Nykyään nostomekanismeja käytetään laajasti sekä koti- että teollisuusautomaation tarpeisiin. Yksinkertaisella, napin painalluksella ohjattavalla rakenteella automatisoidut nostimet voivat ratkaista monia tehtäviä, kuten rahdin siirtoa, asennon optimointia, ovien ja ikkunoiden automaattista avaamista/sulkemista ja niin edelleen. Tässä artikkelissa käsittelemme, miten nostomekanismi tehdään ja mitä työkaluja siihen tarvitaan. Esittelemme myös kolme parasta DIY-ratkaisuamme, jotka hyödyntävät käsiteltyjä automaatiomenetelmiä.
Mikä on nostomekanismi
Lineaarisen liikkeen tuottamiseen on monia tapoja — se on jokaisen nostomekanismin ydin. Yleisin ratkaisu käyttää tankoa (liukukappaletta), joka liikkuu lineaarisesti määrättyyn suuntaan. Tämä rakenne muodostaa lineaarisen toimilaitteen rungon. Lineaarisen liikkeen tuottamiseen toimilaitteessa käytetään tavallisesti ruuvi-hammaspyörä -ratkaisua. Ulkokierteinen ruuvi pyörii myötä- tai vastapäivään, ja pyörintä synnyttää sisäkierteeseen kytketyn liukukappaleen lineaarisen liikkeen pitkin ulkokierteistä ruuvia. Toimilaitteissa käytetyt moottorit ovat enimmäkseen tasavirralla (DC) toimivia laitteita. On myös pneumaattisia ja hydraulisia moottoreita.
Lineaarisen toimilaitteen liukukappaleen liikesuunnan vaihtamiseksi, eli jotta mekanismi liikkuu alas ylösmenon sijaan, on vaihdettava moottorin pyörimissuuntaa. Jos käytetään tasavirralla toimivaa moottoria, täytyy vaihtaa syötön napaisuus kääntämällä moottorin kahta virtajohtoa. Yksinkertaisin ratkaisu tähän on käyttää erityistä kytkintä napaisuuden määrittämiseksi. Tangon pysäyttämiseksi ääriasennoissa toimilaitteessa on sisäiset mikrokytkimet (rajakytkimet), jotka toimivat, kun ruuvi saavuttaa ääriasennon toimilaitteen kotelon sisällä. Nostomekanismissa tämä tarkoittaa liikkeen pysäyttämistä ja paikalleen lukitsemista. Tällaiset mikrokytkimet on varustettu erityisillä indikaattoreilla, joista toinen on asennettu toiseen ääriasentoon ja toinen vastakkaiseen ääriasentoon.
Nämä indikaattorit auttavat katkaisemaan moottorin virran, kun ruuvi koskettaa ääriasentoja. Ajamissa käytetään myös alennusvaihdetta riittävän pyörimisvoiman nopeuden saavuttamiseksi. Tämä osa voi muuttaa tangon pyörimisnopeutta, mikä lopulta vaikuttaa lineaariliikkeen lopulliseen nopeuteen. Se vaikuttaa myös tangon liikevoimaan; mitä suurempi alennusvaihteen välityssuhde on, sitä enemmän voimaa ja vähemmän nopeutta saadaan. Vaikka käyttö olisi yksinkertaisimmillaan eikä sisältäisi alennusvaihdetta, tangon nopeus riippuu silti siihen kohdistetusta voimasta: mitä suurempi tangon liikkumisnopeus, sitä pienempi voima ja päinvastoin.
Lineaaristen toimilaitteiden tyypit
Kuten mainittua, helpoin tapa rakentaa nostomekanismi on sijoittaa lineaarinen toimilaite sen ytimeen. Lineaarikäytöt voidaan jakaa sähköisiin ja pneumaattisiin.
Sähköiset lineaariset toimilaitteet muuttavat verkkosähkön mekaniikan lakien mukaiseksi liikkeeksi. Niissä käytetään sähköisiä pyöriväliikkeisiä moottoreita, jotka muuttavat pyörivän liikkeen eteneväksi lineaariliikkeeksi. Näin pyörivä osa liikuttaa tankoa mekaanisen muuntimen avulla, esimerkiksi kuula- tai rullaruuvikokoonpanon kautta. Se mahdollistaa myös pehmeän suoran liikkeen. Pneumaattisille lineaarisille toimilaitteille on ominaista ontelon sylinterin sisällä oleva liike-elementti, jota ohjaa ulkoisen kompressorin tai pumpun tuottama paine. Paineen kasvaessa liike-elementti siirtyy päitä kohti. Palauttamiseksi lähtöasentoon ruiskutetaan impulssi tai paineistettua kaasua elementin toiselle puolelle. Hydraulinen nostomekanismi, joka perustuu hydrauliseen lineaarikäyttöön, toimii samankaltaisesti kuin pneumaattinen toimilaite. Siinä kuitenkin käytetään ulkoisesti pumpattavaa nestettä.
On huomionarvoista, että suosituin toimilaitetyyppi on sähköinen. Ne hajoavat harvoin ja voidaan toteuttaa erittäin kompaktissa muodossa. Lisäksi niitä pidetään tehokkaimpina liikkumisnopeuden, tarkkuuden sekä työntö-/vetovoiman näkökulmasta.
Kuinka luoda nostomekanismi
Yksin toteutukseen tarvitaan kaksi asiaa. Ensinnäkin oikein valittu lineaarikäyttö ja sen ohjaamiseen sopiva kytkin. Muut osat, kuten nostomekanismin kiinnitysosat, riippuvat suoraan käytettävän laitteen tai varusteen rakenteellisista ominaisuuksista.
Oikean lineaarisen toimilaitteen valinta on olennaista. Nämä laitteet ovat kompakteja, kustannustehokkaita moottoreita, jotka koostuvat ohjauskiskosta ja matoruuvivaihteistosta. Liukukappale tarvitsee yleensä 12 V tai 24 V virtaa liikkuakseen, vaikka malleja on erilaisilla teknisillä ominaisuuksilla. Tämä teho riittää liikuttamaan liukuvaan osaan kytkettyä esinettä ohjauskiskon mukaisesti ylös ja alas. Toimilaitteita on laajalla ominaisuusvalikoimalla, kuten kantavuus, ohjauskiskojen pituus ja teho. Näin voit valita sopivan vaihtoehdon sen mukaan, kuinka nopeasti liikkeen tulee tapahtua tai kuinka raskas nosto on.
On tärkeää valita malli, joka pystyy kantamaan noin puolitoistakertaisen painon suunniteltuun maksimikuormaan nähden. Liikkeen pituuden tulisi myös olla 1 1 inch pidempi kuin on tarpeen. Lopuksi huomioi liikkeen nopeus. Joissain tapauksissa laitteet liikkuvat liian äkisti, erityisesti tarkkuuslaitteissa. Kytkimeksi käytetään tavallisesti kaksoiskytkintä (DPDT, Double Pole Double Throw), joka mahdollistaa suunnanvaihdon ja liikkeen pysäytyksen vivun painalluksella. Nostomekanismin rakentamista helpottaaksemme suosittelemme vahvasti harkitsemaan kaukosäätimiä. Ne poistavat tarpeen liialliselle kaapeloinnille.
Nostomekanismien toteutuksia
Käyttökohteita on paljon ja monipuolisesti. Lineaaristen toimilaitteiden ohjaamat nostomekanismit soveltuvat yleisesti TV:n asennon säädöstä pyörätuoliramppien nostoon ja teollisuuslaitteiden automatisointiin. Kotona käyttökohteita on esimerkiksi saksinostin tai pöytänostin. Tässä artikkelissa tarkastelemme TV-hissin käyttöä.
TV-hissijärjestelmän rakentaminen
Tarvitset 1 tai 2 toimilaitetta, kaasujouset, kiinnityskannakkeet, ohjauskiskot ja puumateriaalit. Järjestelmän voi toteuttaa joko vaihtovirralla tai tasavirralla. Jos käytät vaihtovirtaa, tarvitset PA-30:n verkkosovittimella tai PA-20-ohjausyksikön. Näin ohjaat järjestelmää langattomalla tai johdollisella käsiohjaimella. Jos käytät tasavirtaa, tarvitset 12 V virtalähteen ja keinukytkimen ohjaukseen.
On kaksi erilaista moottoroitua TV-hissijärjestelmää, jotka voi rakentaa. Toinen laskee TV:n alas katosta ja toinen nostaa TV:n esiin kaapin tai vastaavan huonekalun sisältä. TV-hissin rakentaminen on edullisempi vaihtoehto kuin valmiin järjestelmän ostaminen.
Tarvittavat tuotteet
- 1 tai 2 lineaarista toimilaitetta, riippuen TV:n koosta.
- 2 x kiinnityskannaketta (BRK-14), 2 kpl per toimilaite.
- PA-30 tai PA-20 -ohjausyksikkö, jos tarvitaan vaihtovirtaa.
Alla oleva video havainnollistaa, miten tällainen järjestelmä toimii.
Yhteenveto
Kuten huomaat, nostomekanismin rakentaminen kotikäyttöön ei ole kovin vaikeaa. Voit valita juuri sinulle sopivimman vaihtoehdon verkkokaupastamme. Kaikilla malleillamme on 18 kuukauden takuu ja konfiguroimme ne yksilöllisten tarpeidesi mukaan. Voit myös valita valmiiksi suunnitelluista nostomekanismeista pöydille, televisioille jne.