싱글랙 설계 vs. 듀얼랙 설계

랙앤피니언 액추에이터는 선형력을 회전 토크로 변환하는 다른 변환 메커니즘에 비해 가장 넓은 토크 및 회전 범위를 제공합니다. 기계적 효율이 높으며, 생성할 수 있는 토크 범위는 수 뉴턴미터(Nm)에서 수천 뉴턴미터(Nm)에 이릅니다.

하지만 랙앤피니언 설계의 잠재적인 단점 중 하나는 백래시입니다. 백래시는 랙과 피니언 기어가 완전히 정렬되지 않고 각 기어 연결부 사이에 작은 틈이 있을 때 발생합니다. 이러한 정렬 불량은 액추에이터의 수명 주기 동안 기어 마모를 유발하고, 결과적으로 백래시를 증가시킵니다.

이중 랙 장치는 피니언의 양쪽에 한 쌍의 랙을 사용합니다. 이는 반력으로 인한 백래시를 제거하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 장치의 출력 토크를 두 배로 늘리고 시스템의 기계적 효율을 향상시킵니다. 그림 3에 나타낸 복동 액추에이터에서 양쪽 측면의 두 챔버는 압축 공기로 채워져 피스톤을 중앙으로 밀어내고, 피스톤을 초기 위치로 되돌리기 위해 중앙 챔버에 다시 압축 공기가 주입됩니다.

기능

랙앤피니언 방식의 공압 액추에이터는 단동식 또는 복동식일 수 있습니다. 또한 이러한 액추에이터는 다중 정지 기능을 제공할 수도 있습니다.

단동식 vs. 복동식

단동식 액추에이터에서는 피스톤의 한쪽에만 공기가 공급되어 피스톤을 한 방향으로만 움직이게 합니다. 반대 방향으로의 피스톤 움직임은 기계식 스프링에 의해 이루어집니다. 단동식 액추에이터는 압축 공기를 절약하지만, 한 방향으로만 작업을 수행합니다. 단동식 실린더의 단점은 반대 방향의 스프링 힘 때문에 전체 스트로크에 걸쳐 출력 힘이 일정하지 않다는 것입니다. 그림 4는 단동식 이중 랙 공압 회전 액추에이터를 보여줍니다.

복동식 액추에이터에서는 피스톤 양쪽의 챔버에 공기가 공급됩니다. 한쪽의 공기압이 높으면 피스톤이 반대쪽으로 움직일 수 있습니다. 복동식 액추에이터는 양방향으로 작업이 필요한 경우에 사용됩니다. 그림 5는 복동식 이중 랙 공압 회전 액추에이터를 보여줍니다.

복동식 실린더의 장점 중 하나는 전체 회전 범위에 걸쳐 일정한 출력력을 제공한다는 것입니다. 단점으로는 양방향 작동에 압축 공기가 필요하고, 전원이나 압력 공급이 중단될 경우 실린더의 위치를 ​​정확히 파악할 수 없다는 점입니다.

다중 위치 지정

일부 랙앤피니언 액추에이터는 포트의 압력을 제어하여 회전 범위 내 여러 위치에서 정지할 수 있습니다. 정지 위치는 어떤 순서로든 설정할 수 있으므로 액추에이터가 중간 정지 위치를 선택적으로 건너뛸 수 있습니다.

이동 정지 볼트

액추에이터 본체 측면에 트래블 스톱 볼트가 있으며(그림 6 참조), 이 볼트를 사용하여 피니언 기어의 회전을 내부에서 제한함으로써 피스톤의 최종 위치를 조정할 수 있습니다. 액추에이터를 설치할 때는 두 개의 트래블 스톱 볼트를 트래블 스톱 캡에 닿을 때까지 조입니다. 그런 다음 상단에 보이는 피니언 슬롯이 액추에이터 본체의 길이 방향과 평행이 될 때까지 왼쪽 트래블 스톱 볼트를 계속 조입니다.