ビュー: 16 著者: サイト編集者 公開時間: 2023-10-20 起源: サイト
産業用およびその他のアプリケーションで使用される産業用アクチュエータは、アプリケーションに適切なアクチュエータを選択する前に、要件を注意深く分析する必要があります。
産業用アクチュエータでは、アプリケーションに適切なアクチュエータを選択する前に、アプリケーション要件を注意深く分析する必要があります。
産業用アクチュエータは、制御信号からのエネルギーを機械的な動きに変換する機械または電気機械デバイスです。簡単に言うと、アクチュエーターは、制御された動きや位置決めを可能にするデバイスです。
アクチュエータには、機械的な動作を引き起こすための制御信号とエネルギー源が必要です。アクチュエータは、電気、圧縮空気、油圧などのエネルギー源と、手動、自動電子システム、固定機械システム、ソフトウェア実行システム、ロボット制御システムなどの制御信号を使用します。
ガスタービンへの燃料の流れの調整から産業プラントのバルブや油圧シリンダーの操作に至るまで、アクチュエーターは動きを制御するという一般的な目的を果たし、いくつかの産業用バルブ制御アプリケーションの重要なコンポーネントです。
アクチュエーターの種類にはどのようなものがありますか?アクチュエータは、生成する動作のタイプと、アプリケーションの制御に使用する動力またはエネルギー源のタイプに応じて分類されます。
アクチュエーターは、直線運動と回転運動という 2 つの主なタイプの運動を作成できます。
リニア アクチュエータ: リニア バルブ アクチュエータは、電気、空気圧、および油圧エネルギーを押し引き運動または直線運動に変換するために使用されます。リニア アクチュエータは、設定された直線面上で前進と後退の両方の動きを生み出すことができます。直線運動を必要とする食品および飲料加工工場にある装置のほとんどは、原料と最終製品の流れを制御するためにリニアバルブを使用しています。
ロータリー アクチュエータ: ロータリー アクチュエータは円運動で動きます。回転部品を備えた機械には、円形の平面上で回転運動を行うためのロータリー アクチュエータが搭載されています。ロータリアクチュエータは、コントロールバルブやボールバルブに広く使用されています。ロータリーアクチュエータは、特定の方向に回転し続けることができ、前後に移動できます。ロータリー バルブ アクチュエータは、石油およびガス産業でよく使用されます。
リニアアクチュエータと回転アクチュエータは、機構が 2 つの運動面での動作を必要とし、時計回りと反時計回りの回転運動と上下の直線運動の両方が必要な場合に併用できます。
エネルギー源に応じて分類されたさまざまなタイプのアクチュエータを以下に示します。
空気圧アクチュエーターは、真空または加圧ガスを使用してシリンダー内のピストンとして機能し、機械的な動きを生み出します。
加圧ガスが一方向に入るポートが 1 つある単動シリンダがあります。圧縮空気はピストンを一方向に移動させ、ピストンに取り付けられたスプリングを圧縮します。複動シリンダはバネを使わずに伸縮し、空気が出入りできるポートが 2 つあります。
空気圧駆動のアクチュエータは、安全で、一般に高速で、コスト効率が高く、小さな圧力変化で大きなトルクを生成できるため、好まれます。空気圧アクチュエータに動力を供給するために高圧が必要なため、これらのバルブは迅速に応答し、主制御を即座に停止および開始する必要があるアプリケーションで推奨されます。
他の多くの用途の中でも、空気圧アクチュエーターは、発電所の冷却水の流れを制御するために使用されるバルブによく使用されます。
電気アクチュエータは、動作を可能にするために電気エネルギーを必要とします。電動アクチュエータは、簡単に入手できるエネルギー源で駆動されるため、よりエネルギー効率が高く、クリーンであると考えられています。
電動アクチュエータの最大の問題は、デューティ サイクルが極端に変化した場合に過熱する可能性があることです。慣性による速度の低下も、特定の用途ではあまり人気がありません。一般的に使用される用途には、バタフライ バルブやボール バルブの開閉があります。電気アクチュエータは、さらに電気機械アクチュエータと電気油圧アクチュエータに分類されます。
これらのアクチュエータは、電気信号を回転運動、直線運動、またはその 2 つの組み合わせに変換します。電気機械式アクチュエータは正確で、寿命が長く、メンテナンスの必要性が低くなります。
これらのアクチュエータは電気で駆動されますが、油圧アキュムレータに動きを与え、その動きのための力を供給します。これらのアクチュエータを使用すると、別個の油圧ポンプが不要になります。これによりコストが削減され、信頼性と安全性が向上します。
油圧アクチュエータには、油圧力を使用して機械的動作を生成するシリンダ、またはピストンを備えた流体モーターが装備されています。機械的運動は、用途に応じて直線運動、回転運動、または振動運動に変換されます。
液体はほとんど非圧縮性です。圧力と温度による密度の変化は無視できます。このため、油圧アクチュエータバルブから発生するトルクが大きく、非常に強力です。ピストンの片側に圧力を加えて反対方向に動かす単動油圧アクチュエータ バルブがあります。逆の動作にはスプリングが必要です。一方、複動油圧アクチュエータはピストンの両側に圧力を加えて両側から動かします。
油圧アクチュエータが使用される用途には、高圧蒸気タービン配管の主停止弁および制御弁があります。
磁気アクチュエータは磁気効果を利用して、機械的な力、回転または直線運動、連続運動または限定運動を生成します。磁気アクチュエータは、液体と蒸気を遮断したり混合したりするために、幅広い HVAC 用途に使用されています。
サーマルアクチュエータは、ピストンと感熱材料を使用して、温度変化に応じて直線運動を生成します。
サーマルアクチュエータは、流体の混合と分流が必要な用途や、温度設定値に基づいてバルブを開閉する必要がある安全遮断プロセスで広く使用されています。
サーマルバルブアクチュエータは停電時でも機能し、短絡しないため信頼性が高く安全です。
すべてのアクチュエータには独自の目的とエネルギー要件があります。適切なバルブ アクチュエータを選択するには、各アクチュエータがどのように機能するかを理解することが重要です。
適切なアクチュエータを選択するには、次の点を参照してください。
電源: 適切なバルブ アクチュエータを選択する際の最も重要な要素の 1 つは、利用可能な電源です。途切れることのない加圧空気源を備えた産業現場では、空気圧アクチュエータを選択するのが適切です。ただし、圧縮空気が利用できない場合は、電動式または油圧式を選択できます。
必要な動作: アクチュエータを選択する際のもう 1 つの重要な考慮事項は、アプリケーションに必要な動作です。機器に必要な動作範囲 (直線、回転、または両方の組み合わせ) を決定し、バルブに適切なアクチュエータを選択します。
精度: 業界によっては、他の業界よりも高いレベルの精度と再現性が必要とされます。空気圧アクチュエータは、特定の動作に最適な選択肢です。
安全性 – NEMA 定格要件: バルブ アクチュエータを選択する際には、安全性ももう 1 つの重要な要素である必要があります。アクチュエータがどのような環境で使用されるかを知ることが重要です。安全性を向上するには、NEMA 定格要件を考慮し、NEMA ガイドラインに従う必要があります。
最も一般的な NEMA 評価は、NEMA 4、4x、および 7 です。
NEMA 4 エンクロージャは屋内または屋外で使用することを目的としており、偶発的な接触に対して人員をある程度保護し、防水性 (落下する土、雨、みぞれ、雪、風に吹かれる粉塵、水しぶき、およびホースからの流水からの保護)、および外部の氷の形成に対する保護を備えています。
NEMA 4X エンクロージャは NEMA 4 と同じですが、腐食に対する保護レベルがさらに強化されています。
NEMA 7 エンクロージャは、特定の危険な条件が存在するエリアで使用でき、ガスの内部爆発によって生じる圧力に耐え、爆発、静水圧、および温度の設計テスト仕様を満たします。
たとえば、保護シースやその他の安全対策なしで水源の近くで電動アクチュエータを操作することは危険である可能性があります。
作動バルブは、他の産業プラント機器と同様に、危険な環境や磨耗にさらされます。すべてのバルブ アクチュエータは、次の目的で予防保守を受ける必要があります。
バルブアクチュエーターの寿命を延ばします。
アクチュエータの信頼性を高めます。
問題が発生して動作に影響を与える前に、問題を特定します。
メンテナンスコストを削減します。
大規模なシャットダウンやダウンタイムを防ぎます。
アクチュエータを保守する場合は、次の点を考慮する必要があります。
アクチュエータの磨耗がないか外部から定期的に検査してください。
漏れと作動油レベルを確認します。アクチュエータの部品に緩みや損傷がある場合は交換してください。
自動化されたグラフと出力計算を分析してパフォーマンスをチェックします。
アクチュエーターは、多くの産業用途やその他の用途で広く使用されています。アクチュエータの用途の目的に適したものを選択する前に、要件を注意深く分析する必要があります。
