I de senere år har brugen af lineære aktuatorer har vist sig at være uundværlig i industrielle og ikke-industrielle applikationer. Det kan være ret forvirrende at vælge den rigtige lineære aktuator til en applikation på grund af det store udvalg af typer og parametre, der skal overvejes (dvs. slaglængde, motortype, kraft og hastighed). Lineære aktuatorer med høj hastighed er blevet ret populære, men hvad er forskellene mellem at vælge en hurtig lineær aktuator versus en standard lineær aktuator? Og hvilke applikationer er mere egnede til en højhastighedsaktuator? Besvarelse af disse spørgsmål vil indebære et dybere dyk ned i nogle subtile, og knap så subtile, forskelle i komponenter og egenskaber. For at hjælpe dig med din søgning efter højhastighedsaktuatorer giver vi dig to af de bedste muligheder fra Progressive Automations katalog.
Karakteristika for lineære aktuatorer med høj hastighed
Lineære aktuatorer med høj hastighed er kendt for at være holdbare/robuste og køre mere støjsvage på grund af færre bevægelige dele. De er nemme at integrere i eksisterende styresystemer og kører normalt på lavere spændinger (dvs. intet behov for industriel 3-faset spænding). En vigtig parameter at huske på er dog den lineære aktuators driftscyklus. Børstede DC-motorer forårsager friktion og kan resultere i, at motoren opvarmes, hvis den kører i længere perioder.
Standard lineære aktuatorer bruger en servomotorServomotorer består af en DC-motor forbundet til et geardrev og nogle gange et potentiometer, hvilket muliggør feedbackstyring. Det betyder, at kombineret med en controller kan den lineære aktuators fremad- og bagudgående bevægelse positioneres nøjagtigt. Omvendt er lineære aktuatorer med høj hastighed designet til at køre den fulde fremad- og bagudgående bevægelse uden mellemliggende positionsstyring.
Hvordan klassificeres de som lineære aktuatorer med høj hastighed?
Da hastighed er relativ, hvordan kan man så afgøre, om en lineær aktuator skal klassificeres som 'højhastigheds'? Der findes i øjeblikket ingen branchestandarder for lineære aktuatorer med høj hastighed eller lineære aktuatorer med ultrahøj hastighed, som beskriver minimumsspecifikationer, så det er op til producenten at beslutte, hvordan aktuatoren skal klassificeres. Disse klassificeringer vil primært være baseret på følgende:
- Hastighed af frem og tilbage aktivering.
- Belastnings-/tomgangskraft.
- Drivmekanismen.
- Aktuatortypen.
- Gearing.
Det er vigtigt at forstå disse parametre for at kunne træffe en informeret købsbeslutning om en lineær aktuator med høj hastighed og høj kraft. Sammenligne fungere På Progressive Automations-webstedet kan du sammenligne op til fire aktuatorer på én gang med ovenstående parametre i tankerne, når du træffer din beslutning.
Hvordan kan jeg ændre hastigheden på min lineære aktuator?
Som nævnt ovenfor afhænger hastigheden af drivmekanismen. Mange lineære aktuatorer med høj hastighed bruger en børstet DC-motor, der er direkte forbundet i linje med en ledeskrue, som er forbundet til en aksel/stempel. Når motoren tilføres strøm, roterer den ledeskruen og tvinger akslen til at bevæge sig udad (dvs. elektrisk energi omdannes til rotationsbevægelse, der omdannes til lineær bevægelse), og når strømmens polaritet vendes, bevæger akslen sig tilbage indad.
Grænseafbrydere er placeret i yderpunkterne af akselbevægelsen, hvorved motoren mister strømmen, når akslen er helt udstrakt/trukket tilbage. Hastigheden af den lineære aktivering kan ændres ved at justere en eller en kombination af parametre, herunder:
Ændring af stigning på blyskruen
Kort sagt ville en større tonehøjde øge hastigheden af den lineære aktivering og omvendt.
Variation af den påførte spænding
Hvis en motors aksel roterer med fuld hastighed ved dens nominelle spænding, kan rotationshastigheden reduceres ved blot at anvende en lavere spænding. Ofte kan en 12-volt lineær aktuator med høj hastighed og potentiometerstyringer anvendes (dvs. en motorstyring). Grundlæggende styringer bruger et H-brokredsløb til at vende motorens polaritet og et potentiometer til at variere den spænding, der påføres motoren.
Gearing af motoren
Nogle lineære aktuatorer med høj hastighed, såsom Progressive Automations PA-04-model (diskuteres senere), brug en gearet tilgang til enten at bremse eller fremskynde en motors udgangsrotation. Gear øger også kraften på den bevægelige aksel/stempel ved hjælp af den samme motorstyrke.
Anvendelser af lineære aktuatorer med høj hastighed
Når det kommer til at vælge en lineær aktuator til høj hastighed, er det afgørende at vide, hvilken applikation du skal bruge aktuatoren til. Højere aktiveringshastigheder betyder en lavere udgangskraft og omvendt. Men at geare den samme lineære aktuator kan give dig præcis den rette mængde kraft til at gøre den anvendelig til dine behov.
Anvendelserne for lineære aktuatorer med høj hastighed er uendeligeDe giver fremragende mobilitet til applikationer, der kræver en jævn lineær bevægelse. Desuden er de generelt lettere end standard lineære aktuatorer, da de ikke indeholder en stor gearkasse. Det lettere og brugervenlige design gør det muligt at bruge dem i applikationer, der kræver pladsbesparelse eller reduktion af et systems enheds fodaftryk. Duty cycle-faktoren er en procentdel af den samlede tid, en motor er divideret med off-tiden. Ved at holde sig under denne procentdel forhindres overophedning af motoren. Derfor er lineære aktuatorer med høj hastighed designet til applikationer, der kan fungere inden for den specificerede duty cycle (normalt 20%). Applikationer, der passer til denne duty cycle, omfatter:
- Periodisk sorteringsautomatisering.
- Hjem/møbelautomation (selvom lineær aktuatorfeedback ville være nødvendig for at sikre nøjagtig positionering).
- Robotarm-endeeffektorer.
- Ikke-industrielle anvendelser som f.eks. simuleringer under flyvning/kørsel kræver højhastighedsaktivering for at opnå realistiske oplevelser.
Ovenstående anvendelser er blot et par eksempler på, hvor lineære aktuatorer med høj hastighed kan anvendes.
Progressive Automations lineære aktuatorer med høj hastighed
Progressive Automation tilbyder to lineære aktuatorer med høj hastighed (PA-15 og PA-04 modeller), som kan tilpasses i høj grad til din applikation.
PA-15
De PA-15 lineær aktuator med høj hastighed har en 12 VDC (2A ubelastet og 9A fuldlast), direkte-drevet, børstet DC-motor placeret på linje med en ledeskrue, hvilket giver en pladsbesparende, yderst robust model. Slaglængder på 2,5 til 60 cm er tilgængelige. Derudover er der 3 muligheder tilgængelige afhængigt af den nødvendige kraft (dvs. 4,5 kg, 9,2 kg eller 15,6 kg). Tomgangshastigheden for denne lineære aktuator er 22,8 cm/sek. for 4,5 kg-varianten, 14,8 cm/sek. for 10,2 kg-varianten og 8,4 cm/sek. for 15,2 kg-varianten.
Når man vælger en lineær aktuator med høj hastighed, skal man dog huske på hastigheden ved fuld belastning. Ved en fuld belastning på 11 lb er hastigheden 4,70 tommer/sek., ved 22 lb er hastigheden 4,00 tommer/sek., og ved 33 lb er hastigheden 2,00 tommer/sek. Desværre har denne model ikke noget feedbackkredsløb, men grænseafbrydere er placeret i yderpunkterne af bevægelsen. Arbejdscyklussen er på 20 %, og produktet er IP54-beskyttet, hvilket betyder, at det er beskyttet mod støv, skadelige aflejringer og begrænset vandindtrængning. Produktet leveres også med en standard 18-måneders garanti.
PA-04
De PA-04 lineær aktuator er teknisk set ikke højhastigheds, men den kraft, den er i stand til at levere, er hurtig sammenlignet med andre modeller. PA-04-modellen bruger en 12 VDC (4A ubelastet og 12A fuldlast) børstet DC-motor, der er placeret vinkelret på ledeskruen. Motoren er gearet til at tillade en øget kraft på op til 100 lb ved en lineær hastighed på 2,16 tommer/sek. og 400 lb ved en lineær hastighed på 0,78 tommer/sek. Slaglængder på 2 tommer til 40 tommer er tilgængelige.
Denne model har valgfri feedbackfunktion og mulighed for at bruge Hall-effektsensorer i stedet for mekaniske grænseafbrydere i yderpunkterne af aktuatorens bevægelse. Driftscyklussen er også på 20%, og produktet er IP66-beskyttet, hvilket betyder, at det er fuldstændig beskyttet mod støv- og vandindtrængen og er Progressive Automations bedste lette, højhastigheds- og vandtætte lineære aktuator.
Konklusion
Lineære aktuatorer med høj hastighed kan bruges i en række forskellige applikationer, både industriel (højhastigheds, kraftig lineær aktuator) og ikke-industriel (miniature højhastighedsaktuator) på grund af deres robuste design og hurtige aktiveringsevne. Når man vælger en højhastigheds lineær aktuator, bør man dog overveje de diskuterede parametre for at afveje aktiveringshastigheden med den fulde belastningskraft for at sikre, at den lineære aktuator kan håndtere den aktuelle opgave. Endelig bør man kun købe højhastigheds lineære aktuatorer fra mærker, der tilbyder en ekstra garanti, hvilket er et godt tegn på, at producenterne har tillid til deres produkttilbud.