Welche physikalischen Eigenschaften beachten Sie bei einem Aktuator? Welche sind die wichtigsten Parameter, die Sie berücksichtigen? Obwohl Aktuatoren hauptsächlich für die lineare Bewegung verantwortlich sind, machen auch ihre Eigenschaften der Rotationsbewegung einen Unterschied. Der Grund ist einfach: Die Aktuatoren erzeugen Drehmoment. Wenn es an ein Antriebssystem übertragen wird, verursacht es eine lineare Bewegung.
Die Berechnung des Drehmoments von elektrischen Aktuatoren ist eine Aufgabe, der sich Tausende von Ingenieuren und Technikbegeisterten weltweit widmen. Wir haben diese kurze Übersicht zusammen mit einer Formel zur Berechnung des Drehmoments von linearen Aktuatoren vorbereitet, um Ihr Bewusstsein zu schärfen und Ihnen bei dieser Aufgabe zu helfen.
Was ist Drehmoment und warum müssen wir es berechnen?
Drehmoment ist eine physikalische Größe, die zu den wichtigsten technischen Eigenschaften eines Aktuators gehört. Dies ist das Äquivalent zur Kraft in rotierenden Bewegungen. Wenn Sie einem Objekt Drehmoment anwenden, beginnt es sich um die Achse zu drehen. Diese Achse wird als Drehpunkt bezeichnet. Der Abstand vom angewendeten Drehmoment zum Drehpunkt ist der Momentarm. Drehmoment kann sich auf ein Moment der Kraft beziehen. Der Unterschied besteht darin, dass Drehmoment tatsächlich die Rotation um den Drehpunkt erzeugt. Ein Moment ist in der Tat eine Kraft, die über eine Distanz angewendet wird, ohne die Rotation zu erzeugen. Aber warum ist das so wichtig? Die Berechnung des Drehmoments von pneumatischen Aktuatoren ist sehr wichtig aufgrund der großen Kundennachfrage nach Fahrzeugen mit besonders effizienten und wirtschaftlichen Eigenschaften. Wir alle suchen nach Autos, die weniger Kraftstoff benötigen und eine bessere Sicherheit und Zuverlässigkeit bieten. Außerdem gibt es gesetzliche Anforderungen an die Emissionen. Drehmoment ist wichtig für die Entwicklung eines modernen, leistungsstarken Motors. Drehmoment und Drehgeschwindigkeit sind die physikalischen Größen, die benötigt werden, um die mechanische Leistung zu berechnen. Die Berechnung des Drehmoments für den Aktuator ist auch ein wichtiger Bestandteil der Tests. Mit Hilfe von Drehmomenttransducern wird die Inline-Drehmomentmessung durchgeführt. Dies spielt eine große Rolle bei der Optimierung von Mechanismen.
Branchen und Mechanismen, die Aktuatoren weit verbreitet nutzen
Um das Drehmoment des Aktuators zu berechnen, müssen wir zunächst verstehen, wie weit verbreitet diese Werkzeuge sind. Die meisten modernen Mechanismen benötigen sie für eine hochwertige Leistung:
Allgemeine Industrie
Verschiedene Arten von Aktuatoren sind entscheidend für das Klemmen, Spannen, Positionieren und Neigen von Geräten und Mechanismen.
Materialhandhabung
Aktuatoren helfen, Behälter mit verschiedenen Materialien, einschließlich gefährlicher, zu drehen und zu positionieren. Sie sind auch notwendig, um betriebliche Ventile zu führen.
Robotik
Die Berechnung des Drehmoments ist in der Robotik wichtig. Sowohl DIY-Roboter als auch fortschrittliche Ingenieurtechnik drehen sich dank Aktuatoren.
Marine Industrie
Lineare Aktuatoren werden weit verbreitet verwendet, um Klappen von Motorbooten zu öffnen und zu schließen. Sie ermöglichen die Handhabung von Fracht und das Schwingen von Klappen sowie viele andere bedeutende Prozesse. Motoren, Zylinder, Schrauben, Ventile und andere verschiedene Arten von Werkzeugen und Geräten funktionieren gut dank Aktuatoren. Diese Aktuatoren, die Schub- und Zugbewegungen erzeugen, wandeln die rotierende Bewegung des Motors in lineare Bewegung um. Die rotierenden Aktuatoren erzeugen eine rotierende Bewegung, die ebenfalls in eine lineare umgewandelt werden kann. In beiden Fällen ist es notwendig, das Drehmoment des Aktuators zu berechnen und dann mit den nächsten Schritten fortzufahren.
Was ist die Drehmomentberechnung und wie findet man sie?
Die Berechnung des Drehmoments von linearen Aktuatoren bedeutet, die Rotationskraft zu finden, die der elektrische Aktuator auf das Ventil oder andere Komponenten des Mechanismus anwenden kann, um es zu schließen oder in Bewegung zu setzen. Da das Drehmoment eine vektorielle Größe ist, besteht die Berechnung aus 2 Hauptkomponenten:
Definition der Richtung
Sie müssen die Rechte-Hand-Regel verwenden, um die Richtung des Drehmoments zu definieren. Wickeln Sie Ihre rechten Finger von der Richtung des Radius in die Richtung der Kraft. Wenn alles richtig gemacht wird, zeigt der Daumen in die richtige Richtung.
Definition der Größe
Zunächst werden wir über Drehmoment als physikalische Größe sprechen. Lassen Sie uns das einfachste Szenario analysieren. Im Fall, dass die Kraft senkrecht zur Rotationsachse steht, ist die Formel ziemlich einfach:
wobei τ das Drehmoment ist, F die angewandte Kraft und d der Abstand vom Drehpunkt. Normalerweise ist es jedoch nicht so einfach, und der Winkel zwischen den Vektoren F und d muss berücksichtigt werden. Daher lautet die Formel wie folgt:
In vielen Quellen kann das Drehmoment mit einem großen „T“ anstelle von τ angegeben werden, das wir hier verwenden.
Drehmomentberechnungen im Detail
Jetzt wissen wir, wie man τ oder die Menge an Drehkraft, die vom Aktuator erzeugt wird, berechnet. Die Berechnung des Drehmoments von pneumatischen Aktuatoren erfordert jedoch viel mehr Aufmerksamkeit und Aufwand als das einfache obige Beispiel. In diesem Fall müssen wir mehrere Arten von Drehmoment untersuchen, die Auswirkungen auf Ihr Projekt haben:
Design-Drehmoment
Dies ist die maximale Größe des Drehmoments, die in einer bestimmten Anwendung erforderlich ist. Es wird durch das Design des Aktuators bestimmt. Es muss bei der Berechnung des Drehmoments, das Ihr Projekt erfordert, berücksichtigt werden.
Last-Drehmoment
Es ist verantwortlich für die Unterstützung des Gewichts der Last.
Reibungs-Drehmoment
Dies ist die Kraft, die erforderlich ist, um die Reibung zwischen den beweglichen Teilen des Aktuators zu überwinden. Ihre Größe hängt vom Material ab, aus dem der Aktuator besteht. Das Reibungs-Drehmoment ist für hängende Lasten null.
Beschleunigungs-Drehmoment
Die Bewegung kann auch eine gewisse Trägheit beinhalten. Um diese zu überwinden, wird das Beschleunigungs-Drehmoment berücksichtigt.
Dämpfungs-Drehmoment
Die Winkelverzögerung hängt vom Dämpfungs-Drehmoment des Aktuators ab.
Nachfrage-Drehmoment
Dies ist das Drehmoment, das benötigt wird, um die Arbeit zu erledigen. Sie müssen das Last-Drehmoment, das Reibungs-Drehmoment und das Dämpfungs-Drehmoment kennen, um es genau zu berechnen.
Analyse der Ergebnisse
Es ist Zeit, das zu analysieren, was Sie haben. Beachten Sie, dass es notwendig ist, alle Anforderungen des Produkts und die Einschränkungen jedes einzelnen Bauteils zu verstehen, wenn Sie entscheiden, welches Werkzeug am besten zu Ihren Bedürfnissen passt. Die Ergebnisse, die Sie erhalten, sind wichtig für die Motorenberechnung. Die Leistung der Ausrüstung hängt von der Genauigkeit Ihrer Berechnungen ab. Diese Berechnungen sind auch Ihr Weg, um zu verstehen, welche Beschleunigung auftreten kann und welche Last der Mechanismus halten kann. Hier sind die wichtigsten Ergebnisse, die Sie im Auge behalten sollten:
- Wenn das Dämpfungs-Drehmoment höher ist als die Branchenstandards, können Schäden auftreten;
- Wenn das Nachfrage-Drehmoment höher ist als das Drehmoment, das der Aktuator liefern kann, wird er zu langsam bewegen und nicht in der Lage sein, die benötigte Aufgabe zu erfüllen;
- Wenn etwas unklar bleibt, kontaktieren Sie uns, und lassen Sie uns die Ergebnisse ausführlicher besprechen.
Zusammenfassend
Die meisten Hersteller bieten detaillierte Informationen zu den technischen Eigenschaften der Werkzeuge und Geräte, die sie anbieten. Es kann jedoch notwendig sein, das Drehmoment des Aktuators in Ihrem Projekt zu berechnen. Diese Aufgabe erfordert ein tiefes Eintauchen in die Berechnungen und ein klares Verständnis der Prozesse. Folgen Sie unserem Leitfaden, um die Ergebnisse korrekt zu berechnen - oder kontaktieren Sie uns und lassen Sie es uns gemeinsam tun.