Manipular maquinaria pesada como las rajadoras de leña puede ser una tarea exigente y físicamente demandante, especialmente para quienes deben usarlas con frecuencia. Mediante el uso de actuadores lineales eléctricos, los usuarios pueden integrar mejoras que brindan infinidad de posibilidades y comodidades. En este artículo, veremos cómo Ron Ewart pudo mejorar su rajadora de leña con nuestro actuador lineal de servicio pesado PA-17 para cambiar automáticamente de posición horizontal a vertical.
Selección de un actuador para usar en las estimaciones de cálculo
Para subir y bajar la viga de la rajadora de leña de Ron, se requería un actuador como elemento de accionamiento para el movimiento lineal. Era indispensable una construcción duradera, junto con resistencia al polvo y al agua, para soportar residuos y lluvia en uso exterior. Nuestro actuador lineal de servicio pesado PA-17 ofreció a Ron la adecuada clasificación de protección contra ingreso IP65, a prueba de polvo y resistente al agua. Además de ser aptos para entornos duros y exigentes, nuestros actuadores lineales eléctricos de servicio pesado ofrecen opciones estándar con una alta fuerza nominal de 850 lb y una respetable velocidad de 0.55"/sec a plena carga.
Prueba de parámetros con una hoja de cálculo de Excel
Para este proyecto, Ron utiliza la rajadora de leña a gasolina Brute® 30-Ton 250cc Full Beam, número de modelo: YTL-140-701 de Menards. Ron compartió con gusto su hoja de cálculo de Excel para que nuestros lectores la usen como punto de partida de referencia al calcular la fuerza y las posiciones de montaje en un proyecto similar. Su hoja permite ingresar las especificaciones de la fuerza del actuador, la longitud mínima y la longitud máxima en celdas AZULES. Los usuarios pueden luego experimentar con su propia configuración en celdas AMARILLAS. Aparecerán celdas ROJAS de advertencia si se excede la longitud mínima o máxima del actuador.
Consulta la hoja adjunta para las fuerzas desclasificadas del actuador. La hoja se puede usar para ayudar a:
- Maximizar la fuerza desclasificada del actuador.
- Encontrar coordenadas para cada lado del actuador que no estuvieran obstruidas por la estructura física de la rajadora de leña.
- Optimizar el recorrido para mantenerlo dentro de la carrera de 24” del actuador.
Las ubicaciones seleccionadas de los puntos de pivote en los extremos del actuador se muestran en la FILA 18.
- Las coordenadas (x1, y1) corresponden al extremo inferior del actuador, en pulgadas, relativo al punto de pivote de la viga.
- Las coordenadas (x2, y2) corresponden al extremo superior del actuador, en pulgadas, relativo al punto de pivote de la viga.
- Delta d (largo-corto) es el recorrido total utilizado; 22.6” para la ubicación final.
- La fuerza vertical de apertura desclasificada y la fuerza horizontal de cierre se muestran en las columnas O y P.
Cálculo de la fuerza y las posiciones de montaje
Ajustar la rajadora de leña de la configuración horizontal a la vertical requiere 70 lb de fuerza vertical en la manija del operador para levantar la manija de la viga, que está a 42” en horizontal desde el punto de pivote. Como el punto de levantamiento del actuador está mucho más cerca del pivote de la viga, una vez montado se requieren aproximadamente 196 lb de fuerza vertical del actuador.
Fuerza vertical aplicada por el actuador = Fuerza aplicada por el operador * (Punto de levantamiento del operador / Punto de levantamiento del actuador)
Fuerza vertical aplicada por el actuador = 70 lb * (42”/15”)
Fuerza vertical aplicada por el actuador = 196 lb
Ron utilizó las fórmulas de la hoja de cálculo de Excel para calcular y afinar las coordenadas finales del actuador que se escogieron. Se probaron y generaron muchas posibilidades; sin embargo, se seleccionaron y conservaron las mejores coordenadas para mantener la hoja ordenada. Al estar clasificado para 850 lb de fuerza dinámica, el PA-17-24-850 ofrece un amplio margen para un buen factor de seguridad. La capacidad de fuerza vertical desclasificada del actuador, basada en las coordenadas finales, es de 699 lb. Esto equivale a un margen de seguridad de aproximadamente 3.5X, considerando que la fuerza aplicada será de unos 196 lb.
Margen de seguridad = capacidad de fuerza vertical desclasificada / fuerza vertical aplicada
Margen de seguridad = 699 lb / 196 lb
Margen de seguridad = 3.57
Alimentación eléctrica y protección
Para la alimentación eléctrica, Ron utilizó la batería de motocicleta de litio Weize YTX30L-BS, 12 voltios 12Ah, 700CCA con Sistema de Gestión de Batería (BMS). En este proyecto, Ron protegió la batería con un fusible de hoja en línea tipo ATO de 30A, pero no lo recomendaría si volviera a hacerlo. En su lugar, Ron recomienda un fusible ATO de 20 amperios, que protege mejor el actuador y es aproximadamente 4x más de lo necesario para mover el actuador.
Controles con interruptor de palanca
Se utilizó un interruptor de palanca momentáneo DPDT de tres posiciones que Ron tenía a mano para controlar el actuador. Al requerir que el operador mantenga físicamente el interruptor en posición de subir o bajar, se evita que caiga en un punto de atrapamiento y permite detener el actuador al instante si se detecta un problema. Para quienes usen un fusible de 20A, Ron recomienda un interruptor de palanca momentáneo similar al TB2-2G-DC-1 que tiene una clasificación de 20A a 12 VCC, con buen precio y disponibilidad a través de distribuidores como DigiKey.
Uso de la rajadora de leña mejorada
Durante el funcionamiento, Ron observó que el consumo típico de corriente de su actuador es de unos 3 amperios y puede subir brevemente a unos 5 amperios al arrancar. Elevar la viga toma aproximadamente 36 segundos, mientras que bajarla tomará alrededor de 38 segundos. Nuestros BRK-17 soportes de montaje se utilizaron para asegurar los orificios de montaje delantero y trasero del actuador PA-17, permitiendo a la vez rotaciones de 180 grados. El resto de la estructura se construyó principalmente con extrusiones 80/20 de las series 1010 y 1515, combinadas con escuadras y placas de aluminio.
¡Mira el video de la rajadora de leña mejorada de Ron en acción!
EN RESUMEN
Con los suministros adecuados y un poco de ingenio, Ron ahora cuenta con una rajadora de leña mejorada que ofrece mayor comodidad y eficiencia al cambiar automáticamente entre distintas configuraciones sin esfuerzo físico.
¡Gracias, Ron Ewart, por compartir tu proyecto! ¡Esperamos que las mejoras de la rajadora de leña te sigan funcionando de maravilla! Para ver más de Ron, visita su sitio web.
https://blueboxdriver.com/bluebox/
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