Toimilaitteet tai toimilaitteet ovat mekanismeja, jotka muuttavat sisäisen energian mekaaniseksi energiaksi. Niitä käytetään kaikkialla: kodinkoneissa, rakennuslaitteissa, elektroniikassa. Kaikilla niillä on sekä yhteisiä suunnitteluominaisuuksia että eroja koossa ja toimintaperiaatteissa.
Suunnitteluominaisuuksia
Toimilaitteille on monia suunnitteluvaihtoehtoja. Yksinkertaisimmat toimilaitteet koostuvat lyijyruuvista, ruuvipuristimesta, puristimesta ja vipuista. Tällaisia järjestelmiä löytyy erilaisista mekanismeista mehustimista kivimurskaimiin.
Kehittyneemmät lineaariset toimilaitteet sisältävät paineilmasylinterit, joita käytetään tuottamaan enemmän voimaa koneosille. Niitä käytetään hydraulisylintereissä ja ne ovat usein osa rakennuslaitteita, kuten iskuvasarat, nostimet ja tunkit.
On olemassa myös kolmas tyyppinen käyttölaite - sähköinen. Ne koostuvat lankakeloista, jotka pyörivät sähkömagneettisen voiman vaikutuksesta. Sähköisiä lineaarisia toimilaitteita käytetään yleisimmin autojen ovien avaamiseen tai sulkemiseen. Niitä löytyy edelleen sähköajoneuvojen moottoreista tai kuljettimilta.
Erikoistuneet taajuusmuuttajat
Erikoistuneita lineaarisia toimilaitteita käytetään kapeaan valikoimaan tärkeitä tehtäviä. Nämä voivat olla hydraulisia osia suurten lentokoneiden lennonohjaukseen, joiden on liikkuttava tarkasti kymmenes millimetreinä. Niitä käytetään myös työstökoneisiin, joissa on pienet servomoottorit ja hammashihnat. Jopa kotitietokoneiden tulostimissa käytetyillä edullisilla lineaarikäyttöisillä askelmoottoreilla on jopa millimetrin porrasaskelmat.
Suunnitteluominaisuudet sovelluksesta riippuen
Insinööreillä, jotka integroivat lineaariset toimilaitteet laitteisiin, on oltava yksityiskohtainen käsitys käyttöolosuhteistaan voidakseen päättää, mitä mallia tietyssä tilanteessa käytetään. Tämä tehdään taloudellisista syistä, koska mitä lyhyempi ajosyklin matka, sitä kalliimpi se on.
Esimerkiksi tulostimen tulostuspää on sijoitettava erittäin tarkasti paperiarkin päälle. Sen sijaan auton jarrusylintereiden on absorboitava suuri määrä energiaa jarrutusajan ja pysähdysmatkan vähentämiseksi.
Rakentamisessa käytettävien suurten kaivinkoneiden hydraulisylinterien on kyettävä siirtämään satoja kiloja kuormaa suhteellisen pienellä virheellä.
Elektronisesti ohjatut lineaariset toimilaitteet, joita käytetään pienten osien kokoonpanossa, liikkuvat sokaisunopeudella ja kokoavat satoja mikrosiruja lyhyessä ajassa.
Kuten yllä olevasta nähdään, lineaarikäytöt, vaikka niillä on yhteisiä suunnitteluominaisuuksia, ovat sovelluksessa hyvin erilaisia. Tämä johtuu monista tekijöistä: laitteen kuormitus, koko, toiminnan nopeus ja monet muut.
