Ένα από τα ωραία πράγματα στη δουλειά μας στην Progressive Automations είναι να ακούμε από πελάτες πώς σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν τους ενεργοποιητές μας. Από οικιακές εγκαταστάσεις μέχρι βιομηχανικές εφαρμογές, ο ουρανός είναι το όριο για τους αυτοματισμούς. Για να υλοποιήσετε τις ιδέες σας για τη χρήση των Γραμμικών ενεργοποιητών μας, πρέπει να καθοριστούν πολλοί παράμετροι σχετικά με την προτιθέμενη εφαρμογή. Σε αυτή τη σειρά, παρουσιάζουμε χρήσιμες τεχνικές σχεδιασμού για να προσδιοριστεί πώς μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι ενεργοποιητές μας.
Εισαγωγή
Θέλετε λοιπόν να σηκώσετε μια πόρτα κελαριού; Ή να σύρετε μια κρυφή βιβλιοθήκη; Υπέροχα! Από πού ξεκινάμε …
Το πρώτο βήμα σε κάθε σχεδιασμό με γραμμική κίνηση είναι ο καθορισμός του πώς θα τοποθετηθεί ο ενεργοποιητής ώστε να μετακινήσει ένα αντικείμενο. Μόλις αυτό καθοριστεί, οι βασικές διαστάσεις του ενεργοποιητή – η δύναμή του και το μήκος του – μπορούν να προσδιοριστούν εύκολα. Η προσεκτική προσοχή στη λεπτομέρεια σε αυτό το στάδιο σχεδιασμού μπορεί πραγματικά να εξοικονομήσει χρήματα, καθώς το σύστημα μπορεί να είναι σε θέση να λειτουργεί χωρίς πρόσθετους διακόπτες για τον περιορισμό της κίνησης (περισσότερα γι’ αυτό στη συνέχεια)· ο κακός σχεδιασμός μπορεί να δημιουργήσει ένα σύστημα γραμμικής κίνησης που κινείται αδικαιολόγητα αργά, επιβαρύνει υπέρμετρα την περιβάλλουσα δομή, είναι επιρρεπές σε υπερθέρμανση ή είναι γενικά μη ασφαλές.
Στόχοι του Σχεδιασμού
Ο στόχος αυτής της διαδικασίας σχεδιασμού θα είναι να επιλεγεί ένας ενεργοποιητής και μια θέση Τοποθέτησης που θα:
- μεγιστοποιεί το εύρος κίνησης στο σύστημα,
- κρατά τον ενεργοποιητή εντός ασφαλών συνθηκών λειτουργίας,
- ελαχιστοποιεί τη φθορά και την καταπόνηση στον ενεργοποιητή.
Επιλογή Ενεργοποιητή
Αυτό το βήμα είναι το πιο σημαντικό όταν έχετε αποφασίσει να δημιουργήσετε μια εφαρμογή που χρησιμοποιεί ηλεκτρικούς ενεργοποιητές.
Συνολικό μήκος
Η απόσταση μεταξύ των οπών Τοποθέτησης ενός ενεργοποιητή (με την εξαίρεση του ενεργοποιητή τροχιάς PA-18) μπορεί να περιγραφεί από τις ακόλουθες εξισώσεις:
Σημείωση: το σώμα του Περιβλήματος (που περιλαμβάνει τον Κινητήρα, τα Γρανάζια και την κάτω βάση) έχει σταθερό μήκος συγκεκριμένο για κάθε σειρά ενεργοποιητών και είναι ανεξάρτητο από το μήκος της Διαδρομής. Μια σελίδα με πίνακες των συρρικνωμένων και εκτεταμένων μηκών όλων των τακτικά διαθέσιμων μεγεθών Διαδρομής για κάθε μοντέλο ενεργοποιητή μας μπορεί να βρεθεί στην καρτέλα Hole to Hole της σελίδας πόρων.
Τερματικοί διακόπτες
Όλοι οι ηλεκτρικοί Γραμμικοί ενεργοποιητές μας διαθέτουν ενσωματωμένους Τερματικούς διακόπτες που θα σταματήσουν αυτόματα τον Κινητήρα όταν ο ενεργοποιητής εκτείνεται ή ανασύρεται πλήρως. Ο ενσωματωμένος Τερματικός διακόπτης λειτουργεί διακόπτοντας το κύκλωμα προς τον Κινητήρα, επομένως μπορείτε να βασίζεστε σε αυτόν για να σταματά με ασφάλεια και συνέπεια τον ενεργοποιητή σε συγκεκριμένο σημείο. Αν ο ενεργοποιητής σταματήσει να κινείται επειδή κόλλησε πάνω σε κάτι, είτε θα σπάσει ο ίδιος είτε θα καταστρέψει αυτό πάνω στο οποίο είναι Τοποθετημένος. Επομένως, ο μόνος ασφαλής τρόπος να σταματήσει ένας ενεργοποιητής που δεν είναι πλήρως εκτεταμένος ή ανασυρμένος είναι να σταματήσει εξωτερικά η παροχή ισχύος.
Είναι καλή πρακτική να δίνετε στον ενεργοποιητή χώρο να εκτείνεται ή να ανασύρεται πλήρως και να αφήνετε τους ενσωματωμένους Τερματικούς διακόπτες του να καθορίζουν το συνολικό εύρος κίνησης σε ένα σύστημα. Αν ένα σύστημα δεν μπορεί να διαμορφωθεί ώστε ο ενεργοποιητής να εκτείνεται ή να ανασύρεται πλήρως, μπορούν να τοποθετηθούν εξωτερικοί Τερματικοί διακόπτες στο σύστημα έτσι ώστε ο ενεργοποιητής (ή άλλο κινούμενο μέρος) να έρχεται σε επαφή πριν ο ενεργοποιητής εκταθεί ή ανασυρθεί πλήρως.
Θέση Τοποθέτησης
Η θέση Τοποθέτησης του ενεργοποιητή θα επηρεάσει τόσο τη μέγιστη δύναμη που θα χρειαστεί να ασκήσει όσο και το μήκος της Διαδρομής. Γενικά, όσο πιο κρυφή ή διακριτική είναι η θέση Τοποθέτησης, τόσο μεγαλύτερη δύναμη απαιτείται για να μετακινηθεί το αντικείμενο. Είναι σημαντικό να θυμάστε ότι ο τρόπος Τοποθέτησης ενός ενεργοποιητή μπορεί εύκολα να διπλασιάσει ή να τετραπλασιάσει τη φαινόμενη δύναμη στον ενεργοποιητή, επομένως θα πρέπει πάντα να επιχειρείται υπολογισμός της δύναμης, ακόμη κι αν είναι μια «κατά προσέγγιση» εκτίμηση.
Μια συνηθισμένη παρανόηση για τους Γραμμικούς ενεργοποιητές είναι ότι μπορούν να αντικαταστήσουν τα αμορτισέρ αερίου (δηλαδή, gas struts) αν Τοποθετηθούν ακριβώς στην ίδια θέση. Τα αμορτισέρ αερίου βοηθούν τον χρήστη κρατώντας ένα αντικείμενο στη θέση του ή μειώνοντας τη δύναμη που απαιτείται για να μετακινηθεί· δεν ασκούν όλη τη δύναμη κίνησης όπως πρέπει να κάνει ένας ενεργοποιητής. Τα αμορτισέρ αερίου έχουν επίσης χαμηλό προφίλ και μπορούν να Τοποθετηθούν πολύ διακριτικά. Η Τοποθέτηση ενός ενεργοποιητή στο ίδιο σημείο όπου ήταν ένα αμορτισέρ αερίου (όπως κάτω από το καπό αυτοκινήτου) θα πρέπει να γίνεται μόνο αφού υπολογιστεί η μέγιστη δύναμη που θα χρειαστεί να ασκήσει ο ενεργοποιητής.
Εκτός αν ο ενεργοποιητής ολισθαίνει ένα αντικείμενο προς την ίδια κατεύθυνση με την οποία είναι Τοποθετημένος, είναι πιθανό να περιστρέφεται στις βάσεις του καθώς μετακινεί το αντικείμενο. Προσέξτε να βεβαιωθείτε ότι ο ενεργοποιητής θα έχει αρκετό χώρο να κινηθεί και ότι η μοναδική επαφή του ενεργοποιητή με τη φέρουσα δομή θα είναι μέσω των βραχιόνων Τοποθέτησης.
Δύναμη και Ροπή
Αφού επιλέξετε μήκος και θέση Τοποθέτησης, το μόνο που απομένει για την επιλογή ενεργοποιητή είναι να υπολογίσετε τη μέγιστη δύναμη στον ενεργοποιητή. Ένας ενεργοποιητής θα βιώσει διαφορετικές δυνάμεις ανάλογα με τον τρόπο Τοποθέτησής του. Ένας εύκολος τρόπος υπολογισμού της δύναμης σε συστήματα με περιστροφική κίνηση είναι να μετατρέψετε όλες τις δυνάμεις σε ροπές.
Μοχλοβραχίονας
Η δύναμη της βαρύτητας τείνει να δημιουργεί ροπή δεξιόστροφα, με μοχλοβραχίονα ίσο με το μισό του μήκους της δοκού. Η δύναμη που χρειάζεται ένας ενεργοποιητής για να αντισταθεί σε αυτή τη ροπή εξαρτάται από τον μοχλοβραχίονα που σχηματίζεται από τον ενεργοποιητή και τη γωνία που σχηματίζει ο ενεργοποιητής ως προς τη δοκό.
Γωνία
Η θέση Τοποθέτησης B βρίσκεται στο μέσον της δοκού, και έτσι οι μοχλοβραχίονες των ροπών λόγω βαρύτητας και λόγω του ενεργοποιητή είναι ίδιοι. Η θέση Τοποθέτησης A είναι ανάμεσα στον μεντεσέ και το μέσον της δοκού, οπότε ο μοχλοβραχίονας που θα σχημάτιζε ένας ενεργοποιητής είναι μικρότερος από τον μοχλοβραχίονα που σχηματίζει η βαρύτητα.
Σχήμα 1: Περιστρεφόμενο στοιχείο με επισημασμένες πιθανές θέσεις Τοποθέτησης
Επομένως, η δύναμη ενός ενεργοποιητή τοποθετημένου στο A θα πρέπει να είναι μεγαλύτερη απ’ ό,τι αν ήταν στο B. Θα πρέπει να είναι σαφές ότι και στις δύο περιπτώσεις, η μέγιστη δύναμη εμφανίζεται όταν η δοκός είναι οριζόντια· καθώς η δοκός κατεβαίνει, η δύναμη που απαιτείται για να συγκρατηθεί στη θέση της μειώνεται, επειδή μειώνεται και ο μοχλοβραχίονας λόγω βαρύτητας.
Η παραπάνω ανάλυση εξέτασε πώς η θέση Τοποθέτησης επηρεάζει τον μοχλοβραχίονα και τις δυνάμεις σε έναν ενεργοποιητή. Για να προσδιοριστεί πλήρως η δύναμη, απαιτείται να ληφθεί υπόψη η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ του ενεργοποιητή και της δοκού. Καθώς η γωνία μεταξύ της δοκού και του ενεργοποιητή μειώνεται, η δύναμη στον ενεργοποιητή θα αυξάνεται. Δεδομένου ότι η δύναμη στον ενεργοποιητή είναι μεγαλύτερη όταν η δοκός είναι οριζόντια, η γωνία μεταξύ ενεργοποιητή και δοκού θα πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο κοντά στις ενενήντα μοίρες σε αυτό το σημείο.
Φυσικά, αυτό θα σήμαινε ότι ο ενεργοποιητής είναι Τοποθετημένος ακριβώς κάτω από τη δοκό, στο δάπεδο, κάτι που δεν είναι ιδιαίτερα πρακτικό. Σκεφτείτε τις θέσεις Τοποθέτησης 1 και 2 σε συνδυασμό με το B: η γωνία που σχηματίζεται με τον ενεργοποιητή στη θέση 1B είναι μικρότερη από τη γωνία στη θέση 2B, και έτσι η απαιτούμενη δύναμη θα ήταν μεγαλύτερη για έναν ενεργοποιητή. Σημειώστε, ωστόσο, ότι με τον ενεργοποιητή στη θέση 2B, το αντικείμενο δεν θα μπορεί να μετακινηθεί τόσο μακριά όσο, για παράδειγμα, στο 1A. Γενικά, όσο η θέση Τοποθέτησης αλλάζει με τρόπο που μειώνει τη δύναμη στον ενεργοποιητή, τόσο μειώνεται και το συνολικό εύρος κίνησης στο σύστημα.