Meest voorkomende oorzaken van elektrisch actuator falen & preventietips

Van productiemachines en landbouwapparatuur tot elektrische auto's en robots, de elektrische actuator drijft de moderne wereld – zowel letterlijk als figuurlijk. Deze afhankelijkheid zal niet snel veranderen. Het betekent dat een dieper begrip van de werking van elektrische actuatoren steeds noodzakelijker zal worden.

Bij het ontwikkelen van dit diepere begrip, is leren over de veelvoorkomende problemen van elektrische actuatoren cruciaal. Voor diegenen met belangen in industriële ondernemingen, in het bijzonder, zal weten waarom een elektrische actuator niet op piekconditie functioneert, helpen om downtime te verminderen en de algehele productiviteit te verbeteren.

Dit artikel bespreekt de meest voorkomende problemen die de prestaties van een elektrische actuator kunnen beïnvloeden.

Elektrische actuator onderdelen

Een goede eerste stap om te begrijpen wat er mis is met een defecte elektrische actuator, is leren over de onderdelen, met name die meestal problemen vertonen.

Er zijn twee hoofdcategorieën voor de basisonderdelen van elektrische actuatoren: het elektrische systeem, wat de drive en de motor omvat, en het mechanische systeem, wat de koppelingen en de actuator omvat.

Motor

De motor die een elektrische actuator aandrijft, creëert de rotatiebeweging door de rotatie van de spindel of de rotor. De motor is, via de aandrijfas, verbonden met een helicale spindel die vervolgens in een balspindelmooter roteert. De balspindelmooter wordt voorwaarts of achterwaarts gedreven naarmate de spindel roteert. De lineaire actuator beweegt volgend een holle zuiger bevestigd aan de balspindelmooter.

Het vermogen van de motor en het koppelemoment dat het genereert, dicteren de kracht van de beweging. Krachtigere motoren hebben doorgaans andere toepassingen dan die minder koppelemoment creëren.

Drive

De elektrische drive controleert de motor. Het creëert variaties in rotatiesnelheid en koppelemoment, wat op zijn beurt de snelheid en kracht verandert die gegenereerd wordt door de lineaire actuator. Deze variaties zijn essentieel om de actuator aan te passen aan verschillende toepassingen.

Een feedbackmechanisme, meestal in de vorm van een encoder of resolver, voorziet positionele informatie aan de drive om de actuator in een gecommendeerde positie te manipuleren. De drive kan dan worden geprogrammeerd om te bewegen, te stoppen of terug te keren naar zijn rust- of home-positie.

Koppelingen

Koppelingen worden gebruikt om de rotatiemotor te verbinden met de balspindel van de elektrische actuator.

Ze zijn gemaakt van diverse materialen, zoals aluminium, roestvrij staal en andere metalen. Geschikte koppelingen zijn noodzakelijk voor precisie-operaties. Ze kunnen de gladheid van versnelling, snelheidscontrole en -variatie, de limiet van de last, en schok- en trillingsisolatie beïnvloeden. Ze zijn ook nodig om actuatoren beter te synchroniseren.

Actuator

De actuator, vaak aangeduid als lineaire actuator, converteert rotatiebeweging van de motor naar lineaire beweging voor verschillende toepassingen, afhankelijk van de kracht, snelheid, lastcapaciteit, wrijvingsweerstand en andere factoren.

Actuatoren overbrengen de snelheid en het koppelemoment geleverd door de motor naar een verscheidenheid aan aandrijfmechanismen, inclusief spindel, riem en tandstang-en-pinion krachtoverdrachtssystemen. De basisonderdelen van een lineaire actuator bestaan uit de actuatorbehuizing, een methode van krachtoverdracht (spindel, riem of tandstang & pinion), lagers om de spindel te ondersteunen, een lagersysteem om de last te ondersteunen en een wagen waarop gerelateerde componenten gemonteerd kunnen worden. Fabrikanten zijn doorgaans in staat om de methode van krachtoverdracht en de lagerstructuur te variëren om verschillende snelheids- en lastdraagkarakteristieken te bieden op basis van de toepassingsvereisten.

Veelvoorkomende problemen met elektrische actuatoren

Probleem: Kragarmbelasting (Cantilevered load)

Veelvoorkomende oorzaak: De actuator is ondergedimensioneerd voor de last.

Een ondergedimensioneerde actuator is waarschijnlijk de oorzaak van een kragarmbelastingprobleem. Het correct dimensioneren van actuatoren voor de toepassing is een cruciale factor die vaak wordt genegeerd ten gunste van kostenefficiëntie. Een ondergedimensioneerde actuator zal echter niet in staat zijn te werken. De meeste actuatorfabrikanten bieden de gebruiker software-gebaseerde dimensioneringstools om de juiste actuator te selecteren die aan de criteria van de toepassing voldoet.

Om de juiste actuator grootte te vinden, moet deze in staat zijn om het volgende te doen:

• Consistent de dynamische en statische lasten die op het worden toegepast, ondersteunen
• Voldoende snelheid en koppelemoment ontwikkelen door het bereik van de beweging om de toepassing te ondersteunen
• Voldoen aan service- en veiligheidsfactoren die door de fabrikant of de eindgebruiker kunnen worden vastgesteld

Probleem: Geen riem beweging

Veelvoorkomende oorzaak: Te veel toegepast motorkoppelemoment heeft de riem van zijn tanden gestript of de riem is onjuist gespannen.

Als de riem niet beweegt, is de meest voorkomende oorzaak dat de motor te veel koppelemoment produceert, wat de riem van zijn tanden stript. Dit kan worden aangepakt door te bevestigen dat de koppelemmentspecificaties van de motor niet de maximale koppeleminputspecificaties van de actuator overschrijden en indien nodig aan te passen.

Het probleem kan ook wijzen op de riem niet de juiste riemmaat of juiste riemspanning heeft. Riemen hebben werk- en treksterktewaarden die in aanmerking genomen moeten worden wanneer ze in industriële toepassingen worden ingezet. In staafloze actuatoren kan slechte fabricage een gebrek aan riem beweging veroorzaken.

Probleem: Deeltjes aanwezig in de actuator

Veelvoorkomende oorzaken: De riem is blootgesteld, of er is geen positieve luchtdruk om de deeltjes te verwijderen.

Wanneer deeltjes in het actuatorsysteem komen, is de oorzaak waarschijnlijk de blootgestelde riem. Blootgestelde riemen trekken deeltjes uit de omgeving aan. Eenmaal deze deeltjes binnenkomen in de actuator, kunnen operaties worden gecompromitteerd.

Een andere veelvoorkomende oorzaak is dat er onvoldoende of geen positieve luchtdruk in het systeem is die nodig is om de deeltjes te verwijderen.

Probleem: Uitgebrande motor

Veelvoorkomende oorzaken: Motor heeft een onjuiste duty cycle of de verkeerde spanning. Er kan ook verontreiniging in het systeem zijn.

Uitbranding kan worden veroorzaakt door motoren met onjuiste duty cycles, of het percentage dat vertegenwoordigt hoeveel tijd de motor kan werken vergeleken met hoeveel tijd het nodig heeft om te rusten. De fabrikant levert duty cycle beperkingen. Deze moeten in overweging worden genomen bij het kiezen van motoren voor verschillende toepassingen.

De verkeerde spanning kan ook motoruitbranding veroorzaken. Uitbranding kan optreden wanneer een motor spanningen ontvangt die hoger zijn dan het aanbevolen bedrag.

Verontreiniging van deeltjes kan meer weerstand veroorzaken en meer koppelemoment van de motor vragen. Het kan uiteindelijk uitbranding veroorzaken als voldoende deeltjes het systeem binnenkomen.

Probleem: Componenten falen

Veelvoorkomende oorzaken: Oude leeftijd, onjuiste dimensionering, en voortgezet zwaar gebruik van componenten.

Wanneer elektrische actuatorcomponenten falen, kunnen er verschillende oorzaken zijn. De eerste is de leeftijd van het component. Over tijd slijten componenten en zullen ze vervanging nodig hebben. De tweede oorzaak is voortgezet zwaar gebruik. Wanneer componenten gebruikt worden boven hun aanbevolen specificaties, zijn ze geneigd tot falen.

Onjuiste dimensionering is ook een veelvoorkomende oorzaak van componentenfalen. Actuatoren werken op precieze metingen.zelfs minieme afwijkingen kunnen uiteindelijk componentenfalens veroorzaken.

Conclusie

Elektrische actuatoren hebben veel toepassingen in verschillende industrieën. Het is belangrijk om vertrouwd te zijn met hun alledaagse problemen om downtime te minimaliseren. Het begrijpen van de basisonderdelen en hoe ze kunnen falen, is een van de meest essentiële stappen in het voorkomen van problemen. Een elektrische actuator kan problemen ondervinden met dimensionering, slijtage, verontreiniging, incompatibiliteit, en meer.

Dat gezegd hebbende, hoewel het goed is om een begrip te ontwikkelen van de elektrische actuator, is het best om de diagnose, reparatie of vervanging aan professionals zoals JHFoster te laten. Wij rusten bedrijven uit sinds 1938. Wij zijn experts in industriële automatisering en gecomprimeerde lucht systemen.

Voor vragen over elektrische actuator problemen en andere problemen, neem contact op met ons team.