آسان به منبع هوا در محیطهای صنعتی، بسیار کاربردی و پرطرفدار هستند. این دسته خود به سه نوع اصلی تقسیم میشوند:
- عملگر پنوماتیکی دیافراگمی: یکی از انوع عملگر پنوماتیکی که معمولا در شیرهای با حرکت خطی مانند شیر توپی، دیافراگمی و دروازهای استفاده میشود. در این عملگر، دیافراگم با فشار هوای وارد شده به حرکت در آمده و میله متصل به آن را جابجا میکند تا شیر عملکرد مورد نظر را داشته باشد.
- عملگر پنوماتیکی پیستونی: این نوع عملگر بر پایه سیستم سیلندر و پیستون لغزنده عمل میکند و با آببندی اورینگها حرکت خطی دقیق و قابل اطمینانی ایجاد مینماید.
- عملگر پنوماتیکی چرخشی (پرهای): اکچویتورهای چرخشی شامل عملگرهای پرهای (vane actuator) هستند که در داخل آنها یک یا چند پره قرار دارد. لبه این پرهها نسبت به دیواره داخلی بدنه عملگر آببندی شده است، به طوری که با ورود و خروج هوای فشرده به فضای بین پره و محفظه، حرکت دورانی در شفت متصل به پره ایجاد میشود. هنگامی که هوای فشرده به یک سمت پره وارد میشود، هوای سمت دیگر تخلیه شده و پره حول شفت خود میچرخد.
عملگر الکتریکی
یکی از انواع عملگر، اکچویتور الکتریکی است که برای تامین انرژی خود از موتور الکتریکی بهره میبرد. اجزای اصلی این عملگر شامل موتور، سیستم کنترلی، گیربکس و سوئیچ حدی میباشد. جریان برق وارد موتور شده و باعث چرخش شفت میشود که این حرکت به گیربکس منتقل شده و با کاهش سرعت، گشتاور افزایش مییابد تا نیروی لازم برای حرکت شیر فراهم شود.
از مزایای این نوع عملگر که یکی از پرکاربردترین انواع عملگر است، میتوان به تمیزی عملکرد بدون آلودگی و نشتی اشاره کرد. همچنین، با استفاده از گیربکسهای دور متغیر، سرعت و گشتاور به راحتی قابل کنترل است و به آسانی میتوان آن را با سیستمهای کنترلی هماهنگ کرد. البته باید در نظر داشت که این اکچویتورها هزینه بالاتری نسبت به سایر انواع عملگر دارند.
عملگر هیدرولیکی
یکی دیگر از انواع عملگر که برای تامین انرژی خود از نیروی هیدرولیک استفاده میکند، اکچویتور هیدرولیکی است. در این عملگرها معمولا از روغن هیدرولیک به عنوان منبع انرژی بهره گرفته میشود و با تبدیل انرژی هیدرولیک به انرژی مکانیکی، حرکت خطی یا چرخشی لازم برای کنترل شیرها فراهم میشود.
از مزایای اکچویتورهای هیدرولیکی که در میان انواع عملگر محبوبیت خاصی دارند، میتوان به توانایی تحمل نیروهای بسیار بالا و تولید گشتاور زیاد اشاره کرد. همچنین این عملگرها قابلیت ذخیره فشار هیدرولیکی دارند، آببندی و عایقکاری آنها کمهزینه است و در کاربردهای سنگین و صنعتی بسیار کارآمد و قابل اطمینان هستند.
بیشتر بخوانید: تفاوت هیدرولیک و پنوماتیک
عملگر دستی
این نوع عملگرها با استفاده از نیروی انسانی حرکت ایجاد کرده و جریان سیالات را در لولهها کنترل میکنند. کاربرد آنها شامل تنظیم دما در سیستمهای گرمایشی و سرمایشی و کنترل شیرها و دریچهها است.
انواع عملگر بر حسب ساختار داخلی
انواع عملگر بر حسب ساختار داخلی شامل موارد زیر است:
عملگر تک عملکردی (Single Acting)
این نوع اکچویتور دارای فنر بازگشت است که با رها شدن نیروی سیال، فنر محرک را به موقعیت اولیه برمیگرداند. برای حرکت دادن شیر فقط کافی است به یک طرف اکچویتور فشار وارد شود. وقتی سیال وارد محفظه بین پیستونها میشود، فنر فشرده شده و پس از تخلیه سیال، فنر باعث برگشت پیستون به حالت اولیه میشود.
عملگر دو عملکردی (Double Acting)
در این مدل، حرکت باز و بسته شدن شیر تنها توسط فشار سیال کنترل میشود. برای حرکت دادن محرک باید به طور متناوب فشار به هر دو طرف اکچویتور وارد شود. این نوع در شیرهای کنترل ولو، شیر توپی و چک ولو کاربرد دارد و معمولا گشتاور خروجی قوی و قابل تنظیمی ارائه میدهد.
کاربردهای عملگر چیست؟
کاربردهای عملگر در صنایع مختلف بسیار گسترده و مهم است. برخی از کاربردهای اصلی آنها عبارتند از:
-
جابجایی مواد: استفاده از عملگرها برای حرکت دقیق و سریع کالاها در سیستمهای تسمه نقاله.
-
تجهیزات برش: بهکارگیری عملگرها برای کنترل دستگاههای برش ایمن و دقیق روی مواد مختلف.
-
پردازش مواد خام: بهرهگیری از عملگرها در کورهها و ماشینهای کار روی شیشه، سرامیک و چوب برای بهبود دقت و کارایی.
-
رباتیک: استفاده از عملگرهای خطی برای حرکت و کنترل دقیق قطعات رباتها و افزایش نوآوری در این حوزه.
برای تکمیل تجهیزات صنعتی و بهبود عملکرد سیستمها، خرید پمپ وکیوم با کیفیت بالا میتواند نقش موثری در بهینهسازی فرآیندها و افزایش بهرهوری ایفا کند.
سخن آخر
عملگرها نقش حیاتی در اتوماسیون صنعتی دارند و با انواع مختلفی همچون برقی، پنوماتیکی و هیدرولیکی، توانایی ایجاد حرکت خطی و چرخشی را فراهم میکنند. هر کدام از این انواع عملگرها بسته به نیاز و شرایط کاری مزایا و کاربردهای خاص خود را دارند. در مجموعه الکتروآتا نیز انواع عملگر با کیفیت بالا و قابلیت اطمینان مناسب ارائه میشوند تا پاسخگوی نیازهای مختلف صنایع باشند. انتخاب درست نوع عملگر میتواند به بهبود عملکرد، افزایش بهرهوری و کاهش هزینههای نگهداری کمک کند.
سوالات متداول
عوامل موثر بر قیمت عملگر چیست؟
قیمت عملگرها به نوع، ظرفیت، جنس و کیفیت ساخت، برند تولیدکننده و نیازهای خاص کاربرد بستگی دارد.
عملگر تک عملکردی و دو عملکردی چه تفاوتی دارند؟
تک عملکردی با فنر به حالت اولیه باز میگردد، اما دو عملکردی با فشار متناوب سیال حرکت میکند.
عملگر پنوماتیکی چه مزایایی دارد؟
عملگر پنوماتیکی به دلیل تامین آسان هوای فشرده، طراحی ساده و تعمیر و نگهداری راحت، گزینهای کاربردی است که هوای اضافی آن بدون آلودگی به محیط باز میگردد.
