Výběr vhodného lineárního aktuátoru

Jedna z skvělých věcí na práci v Progresivní automatizace slyší od zákazníků, jak plánují používat naše pohony. Od domácích svítidel až po průmyslové aplikace, automatizace má neomezené možnosti. Abyste mohli realizovat své nápady na použití našich lineárních pohonů, je třeba určit mnoho parametrů týkajících se zamýšlené aplikace. V této sérii představujeme užitečné konstrukční techniky pro určení, jak lze naše pohony použít.

Zavedení

Takže chcete zvednout dveře od sklepa? Nebo zasunout skrytou knihovnu? Skvělé! A teď kde začít…

Prvním krokem v jakémkoli návrhu s lineárním pohybem je určení, jak bude aktuátor umístěn pro pohyb objektu. Jakmile je toto určeno, lze snadno určit základní rozměry aktuátoru – jeho sílu a délku. Pečlivá pozornost věnovaná detailům v této fázi návrhu může ve skutečnosti ušetřit peníze, protože systém může být schopen fungovat bez dalších spínačů omezujících pohyb (více o tom později); špatné plánování může vést k lineárnímu pohybovému systému, který se pohybuje zbytečně pomalu, klade nadměrné namáhání na okolní konstrukci, je náchylný k přepálení nebo je obecně nebezpečný.

Cíle návrhu

Cílem tohoto návrhového procesu bude vybrat aktuátor a montážní polohu, která bude:

1. maximalizovat množství pohybu v systému,
2. udržujte pohon v bezpečných provozních podmínkách,
3. minimalizovat opotřebení a namáhání aktuátoru.

Výběr aktuátoru

Tento krok je nejdůležitější, pokud se rozhodnete vytvořit aplikaci, která používá elektrické pohony.

Celková délka

Vzdálenost mezi montážními otvory aktuátoru (s výjimkou Pohon kolejnice PA-18) lze popsat následujícími rovnicemi:

Poznámka: Těleso skříně (které zahrnuje motor, převodovky a spodní držák) má konstantní, pevnou délku specifickou pro každou řadu pohonů a je nezávislá na délce zdvihu. Stránku s tabulkami délek zataženého a vysunutého stavu všech běžně skladovaných velikostí zdvihu pro každý z našich modelů pohonů naleznete na Díra k díře záložka zdroj strana.

Koncové spínače

Všechny naše electric linear actuators Dodávají se s vestavěnými koncovými spínači, které automaticky zastaví motor, když je pohon zcela vysunutý nebo zasunutý. Vestavěný koncový spínač funguje tak, že přeruší obvod k motoru, takže se na něj lze spolehnout, že bezpečně a konzistentně zastaví pohon v určitém bodě. Pokud se pohon zastaví, protože se zasekl v něčem, buď se pohon zlomí, nebo se zlomí to, k čemu je připevněn. Jediným bezpečným způsobem, jak zastavit pohon, který není plně vysunutý nebo zasunutý, je tedy zastavit externí napájení.

Je vhodné nechat aktuátoru prostor pro úplné vysunutí nebo zasunutí a nechat jeho vestavěné koncové spínače diktovat celkový rozsah pohybu v systému. Pokud systém nelze vytvořit tak, aby se aktuátor mohl plně vysunout nebo zasunout, lze do systému umístit externí koncové spínače, aby se aktuátor (nebo jiná pohyblivá část) dotkl předtím, než se aktuátor plně vysune nebo zasune.

Místo montáže

Montážní umístění aktuátoru ovlivní jak maximální sílu, kterou bude muset aktuátor vyvinout, tak i délku zdvihu. Obecně platí, že čím skrytější nebo diskrétnější je montážní místo, tím větší síla je potřeba k pohybu objektu. Je důležité si uvědomit, že způsob montáže aktuátoru může snadno zdvojnásobit nebo zčtyřnásobit zdánlivou sílu na aktuátor, a proto by se měl vždy pokusit o výpočet síly, i když se jedná pouze o přibližný odhad.

Jednou z častých mylných představ o lineárních aktuátorech je, že mohou nahradit plynové vzpěry (tj. tlumiče) tím, že jsou namontovány na stejném místě. Plynové vzpěry pomáhají uživateli udržet předmět na místě nebo snížit sílu potřebnou k jeho pohybu; nevyvíjejí veškerou pohyblivou sílu, jakou by měl aktuátor vyvíjet. Plynové vzpěry mají také nízký profil a lze je namontovat velmi diskrétně. Umístění aktuátoru na stejné místo, kde dříve byla plynová vzpěra (například pod kapotu automobilu), by mělo být provedeno pouze po výpočtu maximální síly, kterou bude muset aktuátor vyvinout.

Pokud aktuátor neposouvá předmět ve stejném směru, ve kterém je namontován, bude se pravděpodobně při pohybu předmětu otáčet ve svých úchytech. Ujistěte se, že aktuátor bude mít dostatek prostoru pro pohyb a že jediný kontakt aktuátoru s nosnou konstrukcí bude prostřednictvím montážní konzoly.

Síla a točivý moment

Po výběru délky a místa montáže zbývá při výběru aktuátoru pouze vypočítat maximální sílu působící na aktuátor. Na aktuátor působí různé síly v závislosti na způsobu montáže. Snadná metoda výpočtu síly v systémech s rotačním pohybem spočívá v převodu všech sil na krouticí momenty.

Páka

Gravitační síla má tendenci vytvářet krouticí moment ve směru hodinových ručiček, přičemž rameno páky se rovná polovině délky tyče. Síla potřebná k působení aktuátoru proti tomuto krouticímu momentu závisí na rameni páky tvořeném aktuátorem a úhlu, který aktuátor svírá vzhledem k tyči.

Úhel

Místo montáže B. je uprostřed tyče, takže ramena páky momentů v důsledku gravitace a aktuátoru jsou stejná. Montážní poloha A je mezi pantem a středem tyče, takže rameno páky, které by aktuátor vytvořil, je menší než rameno páky vytvořené gravitací.

 

 

 

 

Obrázek 1: Otočný prvek s zvýrazněnými možnými místy montáže

Proto síla aktuátoru umístěného v A bude muset být větší, než kdyby byl umístěn v B.Mělo by být zřejmé, že v obou případech největší síla působí, když je tyč vodorovná; s tím, jak se tyč spouště, síla potřebná k jejímu udržení na místě klesá, protože se také snižuje rameno páky v důsledku gravitace.

Výše uvedená analýza se zabývala tím, jak umístění montáže ovlivňuje rameno páky a síly působící na pohonPro úplné určení síly je třeba vzít v úvahu úhel, který svírá aktuátor a tyč. S klesajícím úhlem mezi tyčí a aktuátorem se síla působící na aktuátor zvětšuje. Vzhledem k tomu, že síla působící na aktuátor je největší, když je tyč vodorovná, měl by být úhel mezi aktuátorem a tyčí v tomto bodě co nejblíže devadesáti stupňům.

To by samozřejmě znamenalo, že pohon je namontován přímo pod tyčí, na zemi, což není příliš praktické. Zvažte montážní polohy. 1 a 2 používá se v kombinaci s B.: úhel svíraný mezi aktuátorem v 1B je menší než úhel v 2B, a proto by síla u aktuátoru byla větší. Všimněte si však, že s aktuátorem v poloze 2B, objekt se nebude moci pohybovat tak daleko, jako např. 1AObecně platí, že pokud je montážní poloha ovlivněna tak, že se sníží síla působící na aktuátor, zmenší se celkový rozsah pohybu v systému.

Závěr

In general, the design process is iterative: the preliminary design will narrow down the list of actuators that will work in the system, the next iteration of the design might include a specific actuator series and later iterations hone in on the exact model that will work for the system. While we do have a huge selection of linear actuators, we stock only specific forces and stroke lengths. We keep all the most commonly used sizes of actuators in stock, but if a niche application requires something you don’t see in stock on our website, call us up: we can zakázková výroba pohony dle libovolné specifikace, kterou potřebujete!