Az utóbbi években a lineáris aktuátorok nélkülözhetetlennek bizonyult az ipari és nem ipari alkalmazásokban. A megfelelő lineáris aktuátor kiválasztása egy alkalmazáshoz meglehetősen zavaró lehet a figyelembe veendő típusok és paraméterek hatalmas skálája miatt (azaz lökethossz, motortípus, erő és sebesség). A nagy sebességű lineáris aktuátorok meglehetősen népszerűvé váltak, de mi a különbség a gyors lineáris aktuátor és a standard lineáris aktuátor között? És mely alkalmazásokhoz illik jobban a nagy sebességű aktuátor? E kérdések megválaszolásához mélyebben bele kell merülnünk néhány apró, és kevésbé apró különbségbe az alkatrészek és a jellemzők között. A nagy sebességű aktuátorok keresésének megkönnyítése érdekében bemutatjuk a Progressive Automation katalógusának két legjobb lehetőségét.
Nagysebességű lineáris aktuátorok jellemzői
A nagy sebességű lineáris aktuátorok tartósságukról/robusztusságukról és a kevesebb mozgó alkatrész miatt csendesebb működésükről ismertek. Könnyen integrálhatók a meglévő vezérlőrendszerekbe, és általában alacsonyabb feszültségen működnek (azaz nincs szükség ipari 3 fázisú feszültségre). Fontos azonban szem előtt tartani a lineáris aktuátor kitöltési tényezőjét. A kefés egyenáramú motorok súrlódást okoznak, és hosszabb ideig történő járatás esetén a motor felmelegedéséhez vezethetnek.
A standard lineáris aktuátorok egy szervomotorA szervomotorok egy hajtóműves hajtáshoz csatlakoztatott egyenáramú motorból és néha egy potenciométerből állnak, amely lehetővé teszi a visszacsatolásos vezérlést. Ez azt jelenti, hogy egy vezérlővel kombinálva a lineáris aktuátor előre és hátra lökete pontosan pozicionálható. Ezzel szemben a nagy sebességű lineáris aktuátorok úgy vannak kialakítva, hogy a teljes hátra és előre mozgást közbenső helyzetvezérlés nélkül hajtsák végre.
Hogyan osztályozzák őket nagy sebességű lineáris aktuátorokként?
Mivel a sebesség relatív, hogyan lehet megállapítani, hogy egy lineáris aktuátort „nagysebességűnek” kell-e besorolni? Jelenleg nincsenek olyan ipari szabványok a nagysebességű vagy az ultranagysebességű lineáris aktuátorokra vonatkozóan, amelyek minimális specifikációkat határoznának meg, így a gyártó dönti el, hogyan kell osztályozni az aktuátort. Ezek az osztályozások elsősorban a következőkön alapulnának:
- Az oda-vissza működtetés sebessége.
- Terhelési/terheletlenségi erő.
- A hajtómű mechanizmusa.
- A működtető típusa.
- Fogaskerék-áttétel.
Fontos megérteni ezeket a paramétereket ahhoz, hogy megalapozott vásárlási döntést hozhassunk egy nagy sebességű, nagy erőhatású lineáris aktuátorról. Összehasonlítás funkció A Progressive Automations weboldalán akár négy aktuátort is összehasonlíthat egyszerre, a fenti paramétereket szem előtt tartva a döntés meghozatalakor.
Hogyan változtathatom meg a lineáris aktuátorom sebességét?
Amint fentebb felsoroltuk, a sebesség a hajtásmechanizmustól függ. Sok nagysebességű lineáris aktuátor egy kefés egyenáramú motort használ, amely közvetlenül, sorba van kötve egy vezérorsóval, amely egy tengelyhez/dugattyúhoz van csatlakoztatva. Amikor a motorra áramot kapcsolnak, az elforgatja a vezérorsót, és a tengelyt kifelé mozdulásra kényszeríti (azaz az elektromos energia forgómozgássá alakul át lineáris mozgássá), és amikor a teljesítmény polaritása megfordul, a tengely visszafelé mozdul.
Végálláskapcsolók a tengelymozgás szélső pontjain helyezkednek el, ezáltal lekapcsolják a motor áramellátását, amikor a tengely teljesen kinyúlt/behúzódott. A lineáris működtetés sebessége egy vagy több paraméter kombinációjának beállításával módosítható, beleértve a következőket:
A vezérorsó menetemelkedésének megváltoztatása
Egyszerűen fogalmazva, egy nagyobb hangmagasság növelné a lineáris működtetés sebességét, és fordítva.
Az alkalmazott feszültség változtatása
Ha egy motor tengelye teljes sebességgel forog a névleges feszültségén, akkor a forgási sebesség egyszerűen alacsonyabb feszültség alkalmazásával csökkenthető. Gyakran egy nagy sebességű, 12 voltos lineáris aktuátor használható potenciométeres vezérléssel (azaz motorvezérlő). Az alapvető vezérlők egy H-híd áramkört használnak a motor polaritásának megfordítására, és egy potenciométert a motorra adott feszültség változtatására.
A motor áttételezése
Néhány nagy sebességű lineáris aktuátor, mint például a Progressive Automation PA-04 modell (erről később lesz szó) használjon fogaskerekes megközelítést a motor kimeneti forgásának lassítására vagy gyorsítására. A fogaskerekes megközelítés a mozgó tengely/dugattyú erejét is növeli azonos teljesítményű motor használata esetén.
Nagy sebességű lineáris működtető alkalmazások
Amikor nagy sebességű lineáris aktuátort választunk, kulcsfontosságú tudni, hogy milyen alkalmazásra fogjuk használni. A nagyobb működtetési sebesség alacsonyabb kimeneti erőt jelent, és fordítva. Ugyanazon lineáris aktuátor áttételezése azonban pontosan a megfelelő erőt biztosíthatja az igényeinknek megfelelően.
Nagy sebességű lineáris aktuátorok alkalmazásai végtelenekKiváló mobilitást biztosítanak azokhoz az alkalmazásokhoz, amelyek sima lineáris mozgást igényelnek. Ráadásul általában könnyebbek, mint a standard lineáris aktuátorok, mivel nem tartalmaznak nagy sebességváltót. A könnyebb, felhasználóbarát kialakítás lehetővé teszi számukra, hogy olyan alkalmazásokban használják őket, amelyek helytakarékosságot vagy a rendszer eszközméretének csökkentését igénylik. A kitöltési tényező a motor teljes üzemidejének és az állásidőnek a százalékos aránya. Ha ezen százalékos érték alatt marad, az megakadályozza a motor túlmelegedését. Ezért a nagy sebességű lineáris aktuátorokat olyan alkalmazásokhoz tervezték, amelyek a megadott kitöltési tényezőn belül (általában 20%) működhetnek. Az ehhez a kitöltési tényezőhöz illeszkedő alkalmazások a következők:
- Szakaszos válogatási automatizálás.
- Otthon/bútor automatizálás (bár a pontos pozicionálás biztosításához lineáris aktuátor-visszacsatolás szükséges).
- Robotkar-végeffektorok.
- Nem ipari felhasználások, mint például repülés közbeni/vezetési szimulációk nagy sebességű működtetést igényel a realisztikus élményekhez.
A fenti alkalmazások csak néhány példa arra, ahol a nagy sebességű lineáris aktuátorok felhasználhatók.
A Progressive Automation nagysebességű lineáris aktuátorai
A Progressive Automation két nagysebességű lineáris aktuátort kínál (PA-15 és PA-04 modellek), amelyek nagymértékben testreszabhatók az Ön alkalmazásához.
PA-15
A PA-15 nagysebességű lineáris aktuátor 12 VDC (2A terhelés nélküli és 9A teljes terheléses), közvetlen hajtású, kefés egyenáramú motorral rendelkezik, amely egy vonalban helyezkedik el egy vezérorsóval, így helytakarékos és rendkívül robusztus modellt biztosít. 2,5 cm és 60 cm közötti lökethosszal kapható. Ezenkívül 3 opció áll rendelkezésre a szükséges erőtől függően (azaz 4,4 kg, 9,2 kg vagy 14,5 kg). Ennek a lineáris aktuátornak a terhelés nélküli sebessége 24,7 cm/s a 4,4 kg-os opciónál, 13,7 cm/s a 9,2 kg-os opciónál és 8,2 cm/s a 13,5 kg-os opciónál.
Nagy sebességű lineáris aktuátor kiválasztásakor azonban szem előtt kell tartani a teljes terhelés melletti sebességet. 11 font teljes terhelésnél a sebesség 4,70 hüvelyk/másodperc, 22 font teljes terhelésnél 4,00 hüvelyk/másodperc, 33 font teljes terhelésnél pedig 2,00 hüvelyk/másodperc. Sajnos ennek a modellnek nincs visszacsatoló áramköre, de a végálláskapcsolók a mozgás szélső pontjain találhatók. A kitöltési tényező 20%, és a termék IP54-es védettséggel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy védett a por, a káros lerakódások és a korlátozott vízbehatolás ellen. A termékre standard 18 hónapos garancia is vonatkozik.
PA-04
A PA-04 lineáris aktuátor Technikailag nem nagy sebességű, de az általa leadott erő nagy a többi modellhez képest. A PA-04 modell egy 12 VDC (4A terhelés nélküli és 12A teljes terheléses) kefés egyenáramú motort használ, amely merőlegesen helyezkedik el a vezérorsóra. A motor úgy van beállítva, hogy akár 100 font (45 kg) nagyobb erőt is leadjon 2,16 hüvelyk/másodperc lineáris sebességnél, és 400 font (183 kg) nagyobb erőt 0,78 hüvelyk/másodperc lineáris sebességnél. 2 hüvelyktől 40 hüvelykig terjedő lökethosszak állnak rendelkezésre.
Ez a modell opcionális visszacsatolási képességekkel rendelkezik, és a működtető mozgásának szélső pontjain Hall-effektus-érzékelők használata is lehetséges a mechanikus végálláskapcsolók helyett. A bekapcsolási ciklus 20%, és a termék IP66-os védelemmel rendelkezik, ami azt jelenti, hogy teljesen védett a por és a víz behatolásától, és a Progressive Automations legjobb könnyű, nagy sebességű és vízálló lineáris működtetője.
Következtetés
A nagy sebességű lineáris aktuátorok számos alkalmazásban használhatók, mind ipari (nagy sebességű, nagy teherbírású lineáris aktuátor) és nem ipari (miniatűr nagy sebességű aktuátor) egyaránt, robusztus kialakításuk és gyors működtetési képességük miatt. Nagy sebességű lineáris aktuátor kiválasztásakor azonban figyelembe kell venni a tárgyalt paramétereket, hogy a működtetési sebességet a teljes terhelési erővel össze lehessen hasonlítani, és meg lehessen győződni arról, hogy a lineáris aktuátor képes-e kezelni a feladatot. Végül, csak olyan márkáktól vásároljon nagy sebességű lineáris aktuátorokat, amelyek további garanciát vállalnak, ami jó jel arra, hogy a gyártók bíznak termékkínálatukban.