Vad är ett linjärt ställdon?

Ett linjärt ställdon är vilken enhet som helst som producerar arbete genom att omvandla olinjär energi i linjär rörelse. Det finns många olika typer av primära energikällor som används i linjära ställdon, allt från elmotorer till vätske- och lufttryck och termisk expansion. Varje typ eller klass av ställdon är lämplig för olika applikationer baserat på storlek, effekt, potential och effektkrav. Dessa inkluderar dörröppnare, tunga maskinställdon och små, precisionsprocesskontroller.

Det finns ett häpnadsväckande antal processer, maskiner och apparater som använder enheter som tillhandahåller linjär aktivering. Dessa sträcker sig från den ödmjuka DVD-facköppnaren till gigantiska hydrauliska kolvar som kan producera tiotusentals pund tryck. Grundprincipen bakom dessa oumbärliga enheter är omvandlingen av en, vanligtvis liten, olinjär energikälla till linjär rörelse av ökad storlek. Det finns flera vanliga primära energikällor i linjära ställdon; var och en har sin egen speciella omvandlingsmekanism. Oftast är dessa roterande rörelser eller trycksatta vätskeingångar, även om det finns flera mindre frekvent använda typer såsom ställdon för hett vax.

Det linjära manöverdonet med roterande källa använder vanligtvis en elektrisk motor för att tillföra sin ingående energi. Detta ställdon använder kammar eller ledskruvar för att omvandla motorns rotationsenergi till rörelse i rak linje. Blyskruvexemplet är ett populärt val eftersom det ger ett brett utbud av förlängningslängdpotential. Motorn vrider en grovgängad ledarskruv som går genom en mutter som är fäst vid manöverarmen. Muttern och ställdonet hindras från att vridas och, som ett resultat, förs den upp och ner på ledarskruven när den svänger och ger linjär rörelse.

Ett linjärt manöverdon av kamtyp använder en excentrisk kam ansluten till manöverarmen via en serie länkar eller en slits i kamytan. När kammen vrids, skjuter den manöverarmen framåt eller drar den bakåt. Denna variant har inte ett lika stort rörelseomfång som ledskruvsmanöverdonet men är kapabel till mycket exakta ingångar. Kamställdon använder ofta elektroniska stegmotorer som möjliggör ökad framstegskontroll och den extra noggrannhet som krävs för precisionsprocesskontroll.

Hydrauliska och pneumatiska ställdon använder en trycksatt gas eller vätska för att uppnå linjär rörelse och har den största utgångspotentialen. Dessa system består av en kolv i ett tätat rör med ventiler i vardera änden. Kolven är ansluten till en manöverstång som passerar genom en tätning i ena änden av röret. En extern källa för trycksatt gas eller vätska, typiskt luft eller hydraulolja, införs i cylindern via en av ventilerna. Beroende på om vätskan införs ovanför eller under kolven, kommer manöverdonet framåt eller bakåt.

Det finns många andra, mer sällan använda typer av linjära ställdon såsom termiska ställdon som utnyttjar expansionen av material såsom vax för att tillhandahålla linjär rörelse. Andra typer inkluderar piezoelektriska, magnetiska och kuggstångsställdon. Det enklaste av allt är kanske den manuella skruvtypen som liknar den som används för att justera en vernier. Denna typ av linjära ställdon använder samma princip som ledskruvsorterna men har vanligtvis en finare gänga för mer exakt justering.