ATB Automation logo

De 5 meest gestelde vragen over elektrische actuators

Datum: 15 februari 2017

Blog Martin: Meest gestelde vragen over elektrische actuators

Een elektrische actuator is in veel gevallen een uitstekend alternatief voor een hydraulische cilinder. Hoewel de lineaire elektrische actuator steeds meer ingeburgerd raakt, krijg ik toch met regelmaat bepaalde vragen van klanten die elektrisch overwegen. In deze blog een overzicht van de 5 meest gestelde vragen die ik regelmatig tegenkom.

  1. Om welke redenen zou men kunnen kiezen voor elektrische actuators in plaats van hydraulische actuators?

Hydraulische actuators hebben in sommige gevallen voordelen. Ze hebben een hoge vermogensdichtheid, lage initiële investeringskosten voor de componenten, een matig tot hoge stijfheid, hoge snelheid, en zijn een algemeen gebruikte technologie. Toch kan in bepaalde situaties een hydraulische cilinder minder gunstig zijn voor een systeem. Ze hebben zonder hulp van extra tuning apparatuur een matige precisie en herhaalnauwkeurigheid.

Daarnaast zijn de systemen met pompen en slangen complex en zijn de installatie- en onderhoudskosten hoog. Bovendien is het energierendement laag en hebben deze systemen een negatieve milieubelasting. In deze gevallen bieden elektrische actuators een betere oplossing.

  1. Wat zijn de primaire voordelen van het gebruik van een elektrische actuator ten opzichte van hydrauliek?

Elektrische actuators kunnen hoge snelheden en krachten aan, zijn flexibel en makkelijk te programmeren voor diverse toepassingen. Ze hebben bovendien een hoge precisie en herhaalnauwkeurigheid, zijn efficiënt, eenvoudig te installeren, onderhoudsarm en zijn milieuvriendelijk.

Door elektrisch te gebruiken in plaats van hydraulisch kan de gebruiker olielekkage en vervuiling voorkomen en de veiligheid van werknemers verbeteren.

De elektrische actuators hebben nog meer milieuvoordelen, zoals:

  • Hoger energie rendement en dus lager energieverbruik.
  • Stiller in gebruik / lager geluidsniveau.
  • Nagenoeg geen energieverbruik wanneer de actuator niet in bedrijf is, terwijl bij hydraulische systemen de pompen tijdens inactieve periodes staan te draaien en dan aanzienlijk veel energie verbruiken
  • Geen hydraulische afvalvloeistoffen, terwijl in hydraulische systemen bij normaal onderhoud of reparatie, de hydraulische vloeistoffen op een milieuvriendelijke manier moeten worden afgevoerd.
  • Elektrische actuators zijn bovendien een niet-toxische oplossing, vooral vereist in de voedingsmiddelenindustrie.
  1. Wat zijn de uitdagingen bij het vervangen van een hydraulisch systeem en waar moet je op letten bij het omzetten naar elektrische actuators?

Er zijn zekere conversie uitdagingen bij het omzetten van een hydraulisch actuator systeem naar elektrische actuators. Als een systeem meerdere hydraulische actuators heeft, dan kan het stuksgewijs omzetten een stuk lastiger zijn, dan alle machine-assen tegelijkertijd om te zetten.

Heb je lastige belastingsomstandigheden, dan kunt u bumpers overwegen of het bewegingsprofiel aanpassen om de stootbelastingen en hoge trillingen te verminderen.

Correct omzetten van de ene actuatormethode naar de andere vergt een goed begrip van het op de juiste wijze bepalen van het formaat van de nieuwe actuator. De werkelijke slaglengte zou moeten worden gemeten in combinatie met de juiste afwegingen betreft montage. Voor een eenvoudige schatting van de vereiste kracht, kan je de zuigerdiameter vermenigvuldigden met de pompdruk. Dit geeft een leidraad bij het selectieproces van de elektrische actuator betreft de keuze tussen de ideaal gemeten kracht en de acceptabele berekende kracht. De engineer dient te weten wat de snelheid is bij de heen en teruggaande slag, hoeveel cycli per minuut, uur, dag en aantal ploegen of dagen per week de actuator wordt gebruikt. En niet te vergeten de werkomgeving zoals temperatuur, en mogelijk vuil, vocht en explosiegevaarlijke omstandigheden.

  1. Welke ontwikkelingen van elektrische actuators hebben huidige processen verbeterd?

De laatste jaren zijn elektromechanische actuators ontwikkeld waarbij een rotatieve servomotor is geïntegreerd in combinatie met rotatieve-naar-lineaire mechanische overbrenging, zoals een roller screw. Roller screws hebben moeren langs een spindel lopen, die ten opzichte van elkaar en een behuizing zijn geschakeld, vergelijkbaar met een planetaire tandwielkast. De roller screw heeft daarom meer contactpunten dan een kogelomloopspindel.

Dit leidt tot een aantal grote voordelen van de elektrische roller screw actuator:

  • Daardoor is de toegepaste kracht over een groter oppervlak verdeeld, met als resultaat lagere spanningsniveaus en een langere levensduur.
  • Wanneer aanzienlijke krachten vereist zijn leveren rollerscrew actuators hogere lineaire snelheden dan kogelomloopspindels. Ook zijn er minder trillingen en dus minder lawaai.
  • De hoge belastbaarheid van de roller screw zorgt voor een kleiner, lichtgewicht mechanisme dan een kogelomloopspindel.
  • Om het gewicht en formaat verder te optimaliseren combineren nieuwe modellen elektrische actuators de roller screw en de servomotor in één eenheid. De integratie van de motor levert een compacte bouwgrootte op en vermindert het aantal componenten.
  • Directe aandrijving van het roller screw mechanisme voorkomt speling van koppelingen en overbrengingen, waardoor een hogere dynamiek en betere prestaties behaald worden.

Naast de integratie van servomotoren met roller screw, zorgen ontwikkelingen in borstelloze motoren met terugkoppelingsapparatuur voor een hogere precisie en herhaalnauwkeurigheid.

Traditionele elektrische actuators gebruiken meestal één- of drie-fase asynchrone motoren als drijvende kracht. Het probleem met dit ontwerp is dat wanneer de actuator van richting moet veranderen, starten of stoppen, de werking beperkt wordt door de temperatuurstijging van de motor en daarom een beperkt aantal bedrijfscycli heeft. Gebruik van borstelloze AC en DC servomotor en de integratie van roller screws zorgt voor een zeer nauwkeurige controle van zowel de positie als de snelheid van de uitgaande as van de actuator.

  1. Welke huidige industrieën hebben voordeel bij gebruik van elektrische actuators?

Verschillende industrieën maken dankbaar gebruik van elektrische lineaire actuators voor hun systemen. Zo worden ze gebruikt in de automotive, grafische, voedingsmiddelen en process industrie, zoals lasapparatuur, doseer- en vulapplicaties, persapplicaties, etc.

Machines in de voedselverwerkende industrie gebruiken elektrische actuators voor afvulmachines, blokjes produceren, en transporteren en indexeren van producten.

De olie- en gasindustrie gebruiken elektrische actuators om hydraulische en pneumatische actuators te vervangen, dankzij hun voordelen voor het milieu en flexibelere en nauwkeurigere controle. Zowel hydrauliek als pneumatiek hebben kans op lekkage, waardoor gevaarlijke omstandigheden ontstaan (bijv. verontreiniging of ontvlambaar gas waar methaan gewoonlijk wordt gebruikt als de pneumatische vloeistof in het olieveld).

Elektrische actuators worden steeds vaker gebruikt om al deze problemen aan te pakken.

 

Een groot scala aan voordelen in veel situaties die in het voordeel spreken voor gebruik van elektrische actuators. Nieuwsgierig geworden? Of een applicatie bespreken? Neem contact met mij op!


Geplaatst door: Martin van der Steenhoven

Martin van der Steenhoven


+31 297 38 05 54
martin@atbautomation.eu

Martin van der Steenhoven is sinds 2011 werkzaam bij ATB Automation. Martin is productmanager voor lineaire motion control systemen zoals de Exlar servoactuators, IAI Industrial Robot actuators en HSB lineaire eenheden.



0 reacties

Plaats een reactie

  • Snelle reactie, korte lijnen
  • Gerenommeerde fabrikanten
  • Diepgaande productkennis
  • Hoge leverbetrouwbaarheid

Wij leveren draaikranslagers, schudelementen, kettingspanners en riemspanners uit voorraad en we hebben tevens kegelwielkasten, servoreductoren en elektromechanische actuators in ons assortiment.


Hiernaast selecteren en bieden we de juiste componenten en systemen aan voor motion control oplossingen, zoals servomotorreductoren, lineaire servoactuators tot aan complete XYZ cartesische systemen.

Laden...

Zoeken

Laden...