Die Gefahren von dysfunktionalen Aktuatoren

Stellantriebe helfen, Fertigungsprozesse zu rationalisieren und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Probleme und Defekte an diesen Komponenten können jedoch die gesamte Produktionslinie gefährden und zu schwerwiegenden Ausfallzeiten führen.

In der Fertigung können Ausfallzeiten zu erheblichen finanziellen Verlusten führen. Es wird geschätzt, dass jede Fabrik durch Ausfallzeiten mindestens 5 % der Produktivität einbüßt, wobei einige Fabriken bis zu 20 % verlieren.

Eine Möglichkeit, Ausfallzeiten zu vermeiden und Ihr Endergebnis zu stärken, besteht darin, einen optimalen Zustand aller Komponenten Ihrer Ausrüstung, einschließlich Stellantriebe, sicherzustellen.

In diesem Leitfaden diskutieren wir die Rolle von Stellantrieben und die Risiken im Zusammenhang mit einem Stellantriebsausfall.

Was sind Aktuatoren?

Ein Aktuator ist eine Komponente einer Maschine, die Luft, elektrische oder hydraulische Energie in mechanische Bewegung umwandelt. Im Wesentlichen wurde es entwickelt, um einer Maschine zu helfen, physische Bewegungen auszuführen.

Aktuatoren ermöglichen verschiedene Arten von Bewegungen, vom Blockieren und Heben bis zum Auswerfen und Klemmen. Sie sind kritische Komponenten in Herstellungs- und Industrieprozessen und helfen, Motoren, Schalter, Pumpen und Ventile zu aktivieren.

Dabei handelt es sich um einen Steuerbefehl, der eine Veränderung der Maschine signalisiert. Das Signal kann automatisch gesteuert oder von Menschen bedient werden. Dies erzeugt Kraft, die zum Bewegen von Teilen oder zum Ausführen einer Aufgabe erforderlich ist.

Aktuatoren sind so konzipiert, dass sie mechanisierte Bewegungen lenken und manipulieren, die rotierend, linear oder oszillierend sein können. Jede gewünschte Endbewegung wäre ohne Aktuatorunterstützung nicht erreichbar.

Wofür werden Aktuatoren verwendet?

Stellantriebe werden nach Bewegung und Kraftquelle klassifiziert. Die beiden Grundbewegungen sind linear und rotatorisch. Ein Drehantrieb wandelt Energie in eine Drehbewegung um. Ein Linearaktuator wandelt Energie in geradlinige Bewegungen um, um eine Druck- oder Zugbewegung zu erzeugen, was sie ideal für Positionierungsanwendungen macht.

Sie werden in praktisch allen Branchen eingesetzt, insbesondere im Anlagenbau, in der Öl- und Gasverarbeitung, im Bergbau, in der Schifffahrt, beim Militär, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Straßenbau. Sie werden auch zur Fernsteuerung von Ventilen verwendet.

Stellantriebe spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von Kränen, Pressen, Kohlebrechern, Bohrgeräten, Raketenwerfern, Materialhandhabungsgeräten und Personenaufzügen. Sie sind überall um uns herum zu finden, von elektrischen Türschlössern bis hin zu Flugzeugen und Autos. Stellantriebe werden in Industrieanlagen häufig zur Betätigung von Klappen, Ventilen und Fluidkupplungen eingesetzt.

Die Art des industriellen Aktuators hängt von der Energieform ab, die er zur Erzeugung von Antriebskraft verwendet. Aktuatoren können Luft, Hydraulikflüssigkeit oder Elektrizität verwenden, um eine mechanische Kraft zu erzeugen.

Um einen Aktuator zu steuern, kann eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) verwendet werden, um das Ventil zu zünden, um dann den Zylinder zu steuern. Andere Modelle können auch durch ein festes mechanisches oder elektrisches System oder durch einen menschlichen Bediener verwaltet werden.

Der Grundaufbau eines Stellantriebs

Ein Aktuator besteht typischerweise aus den folgenden Komponenten:

• Stromquelle:Liefert die erforderliche Energiezufuhr zum Betrieb des Stellantriebs. In industriellen Anwendungen ist die Energie oft elektrischer oder flüssiger Natur.
• Leistungswandler:Versorgt den Aktuator basierend auf den spezifischen Messungen, die von der Steuerung festgelegt wurden, mit Strom von der Quelle. Einige Beispiele für Leistungswandler in industriellen Systemen sind elektrische Wechselrichter und hydraulische Proportionalventile.
• Aktuator:Ändert die zugeführte Energie in die gewünschte mechanische Kraft.
• Mechanische Last:Das mechanische System, das vom Aktuator angetrieben wird.
• Controller:Stellt sicher, dass das System reibungslos funktioniert und sich an den von einem Bediener festgelegten Sollwerten und erforderlichen Eingabemengen ausrichtet

Gebräuchliche Arten von Aktuatoren, die in industriellen Anwendungen verwendet werden

Pneumatische Aktuatoren

Pneumatische Stellantriebe sind bekannt für ihre Zuverlässigkeit, Effizienz und sichere Bewegungssteuerung. Sie wandeln die Energie von Druckluft oder Druckgas in eine mechanische Bewegung um. Da sie nicht auf Zündung oder Strom angewiesen sind, sind pneumatische Stellantriebe ideal für Anwendungen, bei denen Verbrennung und Funkenbildung nicht toleriert werden können.

Hydraulische Stellantriebe

Diese Art von Aktuator wandelt hydraulische Kraft in nützliche mechanische Funktion um. Sie sind robust und ideal für Anwendungen mit hoher Kraft. Schwere Geräte wie Winden, Bagger und Kranantriebe sind auf hydraulische Aktuatoren angewiesen, um zu funktionieren.

Elektrische Stellantriebe

Elektrische Stellantriebe verwenden einen Elektromotor und eine Getriebeuntersetzung, um ein mechanisches Drehmoment oder eine lineare Bewegung zu erzeugen. Sie werden hauptsächlich in Anwendungen eingesetzt, die ein Spannen und eine höhere Präzision erfordern.

Die Gefahren eines funktionsgestörten Aktuators

Schlechte Ausgabe

In Fertigungsanlagen können unerwartete Aktuatorausfälle Fertigungslinien stören und zur Herstellung fehlerhafter Produkte führen. Abgesehen von Zeit- und Ressourcenverschwendung können fehlerhafte Produkte den Ruf eines Unternehmens schädigen und zu Verlusten in Höhe von mehreren Milliarden Dollar führen.

Schäden an anderen Geräten in Ihrer Anwendung

Ein falsch ausgerichteter Betätiger kann Schäden an anderen Komponenten und Geräten verursachen, die in den Automatisierungsprozess einbezogen sind, und die Betriebseffizienz verringern. Beschädigte Geräte verbrauchen möglicherweise auch jeden Tag mehr Kraftstoff und Strom, was zu höheren Kosten führen kann.

Vollständiger Stellantriebsfehler

Ein Aktuator mag relativ klein sein, aber er spielt eine Schlüsselrolle bei wesentlichen Funktionen wie dem Schließen von Ventilen und dem Schutz von Prozessströmen, bei denen ein Ausfall keine Option ist.

Wenn ein Aktuator ausfällt, kann dies zu einer katastrophalen Explosion, zum Auslaufen von Chemikalien, zur Freisetzung von Chemikalien, zu Sachschäden, Stromausfällen, Umweltverschmutzung, Verletzungen oder sogar zum Tod führen. Aktoren lösen sofortige Abschaltungen aus, die zu kostspieligen Produktionsausfällen führen können.

Totaler Anlagenstillstand

Ein Produktionsbetrieb ist auf seine betriebliche Ausstattung angewiesen, um Kundenanforderungen zu erfüllen und Gewinne zu erwirtschaften. Wenn Stellantriebe ausfallen, werden Produktionspläne gestört, was zu erheblichen Ausfallzeiten führen und sich negativ auf Ihr Endergebnis auswirken kann.

Anzeichen, die auf einen fehlerhaften oder ausgefallenen Aktuator hinweisen

• Hat nicht mehr genug Energie
• Laute Geräusche wie Zischen oder Klirren
• Ruckartiges oder unberechenbares Verhalten – Unregelmäßiges Drosseln kann das Ergebnis eines Bindungsproblems, einer schwankenden Luftzufuhr oder eines instabilen pneumatischen oder elektronischen Signals sein.
• Fehler beim vollständigen Einfahren oder vollständigen Ausfahren – Zu den üblichen Ursachen gehören Luftlecks, die zu einem unzureichenden Versorgungsluftdruck zum Aktuator führen können, und Endschalter, die nicht richtig eingestellt sind, was dazu führen kann, dass der Aktuator die Bewegung vor dem Öffnen oder Schließen stoppt. In einigen Fällen kann dies auch auf nicht richtig eingestellte Hubbegrenzungen oder eine falsche Kopplung zwischen Ventilspindel und Antrieb zurückzuführen sein.

Optimieren Sie Ihre Prozesse mit hochmodernen Stellantrieben

Aktuatoren machen die industrielle Automatisierung reibungslos und einfach, indem sie die nahtlose Bewegung, Steuerung und Positionierung eines Systems oder Mechanismus ermöglichen.

Ein gut konzipierter und gewarteter Stellantrieb kann Jahrzehnte halten. Die meisten Stellantriebe können leicht durch vorbeugende Wartung repariert werden, sobald ein Problem erkannt wird. Ob Sie einen neuen Stellantrieb benötigen oder einen alten Stellantrieb warten müssen, JHFoster kann Ihnen helfen. Wir sind stolz darauf, Industrieanlagen mit langlebigen und leistungsstarken Stellantrieben für verschiedene Anwendungen auszustatten.

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