رک تک در مقابل طراحی رک دوتایی

محرک های Rack-and-Pinion در مقایسه با سایر مکانیسم های تبدیل برای تبدیل نیروی خطی به گشتاور چرخشی، وسیع ترین محدوده گشتاور و چرخش را ارائه می دهند.بازده مکانیکی بالایی دارد و گشتاورهایی که می توانند تولید کنند از چند نیوتن متر تا چندین هزار نیوتن متر متغیر است.

با این حال، یکی از اشکالات بالقوه طراحی قفسه و پینیون، عکس العمل است.واکنش برگشتی زمانی اتفاق می‌افتد که چرخ دنده‌های قفسه و پینیون کاملاً در یک راستا قرار نگیرند و بین هر اتصال چرخ‌دنده فاصله کمی وجود داشته باشد.این ناهماهنگی می تواند باعث ساییدگی چرخ دنده ها در طول چرخه عمر محرک شود که به نوبه خود باعث افزایش عکس العمل می شود.

یک واحد رک دوتایی از یک جفت قفسه در طرف‌های مخالف پینیون استفاده می‌کند.این امر به از بین بردن عکس العمل ناشی از نیروی متقابل کمک می کند و همچنین گشتاور خروجی واحد را دو برابر می کند و راندمان مکانیکی سیستم را افزایش می دهد.در محرک دوتایی که در شکل 3 نشان داده شده است، دو محفظه در طرفین با هوای تحت فشار پر شده است که پیستون ها را به مرکز فشار می دهد و برای بازگرداندن پیستون ها به موقعیت اولیه، محفظه در مرکز به نوبه خود تحت فشار قرار می گیرد.

تابع

محرک‌های پنوماتیکی رک و پینیون می‌توانند یک‌کاره یا دو اثره باشند.همچنین امکان توقف های متعدد برای این محرک ها وجود دارد.

تک بازیگری در مقابل بازیگری دوگانه

در یک محرک تک کاره، هوا فقط به یک طرف پیستون می رسد و وظیفه حرکت پیستون را تنها در یک جهت بر عهده دارد.حرکت پیستون در جهت مخالف توسط فنر مکانیکی انجام می شود.محرک های تک اثره هوای فشرده را حفظ می کنند، اما کار را فقط در یک جهت انجام می دهند.نقطه ضعف سیلندرهای تک اثر، نیروی خروجی ناسازگار از طریق یک ضربه کامل به دلیل نیروی فنر مخالف است.شکل 4 یک محرک دوار پنوماتیکی تک اثره را نشان می دهد.

در یک محرک دو طرفه، هوا به محفظه های دو طرف پیستون (ها) عرضه می شود.فشار هوای بالاتر در یک طرف می تواند پیستون (ها) را به طرف دیگر هدایت کند.محرک‌های دو کاره زمانی استفاده می‌شوند که باید کار در هر دو جهت انجام شود.شکل 5 یک محرک دوار پنوماتیک دو قفسه ای را نشان می دهد.

یکی از مزایای سیلندرهای دو اثره، نیروی خروجی ثابت در یک محدوده چرخش کامل است.معایب سیلندرهای دو کاره نیاز آنها به هوای فشرده برای حرکت در هر دو جهت و نبود موقعیت مشخص در صورت قطع برق یا فشار است.

موقعیت یابی چندگانه

برخی از محرک‌های رک و پینیون می‌توانند با کنترل فشار در پورت‌ها، در موقعیت‌های مختلف از طریق دامنه چرخش متوقف شوند.موقعیت های توقف می توانند در هر ترتیبی باشند و این امکان را برای محرک فراهم می کند تا به طور انتخابی از یک موقعیت توقف میانی عبور کند.

پیچ های توقف سفر

پیچ های توقف حرکتی در کنار بدنه محرک قرار دارند (همانطور که در شکل 6 مشاهده می شود) و با محدود کردن چرخش چرخ دنده پینیون از داخل، امکان تنظیم موقعیت انتهایی پیستون ها را فراهم می کند.هنگام نصب محرک، هر دو پیچ توقف حرکت را تا زمانی که با درپوش توقف حرکت تماس پیدا کنند، برانید.پیچاندن پیچ توقف حرکت سمت چپ را ادامه دهید تا شکاف پینیون قابل مشاهده در بالا به موقعیتی که موازی طول بدنه محرک است بچرخد.