Toimilaite on mekanismi, jota käytetään koneiden ja laitteiden valmistuksessa venttiilien käynnistämiseksi, jotka tarvitaan toiminnan pysäyttämiseen tai käynnistämiseen. Tärkeä osa koneissa, kuten tietokoneella toimivissa koneissa tai äänilaitteissa, toimilaitteet voivat käyttää nestettä, ilmaa tai sähkövirtaa liikkeen helpottamiseksi. Toimilaitteet kuuluvat yleensä kahteen luokkaan: akustinen järjestelmä tai haptinen järjestelmä.
Lineaariset toimilaitteet ja Lorentzin toimilaitteet
Akustisten järjestelmien toimilaitteet helpottavat suurtaajuisia värähtelyjä, joita käytetään yleisimmin äänen parantamiseen tai vahvistamiseen ilman tai rakenteiden kautta. Ilman tärinää ohjaavat tavallisesti lineaariset toimilaitteet, jotka muuttavat sähköiset signaalit paine-aaltoiksi ilmassa. Lorentzin toimilaitteet tukeutuvat sähkövirtaan ja magneettiseen läsnäoloon toiminnan helpottamiseksi. Kutsutaan myös magneettisiksi tai sähkömagneettisiksi toimilaitteiksi, tämä toimilaite voi käyttää paljon voimaa ja sitä käytetään usein sovelluksissa, joissa tarvitaan suurta kaistanleveysliikettä. Akustiset järjestelmän toimilaitteet ovat yleisimmin käytössä kaiuttimissa ja muissa äänilaitteissa.
Haptic-järjestelmän toimilaitteet
Haptic-järjestelmän toimilaitteet on suunniteltu tuottamaan hitaampia värähtelyjä alhaisemmilla taajuuksilla kuin mitä tarvitaan akustisissa järjestelmissä. Yleisimmin käytetyissä tuotteissa, jotka edellyttävät vuorovaikutusta ihmisen moottorijärjestelmän kanssa, haptiset järjestelmän toimilaitteet eroavat akustisista toimilaitteista, koska ne voidaan käynnistää joutuessaan kosketuksiin paineistetun voiman, kuten ilman, nesteen, käsityön tai sähkömoottorin kanssa. Useat tähän luokkaan kuuluvat toimilaitteet, mukaan lukien käsikäyttöiset, hydrauliset tai sähköiset toimilaitteet.
Manuaaliset ja automaattiset toimilaitteet
Manuaaliset toimilaitteet käyttävät vipuja, hammaspyöriä tai pyöriä liikkeen helpottamiseksi. Automaattiset toimilaitteet liitetään yleisesti ulkoiseen virtalähteeseen voiman ja liikkeen aikaansaamiseksi. Manuaalisia toimilaitteita käytetään pienempiin venttiileihin ja laitteisiin, kun taas automaattiset toimilaitteet käyttävät suuria venttiilejä, jotka vaativat enemmän hevosvoimaa toimiakseen. Automaattiset toimilaitteet toimivat hyvin myös sellaisissa ympäristöissä, joissa venttiilien käyttö voi olla myrkyllistä tai vaarallista ihmisille.
Hydrauliset toimilaitteet
Hydrauliset toimilaitteet toimivat pienillä mekaanisilla osilla. Ne käyttävät nestettä paineistamaan männät, joita käytetään mekaanisen toiminnan helpottamiseksi. Koska hydrauliöljyä ei voi puristaa, hydrauliset toimilaitteet kestävät yleensä nopeammin ja nopeuttavat tehoa ja vaativat enemmän aikaa hidastaa taaksepäin. Koska niitä käytetään yleisemmin pitkien ajanjaksojen aikana voimakkaasti käyttävissä laitteissa, joissa on harvinaisia pysähdyksiä, ne voidaan varustaa myös vikaturvallisilla ominaisuuksilla, jotka mahdollistavat nopeat pysähdykset hätätilanteissa.
Pneumaattiset toimilaitteet
Pneumaattiset toimilaitteet toimivat myös vähäisillä osilla, mutta käyttävät ilmaa mäntien paineistamiseen. Koska ilmaa voidaan puristaa, pneumaattiset toimilaitteet eivät tarvitse säätelyä. Koska virtalähdettä ei tarvitse tallentaa käyttövaraukseen, pneumaattiset toimilaitteet voivat reagoida nopeasti käynnistys- ja pysäytysvaiheessa, mikä tekee niistä toivottavampia mekaanisille laitteille, jotka vaativat usein muutoksia paineessa halutun tuloksen suorittamiseksi.
Sähkötoimilaitteet
Sähkötoimilaitteita käytetään moottorilla, joka tarjoaa vääntömomentin mekaanisten laitteiden venttiilien käyttämiseksi. Sähkökäyttöisiä toimilaitteita käytetään yleisesti silloin, kun laitteisiin tarvitaan monivaihteisia venttiilejä, kuten portti- tai palloventtiilit. Koska näitä venttiilejä käytetään laitteissa, joita käytetään usein koneissa, joissa on jatkuvasti muutoksia aktiivisuudessa, nämä toimilaitteet voivat olla melko kiireisiä. Ne vaativat myös akun varmuuskopioinnin, jotta varmistetaan, että sähkövirta on jotenkin kielletty.
