موضوع مقاله: محرک خطی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # محرک خطی | مقدمه: توجه داشته باشید که در این مثال پیچ قدرت (خاکستری) زمانی می‌چرخد که مهره (زرد) و لوله (قرمز) نمی‌چرخند. | ## بخش 1: محرک خطی | محرک خطی یا عملگر خطی عملگری است که باعث ایجاد حرکت در یک خط مستقیم می‌شود و در مقابل حرکت دایره‌ای معمولی در موتور الکتریکی قرار دارد. عملگرهای خطی در ابزارهای ماشینی و ماشین آلات صنعتی، در تجهیزات جانبی کامپیوتری مانند دیسک درایوها و چاپگرها، در سوپاپ‌ها و میراگرها، و در بسیاری از مکان‌های دیگر که به حرکت خطی مورد نیاز است استفاده می‌شوند. انواع عملگرهای مکانیکی عملگرهای خطی مکانیکی معمولاً با تبدیل حرکت چرخشی به حرکت خطی به کار می‌افتند. این تبدیل معمولاً از طریق چند نوع مکانیسم ساده انجام می‌شود: پیچ: عملگرهای پیچ انتقال قدرت، جک پیچی، پیچ ساچمه‌ای و پیچ غلتکی همه بر اساس اصل ماشین ساده عمل می‌کنند. چرخ و محور: عملگرهای بالابر، وینچ، دنده و شانه، چرخ زنجیر، محرک تسمه، زنجیر صلب و تسمه صلب بر اساس اصل چرخ و محور عمل می‌کنند. همان‌طور که یک بادامک چرخ مانند می‌چرخد؛ شکل غیرعادی آن، نیروی رانش را در پایه شفت ایجاد می‌کند. عملگرهای هیدرولیکی محرک‌های هیدرولیکی یا سیلندرهای هیدرولیکی عموماً شامل یک سیلندر توخالی هستند که یک پیستون در آن قرار داده شده‌است. فشار نامتعادل اعمال شده به پیستون باعث ایجاد نیرویی می‌شود که می‌تواند یک جسم خارجی را حرکت دهد. از آنجایی که مایعات تقریباً تراکم ناپذیر هستند، یک سیلندر هیدرولیکی قادر است جابجایی خطی دقیق کنترل شده پیستون را فراهم کند. به‌طور معمول، «عملگر هیدرولیکی» دستگاهی است که توسط یک پمپ هیدرولیک کنترل می‌شود. | ## بخش 2: محرک خطی | عملگرهای پنوماتیکی عملگرهای پنوماتیکی یا سیلندرهای پنوماتیکی شبیه به عملگرهای هیدرولیکی هستند با این تفاوت که این عملگرها برای تولید نیرو به جای مایعات از هوای فشرده‌شده استفاده می‌کنند. آنها مانند پیستونی عمل می‌کنند که در آن هوا به داخل محفظه پمپ می‌شود و از طرف دیگر محفظه به بیرون رانده می‌شود. عملگرهای هوا لزوماً برای ماشین آلات سنگین و مواردی که مقادیر زیادی وزن وجود دارد استفاده نمی‌شود. یکی از دلایلی که عملگرهای خطی پنوماتیکی به انواع دیگر عملگرها ترجیح داده می‌شوند، این موضوع است که منبع تغذیه فقط یک کمپرسور هوا است. چون منبع ورودی هوا است، عملگرهای پنوماتیکی قادر هستند در بسیاری از مکان‌هایی که فعالیت مکانیکی وجود دارد، استفاده شوند. جنبه منفی عملگرهای پنوماتیکی این است که بیشتر کمپرسورهای هوا بزرگ، حجیم و بلند هستند. عملگرهای پنوماتیکی خطی معمولاً نشتی دارند و به این دلیل آنها راندمان کمتری نسبت به عملگرهای خطی مکانیکی دارند. عملگرهای پیزوالکتریکی اثر پیزوالکتریک خاصیتی از بعضی مواد است که در آن با اعمال ولتاژ به ماده، ماده منبسط می‌شود. در نتیجه، عملگرهای پیزوالکتریکی می‌توانند به وضوح موقعیت بسیار خوب دست یابند، اما دامنه حرکت بسیار کوتاهی دارند. علاوه بر این، مواد پیزوالکتریک پسماندی از خود نشان می‌دهند که کنترل انبساط آنها را به شیوه ای تکرارشونده دشوار می‌کند. | ## بخش 3: محرک خطی | عملگرهای الکترومکانیکی همچنین ممکن است انرژی موتوری را تأمین کنند که انرژی الکتریکیرا به گشتاور مکانیکی تبدیل می‌کند. طراحی‌های بسیاری از عملگرهای خطی مدرن وجود دارد و هر شرکتی که آنها را تولید می‌کند تمایل به استفاده از روش اختصاصی خود را دارد. طراحی ساده‌شده به‌طور معمول، یک موتور الکتریکی از نظر مکانیکی برای چرخاندن یک پیچ انتقال قدرت متصل می‌شود. یک پیچ انتقال قدرت دارای یک رزوه مارپیچ پیوسته‌است که در اطراف آن در امتداد طول تراشیده شده‌است (شبیه به رزوه روی یک پیچ). از چرخش مهره با پیچ انتقال قدرت جلوگیری می‌شود (معمولاً مهره در قسمت غیر چرخشی بدنه عملگر قفل می‌شود). اکثر عملگرهای کنونی برای سرعت‌های بالا، نیروی زیاد یا مصالحه بین این دو ساخته شده‌اند. وقتی یک عملگر برای کاربرد خاصی درنظر گرفته می‌شود، مهمترین مشخصات عموماً سفر، سرعت، نیرو، دقت و طول عمر هستند. موتور محرک از ساختار معمولی با یک محور محرک جامد ساخته شده‌است که به مهره محرک یا پیچ محرک عملگر متصل می‌شود. عملگرهای خطی فشرده از موتورهایی با طراحی خاص استفاده می‌کنند که سعی می‌کنند موتور و عملگر را به کوچکترین شکل ممکن تبدیل. | ## جمع‌بندی | ظرفیت بار استاتیکی عملگرهای پیچی خطی می‌توانند ظرفیت بارگذاری استاتیکی داشته باشند، به این معنی که زمانی که موتور متوقف می‌شود عملگر اساساً در جای خود قفل می‌شود و می‌تواند باری را تحمل کند که یا عملگر را می‌کشد یا فشار می‌دهد.