Jakým fyzickým vlastnostem věnujete pozornost, pohonJaké jsou nejdůležitější parametry, které zvažujete? Ačkoli jsou aktuátory zodpovědné hlavně za lineární pohyb, jejich rotační charakteristiky také hrají roli. Důvod je jednoduchý: aktuátory vytvářejí točivý moment. Když je přenášen do pohonného systému, způsobuje lineární pohyb.
Výpočet krouticího momentu elektrických aktuátorů je úkol, kterému věnují své dovednosti tisíce inženýrů a technologických nadšenců po celém světě. Abychom vám pomohli s tímto úkolem a zvýšili jeho povědomí, připravili jsme tuto krátkou recenzi spolu se vzorcem pro výpočet krouticího momentu lineárního aktuátoru.
Co je to točivý moment a proč ho musíme vypočítat?
Točivý moment je fyzikální veličina, která patří k nejdůležitějším technickým charakteristikám aktuátoru. Je to ekvivalent síly při rotačních pohybech. Pokud na objekt působíte točivým momentem, začne se otáčet kolem osy. Tato osa se nazývá otočný bod. Vzdálenost od působícího točivého momentu k otočnému bodu je rameno momentu. Točivý moment se může vztahovat na moment síly. Rozdíl je v tom, že točivý moment ve skutečnosti vyvolává rotaci kolem otočného bodu. Moment je ve skutečnosti síla působící na určitou vzdálenost, aniž by vyvolávala rotaci. Proč je to ale tak důležité? Výpočet točivého momentu pneumatického aktuátoru je velmi důležitý kvůli velké poptávce zákazníků po vozidlech s extra účinnými a úspornými vlastnostmi. Všichni hledáme auta, která spotřebovávají méně paliva a mají lepší bezpečnost a spolehlivost. Kromě toho existují zákonné požadavky na emise. Točivý moment je důležitý pro vývoj výkonného moderního motoru. Točivý moment a otáčky jsou fyzikální veličiny potřebné pro výpočet mechanického výkonu. Výpočet točivého momentu pro aktuátor je také důležitou součástí testování. Pomocí snímačů točivého momentu se provádí měření točivého momentu přímo v motoru. To hraje obrovskou roli v optimalizaci mechanismu.
Odvětví a mechanismy, které široce používají aktuátory
Pro výpočet točivého momentu aktuátoru musíme nejprve pochopit, jak široce se tyto nástroje používají. Většina moderních mechanismů je potřebuje pro vysoce kvalitní výkon:
Všeobecný průmysl
Různé typy aktuátorů jsou nezbytné pro upínání, napínání, polohování a naklápění zařízení a mechanismů.
Manipulace s materiálem
Pohony pomáhají otáčet a polohovat nádoby s různými materiály, včetně nebezpečných. Jsou také nezbytné pro vedení ovládacích ventilů.
Robotika
Výpočet točivého momentu je v robotice důležitý. Jak kutilské roboty, tak i pokročilé inženýrství se otáčejí díky aktuátorům.
Námořní průmysl
Lineární aktuátory se široce používají k otevírání a zavírání poklopů motorových člunů. Umožňují manipulaci s nákladem a otevírání poklopů, stejně jako mnoho dalších důležitých procesů. Motory, válce, šrouby, ventily a další různé typy nástrojů a zařízení fungují dobře díky aktuátorům. Ty aktuátory, které vytvářejí tlačné a tažné pohyby, převádějí rotační pohyb motoru na lineární pohyb. Rotační aktuátory vytvářejí rotační pohyb, který lze také převést na lineární. V obou případech je nutné vypočítat točivý moment aktuátoru a poté pokračovat k dalším krokům.
Co je výpočet točivého momentu a jak ho zjistit
Výpočet krouticího momentu lineárního aktuátoru znamená nalezení rotační síly, kterou může elektrický aktuátor vyvinout na ventil nebo jiné součásti mechanismu, aby jej zavřel nebo uvedl do pohybu. Protože krouticí moment je vektorová veličina, výpočet se skládá ze dvou hlavních složek:
Definování směru
Pro určení směru točivého momentu je třeba použít pravidlo pravé ruky. Prsty pravé ruky ohněte od směru poloměru ke směru síly. Pokud je vše provedeno správně, palec ukazuje správným směrem.
Definování magnitudy
Nejprve si povíme o točivém momentu jako o fyzikální veličině. Analyzujme nejjednodušší scénář. V případě, kdy je síla kolmá k ose otáčení, je vzorec poměrně jednoduchý:
kde τ je točivý moment, F je působící síla a d je vzdálenost od bodu otáčení. Obvykle to však není tak jednoduché a je třeba vzít v úvahu úhel mezi vektory F a d. Vzorec je tedy následující:
V mnoha zdrojích může být točivý moment označen velkým „T“ místo τ, které zde používáme.
Výpočty točivého momentu v detailech
Nyní víme, jak vypočítat τ neboli množství otáčecí síly vyvíjené aktuátorem. Výpočet krouticího momentu pneumatického aktuátoru však vyžaduje mnohem více pozornosti a úsilí než výše uvedený jednoduchý příklad. V tomto případě musíme prozkoumat několik typů krouticího momentu, které mají vliv na váš projekt:
Konstrukční točivý moment
Toto je maximální velikost krouticího momentu potřebného k dosažení v konkrétní aplikaci. Je určena konstrukcí pohonu. Je nutné ji vzít v úvahu při výpočtu krouticího momentu požadovaného pro váš projekt.
Točivý moment zatížení
Je zodpovědný za unesení hmotnosti nákladu.
Třecí moment
Toto je síla potřebná k překonání tření mezi pohyblivými částmi aktuátoru. Její velikost závisí na materiálu, ze kterého je aktuátor vyroben. Třecí moment je pro zavěšené břemeno nulový.
Točivý moment při zrychlení
Pohyb může zahrnovat i určitou setrvačnost. Aby se ta překonala, bere se v úvahu akcelerační moment.
Točivý moment tlumiče
Úhlové zpomalení závisí na tlumicím momentu aktuátoru.
Požadovaný točivý moment
Toto je točivý moment potřebný k provedení práce. Pro jeho přesný výpočet potřebujete znát zatěžovací moment, třecí moment a moment tlumiče.
Analýza výsledků
Je čas analyzovat, co máte k dispozici. Při rozhodování o nástroji, který nejlépe vyhovuje vašim potřebám, je nutné porozumět všem požadavkům na produkt a omezením každé jednotlivé součásti. Získané výsledky jsou důležité pro dimenzování motoru. Výkon zařízení závisí na přesnosti vašich výpočtů. Tyto výpočty jsou také vaší cestou k pochopení toho, jaké zrychlení může nastat a jaké zatížení mechanismus unese. Zde jsou nejdůležitější výsledky, které je třeba mít na paměti:
- Pokud je krouticí moment tlumiče vyšší než průmyslové standardy, je možné poškození;
- Pokud je požadovaný krouticí moment vyšší než krouticí moment, který je pohon schopen dodat, bude se pohybovat příliš pomalu a nebude schopen vykonat potřebný úkol;
- Pokud vám něco zůstane nejasné, kontaktujte nás a probereme výsledky podrobněji.
Na závěr
Většina výrobců poskytují podrobné informace o technických vlastnostech nástrojů a zařízení, které poskytují. V rámci vašeho projektu se však může objevit nutnost vypočítat točivý moment aktuátoru. Tento úkol vyžaduje hluboké ponoření se do výpočtů a získání jasného pochopení procesů. Pro správný výpočet výsledků se řiďte naším návodem – nebo nás kontaktujte a pojďme to udělat společně.