Aktüatörler Nelerdir? Günlük yaşamda sıkça karşılaşılan otomatik kapıların ya da zahmetsizce açılan araba kapı kilitlerinin açılma ve kapanma hareketi aktüatörler tarafından gerçekleştirilmektedir. Birçok endüstriyel alanda ve otomasyon sistemlerinde kullanılmaktadır. Aktüatörler kontrol sistemlerinin önemli parçalarındandır. Sistemin kendisine uyguladığı giriş bilgisini fiziksel çıkış hareketlerine dönüştürmekle görevlidir. Diğer bir deyişle farklı enerji kaynaklarını fiziksel-mekanik hareket çevirir. Aktüatör kısaca, bir enerjiyi alır ve bir nesneyi hareket ettirmek için kullanmaktadır.
Aktüatörler hareket tiplerine göre doğrusal ve döner olmak üzere iki çeşittir. Kullanılan enerji kaynaklarına göre elektrikli, hidrolik ve pnömatik olarak üçe ayrılmıştır. Doğrusal aktüatörlerde uygulanan enerjiyle doğrusal bir hareket elde edilir. Döner tipli olanlarda hareket daireseldir.
Elektrikli Aktüatörler Nedir?
Elektrikli aktüatörler adından da bilindiği gibi enerji kaynağı olarak elektriği kullanmaktadır. Aktüatörün yapısında entegre olarak AC veya DC elektrik motoru bulunmaktadır. Doğrusal ve döner olarak iki farklı tipi vardır. Doğrusal tipli olanın çalışma prensibi gayet basit olmak üzere şu şekildedir;
AC veya DC motorun çalışmasıyla oluşan yüksek hızlı dönme hareketi dişli sistemine aktırılır. Dişliler sayesinde yavaşlayan bu hız aktarma vidasına uygulanmaktadır. Aktarma vidası da doğrusal hareketi yapacak olan şaftı hareket ettirir. Kontrol sisteminin motora uyguladığı giriş değerine göre ise şaftın ileri ve geri ne kadar mesafe kat edeceği belirlenmektedir. Bunun yanı sıra aktüatörün yapısında bulunan limit anahtarlarıyla şaftın minimum ve maksimum yapabileceği hareket mesafesini denetlenir.
Doğrusal Elektrikli Aktüatör
Döner tipli aktüatörde de çalışma mantığı aynı şekildedir. Elektrikli motorun ürettiği dönme hareketi dişli sistemiyle şafta aktarılır ve dairesel yer değiştirme sağlanır. Dönüş derecesi ve miktarı giriş değerini veren kontrol sistemine bağlıdır. Bunun yanında dönme hareketini sınırlayan dairesel limit anahtarları da döner tipli aktüatörün yapısında bulunmaktadır. Elektrikli aktüatörler yiyecek-içerek ürünleri üretim hatlarında, akış kontrol sistemlerinde, tarımsal işlerde kullanılan araçlarda ve diğer birçok alanda kullanılmaktadır.
Hidrolik Aktüatörler Nasıl Çalışır?
Hidrolik aktüatörlerde enerji kaynağı olarak hidrolik sıvılar kullanılmaktadır. Sıvıların sıkıştırılamaz oluşuna göre tasarlanmıştır. Doğrusal ve döner olarak iki farklı tip bulunmaktadır. Doğrusal tipli tek taraflı olan aktüatörün çalışma prensibi şu şekilde gerçekleşmektedir. Yapısında bulunan hidrolik sıvının basıncı, bağlı olduğu kontrol sistemlerinin uyguladığı giriş değerine göre değişmektedir. Basınç değeri arttıkça, sıvı yan taraftaki pistonun yüzeyini iter. Piston yüzeyinin hareketiyle piston kolu ileri yönlü hareketi gerçekleştirir. Sıvının basıncı azaldığında ise piston kolu geri yönlü doğrusal hareket etmektedir.
Çift taraflı doğrusal tipte ise; basınçlı sıvının, baş ve son uçta, iki yerde giriş-çıkış noktası bulunmaktadır. Baş uçtan uygulanan basınçlı sıvı piston yüzeyi ittirirken, son uçtaki akış kontrol noktasından verilecek basınçlı sıvı piston yüzeyini ters yönde ittirmektedir. İki noktadan uygulanan basınç farkı nedeniyle piston kolu ileri ya da geri yönde doğrusal hareketini gerçekleştirmiş olur. Her iki tipte de hareket mesafesini denetleyen sınır anahtarı bulunmaktadır. Ayrıca bazı gelişmiş aktüatörlerde bulunan pozisyon geri besleme denetleyicileriyle daha yüksek doğruluk payıyla hareket sağlanmaktadır. Döner tipli hidrolik aktüatörler de sarmak, dişli kollu ve kanatlı olmak üzere üçe ayrılmaktadır. Sarmal tipli hidrolik aktüatörlerde, yapısındaki pistonun doğrusal hareketiyle şaftın dairesel dönüş yapması sağlanmaktadır. Pistona hidrolik sıvı basıncı uygulandığı zaman piston kendi ekseni etrafında dönerken doğrusal olarak ilerlemeye başlar. Şaftla arasındaki sarmal dişli sistemi aracılığıyla şaftın dairesel hareket etmesini sağlar.
Pnömatik Aktüatör
Enerji kaynağı olarak basınçlı havayı kullanmaktadır. Doğrusal ve döner olmak üzere iki farklı tipi vardır. Doğrusal tip, basınçlı hava girişlerine göre tek taraflı ve çift taraflı olarak ikiye ayrılmıştır. Tek taraflı doğrusal yapıdaki aktüatörde, basınçlı hava tek noktadan pistona doğru verilmektedir. Basınçlı hava pistonu itmeye başladığında yayla birlikte olan şaft ileri hareket eder. Basınçlı hava pistonu itmeye başladığı zaman yayla birlikte olan şaft ileri hareket eder. Hava geri çekildiğinde ise şaft geri yönde hareket eder. Çift taraflı doğrusal aktüatörde ise, şaftın yapısında yay bulunmazken, iki adet hava giriş noktası bulunmaktadır. Baş ucu tarafında bulunan girişten basınçlı hava verildiğinde piston ileri yönde, son uç taraftaki girişten basınçlı hava verildiğinde ise geri yönde ilerlemektedir. İki noktasını basınç farkı sonucu ise piston şafta nihai pozisyonu iletmektedir.
