Vad är ett roterande manöverdon: funktion och dess tillämpningar

Ett hydrauliskt ställdon är en typ av mekanisk anordning som används för att ändra energin till en linjär rörelse genom att använda hydraulik. I allmänhet beror tung utrustning huvudsakligen på olika hydrauliska ställdon för att fungera. Till exempel; en bulldozer kan lyfta massor av spillror med ställdonen som finns i dess lyftarm. Dessa används i stor utsträckning när höghastighets- och kraftoperationer krävs, som i slutna styrsystem. Hydrauliska ställdon klassificeras i tre typer linjära, roterande och semi-roterande. Den här artikeln diskuterar en typ av hydrauliskt ställdon nämligen; roterande ställdon – arbeta med applikationer.

Vad är ett roterande ställdon?

Ett roterande ställdon är en elektrisk, vätskedriven eller manuell anordning som används för att omvandla elektrisk energi till roterande eller oscillerande rörelse. Dessa ställdon används huvudsakligen i manuell eller automatisk ventildrift där tillgängligheten för verktyg som tryckluft eller elektrisk kraft spelar en viktig roll vid valet av ställdon.

Denna typ av ställdon skiljer sig från ett linjärt ställdon eftersom ett linjärt ställdon använder linjär rörelse för att överföra kraft när den motsätter sig rotation; emellertid är ett roterande ställdon anslutet till anordningar för att bilda linjära ställdon. Dessa ställdon används på mobil hydraulisk utrustning, ombord på flygplan och i rörelsekontrollsystem.

Hur fungerar ett roterande ställdon?

För ett vätskekraftsystem fungerar ett roterande ställdon som en o/p-anordning som transporterar en oscillerande rörelse över ett begränsat område i ett helt varv av cirkeln. Så ett högervridande manöverdon producerar arbete genom direkt vätsketryckverkan mot inre blad. Här kan arbete definieras som energi som appliceras över ett avstånd. Ett roterande manöverdon används huvudsakligen för att tillhandahålla en roterande eller vinkelrörelse genom att helt enkelt tillåta ett slag inom en oscillerande rörelse med en definierad vinkel. Dessa ställdon genererar en speciell typ av rotationsarbete som kallas vridmoment.

I ovanstående enkla kretsschema för roterande manöverdon kan vi observera att när kraft appliceras på ett vridmoment så uppstår vridmoment. När dessa ställdon arbetar med lägre hastighet genom ett högt vridmoment, används uteffekten av vridmoment i stället för hästkrafterna för identifierings- och klassificeringsändamål. När man väljer ett roterande ställdon är hastigheten en sekundär faktor för en specifik tillämpning.

För mätning av vridmoment är de typiska enheterna foot-pounds (lb.ft). Om till exempel ett roterande ställdon med två fots radie används för att lyfta vikten på 200 pund, kommer det erforderliga vridmomentet för att uppnå arbetet att vara 400 lb•ft.

Genom att förstå det huvudsakliga sambandet mellan det fysiska systemet och o/p-vridmomentet som krävs kommer konstruktörerna att bestämma det lämpliga roterande ställdonet för varje unik applikation.

Roterande ställdontyper

Roterande ställdon finns i olika typer som diskuteras nedan.

Manuella roterande ställdon

Manuella roterande ställdon använder ofta en snäckdrift för att öka vridmomentet som en operatör manuellt kan använda för att stänga en ventil. Dessa typer av ställdon är vanliga på kulventiler och kvartsvarvsfjärilar där den självlåsande kapaciteten hos flera snäckdrev hjälper till att hålla ventilen stängd. Dessa ställdon använder ofta stora handhjul för att förbättra det tillgängliga vridmomentet för arbetare. Ibland kallas dessa enheter för manuella åsidosättningar eller växeloperatörer inom ventilindustrin.

Elektriska roterande ställdon

Elektriska roterande ställdon används för att driva komponenter roterande genom elektromagnetisk kraft från en elektrisk motor . De tillhandahåller normalt indexerings- och kontrollmöjligheter för att tillåta många positioner stopp med slag. Det roterande elementet i detta ställdon är antingen en cirkulär axel eller ett bord. Cirkulära axlar består ofta av kilspår medan tabeller erbjuder en bultmodell för montering av ytterligare komponenter.

Specifikationerna för detta ställdon inkluderar spänningsmatning, maximalt vridmoment, repeterbarhet, belastningskapacitet, driftstemperatur, rotationsvinkel och linjär slaglängd. Elektriska roterande ställdon används i olika applikationer som högeffektsväxlar, elkraftindustrin, fordonsindustrin och förpackningsapplikationer.

Vätskedrivna roterande ställdon

Vätskedrivna roterande ställdon är också kända som pneumatiska roterande eller hydrauliska roterande ställdon. I dessa typer av manöverdon ges vätskekraft antingen till cylindrar för att växla skotska ok och kuggstångsaggregat eller till rotorer för manövrering av rak axel från hydraulisk luft eller olja. I allmänhet rör sig dessa typer av ställdon i mellan 90° till 360° stopp baserat på rotationskraven för en specificerad komponent eller ventil.

Roterande ställdon med kuggstång

Dessa är mekaniska enheter som huvudsakligen används för att automatiskt styra spjäll eller ventiler i industribaserade applikationer. I detta ställdon är kuggstången ett allmänt namn som används för ett par växlar som ändrar rörelsen från linjär till roterande. En linjär kuggstång är känd som kuggstången som förbinder tänderna på en rund växel som kallas kugghjulet. När den linjära kraften appliceras på kuggstången kommer det att orsaka en roterande rörelse av kugghjulet.

Scotch Yoke roterande ställdon

Denna typ av ställdon inkluderar en glidstång ansluten till en ventil i ena änden medan ett ok är anslutet i den andra änden, som inkluderar en slits för ett block som helt enkelt glider bakåt och framåt. Glidblocket är helt enkelt anslutet till en kolv, som ett resultat, när kolven flyttar, så vrids oket och efter det, flyttar det stången för att öppna ventilen.

Detta ställdon används i olja och gas för att aktivera ventiler för att separera flöde i rör, används i gruvdrift för att aktivera ventiler för att separera munstycken i bergspolningsledningar, och vatten och avloppsvatten för att aktivera ventiler för att separera matningsledningar, tankar och filter.

Heliska ställdon

Det spiralformade roterande ställdonet använder en uppsättning spiralformade kugghjul och en cylinder för att omvandla en linjär i/p till en oscillerande, roterande utgång. Cylindern i detta ställdon kommer att innehålla tre roterande stift och tre spiralformade spår som är bearbetade i det yttersta röret. Så det här röret innehåller också tre nycklar på sin mindre del för att undvika att det rör sig för långt genom urtagen i mittencylindern. När cylindern väl är i rörelse trycker luftkraften ner den yttersta cylindern för att öppna ventilen och klämma ihop en fjäder på utsidan av det yttersta röret. När luftkraften släpps trycker fjädern på ventilen för att stänga igen.

Elektrohydrauliska ställdon

Elektrohydrauliska ställdon använder trycksatt hydraulvätska för att manövrera en ventil men deras huvudsakliga energikälla är uteslutande elektrisk. Den tillförda elektriska energin används för att aktivera en elektrisk motor för att styra en hydraulpump efter att den tillför den trycksatta vätskan för att driva ett hydrauliskt manöverdon för att styra ventilen. Hela systemet är självständigt vilket eliminerar kravet på en separat hydraulisk kraftenhet för att förenkla konstruktionen av systemet och förbättra tillförlitligheten och säkerheten.

Detta ställdon använder roterande eller linjära ventiler baserat på applikationskraven. Dessa ställdon är perfekta för manövrering av ventiler som kräver stora dragkrafter eller vridmoment där höga driftshastigheter eller felsäkra system är nödvändiga.

Roterande ställdon

De pneumatiska och hydrauliska ställdonen av skoveltyp använder helt enkelt minst en eller två skovlar som är anslutna till ett nav i en cirkulär kammare eller kilformade, varhelst vingen kan vridas från 90 – 280 grader. I dessa ställdon roterar navet helt enkelt mellan stopperna genom att använda olja eller luftkraft för att generera rörelse vid utgångsskaftet. Ett dubbelbladigt manöverdon inkluderar två motsatta skovlar som ger mer vridmoment men rotationen är mycket begränsad jämfört med ett enbladigt manöverdon i en komplett cirkulär kammare.

Vingen i detta ställdon roterar vid trycksättning och fortsätter att vrida sig tills det når slutet av slaget. När lufttrycket appliceras i en annan ände av vingen kan vrida axeln i motsatt riktning.

Dessa ställdon används där utrymmet är begränsat på grund av deras solida storlek; används ofta för att överföra, klämma fast eller placera lätta laster inom medelhastighetsapplikationer.

Fördelar och nackdelar

De fördelarna med ett vriddon r inkludera följande.

• Dessa är hållbara och ger relativt högt vridmoment för storlek.
• Det minskar underhållsproblem.
• Dessa ställdon roterar så att de enkelt kan flytta olika saker i vilken vinkel som helst
• Detta ställdon är mycket stabilt när det väl har använts och även vid lägre hastigheter.
• Det ger mycket mjuk acceleration och retardation.
• Roterande ställdon med stegmotor, hastighet & positionsjustering kan enkelt utföras.

De nackdelar med roterande ställdon inkluderar följande.

• Ett lamellställdon har begränsat vridmoment och rotation jämfört med kuggstångsställdon, normalt upp till 280° högst för en modell med en skovel. Så dessa är tillämpbara i lätta belastningar inom medelhastighetsapplikationer.
• Dessa ställdon kan endast ta emot lätta belastningar eftersom axeln använder små lager av bussningstyp.
• Minimal stötkapacitet.
• Externa stopp är normalt nödvändiga för applikationer med högre hastighet.

Ansökningar

Tillämpningarna av roterande ställdon inkluderar följande.

• Dessa används i flera rörelsekontrollsystem och även för att manövrera klämmor eller pick-and-place-hanterare.
• Roterande ställdon används ofta i flyg- och rymdindustrin för att konvertera roterande rörelser med hög hastighet, lågt vridmoment etc.
• Andra specialiserade roterande ställdon är också utformade för att användas under vatten.
  Dessa används i jordbruksapplikationer för att rotera armar, bommar eller andra enheter på en viss
• räckvidd.
• Hydrauliska roterande ställdon används normalt i applikationer där höga vridmoment krävs.
• Dessa används i industrier för positionering, överföring och fastspänning av delar.
• Detta är en pneumatisk cylinder som används för att ge en vinkel- eller roterande rörelse genom att helt enkelt tillåta ett slag i en oscillerande rörelse med en definierad vinkel.
• Dessa används i industriella applikationer, marina, hanteringsmaterial, robotteknik, bearbetning av metaller, etc.

Alltså handlar det här om en översikt över det vridbara ställdonet – typer med applikationer. Valet av detta ställdon beror huvudsakligen på vridmoment, rotation, storlek på paketet, strömförsörjningsmetod, applikation, de mekaniska egenskaperna hos den sak som roteras, förekomsten av instabila atmosfärer, etc. Dessa ställdon används oftast inom gas- och oljeindustrin. Här är en fråga till dig, vad är ett ställdon?