Desain rak tunggal vs. desain rak ganda

Aktuator rak dan pinion menawarkan rentang torsi dan rotasi terluas dibandingkan dengan mekanisme konversi lainnya untuk mengubah gaya linier menjadi torsi rotasi. Aktuator ini memiliki efisiensi mekanis yang tinggi dan torsi yang mampu dihasilkannya berkisar dari beberapa Nm hingga beberapa ribu Nm.

Namun, salah satu potensi kelemahan dari desain rak dan pinion adalah adanya celah (backlash). Celah terjadi ketika roda gigi rak dan pinion tidak sepenuhnya sejajar dan terdapat celah kecil di antara setiap sambungan roda gigi. Ketidaksejajaran ini dapat menyebabkan keausan pada roda gigi selama siklus hidup aktuator, yang pada gilirannya meningkatkan celah.

Unit rak ganda menggunakan sepasang rak di sisi berlawanan dari pinion. Ini membantu menghilangkan celah akibat gaya lawan dan juga menggandakan torsi keluaran unit serta meningkatkan efisiensi mekanis sistem. Pada aktuator kerja ganda yang ditunjukkan pada Gambar 3, dua ruang di sisi-sisi diisi dengan udara bertekanan, yang mendorong piston ke tengah dan untuk mengembalikan piston ke posisi semula, ruang di tengah juga diberi tekanan.

Fungsi

Aktuator pneumatik tipe rak dan pinion dapat berupa kerja tunggal atau kerja ganda. Aktuator ini juga dimungkinkan untuk menyediakan beberapa pemberhentian.

Aksi tunggal vs. aksi ganda

Pada aktuator kerja tunggal, udara hanya disuplai ke satu sisi piston dan bertanggung jawab atas pergerakan piston hanya dalam satu arah. Pergerakan piston ke arah yang berlawanan dilakukan oleh pegas mekanis. Aktuator kerja tunggal menghemat udara terkompresi, tetapi hanya melakukan kerja dalam satu arah. Kelemahan silinder kerja tunggal adalah gaya keluaran yang tidak konsisten sepanjang langkah penuh karena gaya pegas yang berlawanan. Gambar 4 menunjukkan aktuator putar pneumatik rak ganda kerja tunggal.

Pada aktuator kerja ganda, udara dialirkan ke ruang di kedua sisi piston. Tekanan udara yang lebih tinggi di satu sisi dapat mendorong piston ke sisi lainnya. Aktuator kerja ganda digunakan ketika pekerjaan perlu dilakukan ke kedua arah. Gambar 5 menunjukkan aktuator putar pneumatik rak ganda kerja ganda.

Salah satu kelebihan silinder kerja ganda adalah gaya keluaran yang konstan di seluruh rentang putaran. Kekurangan silinder kerja ganda adalah kebutuhannya akan udara bertekanan untuk pergerakan ke kedua arah dan kurangnya posisi yang pasti jika terjadi kegagalan daya atau tekanan.

Penempatan ganda

Beberapa aktuator rak dan pinion mampu berhenti di beberapa posisi dalam rentang putaran dengan mengontrol tekanan pada port. Posisi berhenti dapat berada dalam urutan apa pun, sehingga memungkinkan aktuator untuk secara selektif melewati posisi berhenti perantara.

Baut penghenti perjalanan

Baut penghenti gerak terletak di sisi badan aktuator (seperti yang terlihat pada Gambar 6) dan memungkinkan penyesuaian posisi akhir piston dengan membatasi putaran roda gigi pinion dari dalam. Saat memasang aktuator, kencangkan kedua baut penghenti gerak hingga menyentuh tutup penghenti gerak. Lanjutkan mengencangkan baut penghenti gerak kiri hingga slot pinion yang terlihat di bagian atas berputar ke posisi yang sejajar dengan panjang badan aktuator.