Projektowanie siłowników z inteligentnych materiałów

Aktuatory zasadniczo odnoszą się do kontrolowanego przepływu informacji i energii, składający się z czujnika, siłownik i sterowanie przetwarzaniem sygnału. Technologia automatyzacji zawsze opiera się na prostej zasadzie: stan lub proces jest rejestrowany przez czujniki i, w zależności od pożądanej modyfikacji tego momentu procesu, jest pod wpływem siłowników.

Innowacyjne siłowniki wykorzystują prawa fizyczne lub właściwości procesu, które dominują w odpowiednim punkcie czujnika lub układu siłownika. W wielu parametrach, te „inteligentne” systemy siłowników oferują wiele zalet w porównaniu z konwencjonalnymi technologiami, które często są oparte tylko na elektromagnesach (solenoidy).

Technologia piezo często obsługuje procesy łatwiej i korzysta z inteligentnego pochodzenia. Dotyczące optymalizacji procesów, opłacalność lub wyższe wymagania jakościowe, pytanie o optymalne technologie siłowników pojawia się podczas opracowywania systemów siłowników. Systemy bez wymagań wysokiej jakości mogą być wdrażane niedrogo, ale z wadami w dowolnym momencie na poziomie elektromechanicznym za pomocą elektromagnesów.

Siłowniki piezoceramiczne mają określone właściwości fizyczne i odkształcają się po przyłożeniu napięcia elektrycznego. Ten materiał polikrystaliczny jest ferroelektryczny. Będzie on spolaryzowany w sposób pośredni przez przyłożenie zewnętrznego napięcia. Ta polaryzacja sprawia, że ​​piezoceramika jest inteligentnym elementem w rozwoju układów elektromechanicznych na dwa sposoby. Z jednej strony, piezoelektryczny przetwornik zginający służy jako element wykonawczy i generuje ruch, dostarczając napięcie; z drugiej strony, może również służyć jako czujnik, ponieważ uwalnia napięcie pod wpływem siły lub odkształcenia.

Ogromną zaletą tej technologii siłowników jest wszechstronność i dokładność sterowania oraz wynikające z tego ugięcie. Giętarki piezoelektryczne mogą odchylać się prawie proporcjonalnie, nie reagują magnetycznie i nie wytwarzają pola magnetycznego.

W porównaniu z solenoidami, zużycie energii jest znacznie niższe i unika się skutków ubocznych, które mogłyby wpłynąć na proces. Rozwój ciepła (na przykład. z powodu tarcia) czy też unika się hałasu. Dalsze zalety, takie jak niewielka waga i wynikający z tego potencjał projektowy, znajdują również odzwierciedlenie w związanej z tym redukcji kosztów. W poszukiwaniu mikro-ruchu, mikro-pozycjonowanie i mikrofluidyka, prędzej czy później każdy inżynier systemowy korzysta z zalet naszej inteligentnej technologii piezo.

Odkształcenie piezoceramicznego przetwornika zginania można zintegrować z systemami na wiele sposobów. W zaworze, Nasze komponenty piezo są odpowiedzialne za otwieranie i zamykanie. Jako inteligentny komponent, w połączeniu z perforowaną płytą siatkową, Najdrobniejsze aerozole do procesów chemicznych mogą powstawać w zakresie ultradźwięków. Wiele procesów wymaga zorientowanych na rozwiązania ugięć i sił odkształcających. Z przetwornikami zginania, można je łatwo zaprojektować za pomocą inteligentnego odchylenia. Można łatwo zastosować siły do ​​kilku niutonów i ugięcia do kilku milimetrów. Poszczególne rozmiary ceramiki zaczynają się od długości zaledwie 1 milimetra i są ekonomicznie uzasadnione do szerokości lub długości 100 milimetry.

Ruch w inteligentnych siłownikach oznacza również inteligentne rozwiązania. Optymalny system można opracować tylko dzięki wiedzy i doświadczeniu. Johnson Matthey Piezo Products ma ponad pół wieku doświadczenia i know-how. Niezależnie od tego, czy szukasz indywidualnej piezoceramiki, przetwornik zginania jako element wykonawczy lub kompletny moduł elektromechaniczny na bazie piezoelektrycznej, z przyjemnością będziemy Państwu towarzyszyć od doradztwa i koncepcji po prototypowanie i produkcję seryjną.