I de senere årene har bruken av lineære aktuatorer har vist seg å være uunnværlig i industrielle og ikke-industrielle applikasjoner. Å velge riktig lineær aktuator for en applikasjon kan være ganske forvirrende på grunn av det store utvalget av typer og parametere som må vurderes (dvs. slaglengde, motortype, kraft og hastighet). Høyhastighets lineære aktuatorer har blitt ganske populære, men hva er forskjellene mellom å velge en rask lineær aktuator kontra en standard lineær aktuator? Og hvilke applikasjoner er mer egnet for en høyhastighetsaktuator? Å svare på disse spørsmålene vil innebære å dykke dypere ned i noen subtile, og ikke fullt så subtile, forskjeller i komponenter og egenskaper. For å hjelpe deg med søket etter høyhastighetsaktuatorer gir vi deg to av de beste alternativene fra Progressive Automations katalog.
Kjennetegn ved lineære aktuatorer med høy hastighet
Høyhastighets lineære aktuatorer er kjent for å være slitesterke/robuste og kjøre stillere på grunn av færre bevegelige deler. De er enkle å integrere i eksisterende kontrollsystemer og kjører vanligvis på lavere spenninger (dvs. ikke behov for industriell 3-fasespenning). En viktig parameter å huske på er imidlertid den lineære aktuatorens driftssyklus. Børstede likestrømsmotorer forårsaker friksjon og kan føre til at motoren varmes opp hvis den kjøres over lengre perioder.
Standard lineære aktuatorer bruker en servomotorServomotorer består av en likestrømsmotor koblet til et gir og noen ganger et potensiometer, noe som muliggjør tilbakekoblingskontroll. Dette betyr at kombinert med en kontroller kan den lineære aktuatorens fremover- og bakoverbevegelse posisjoneres nøyaktig. Omvendt er lineære aktuatorer med høy hastighet designet for å kjøre full bakover- og fremoverbevegelse uten mellomliggende posisjonskontroll.
Hvordan klassifiseres de som lineære aktuatorer for høy hastighet?
Siden hastighet er relativt, hvordan kan man avgjøre om en lineær aktuator skal klassifiseres som «høyhastighets»? Det finnes for øyeblikket ingen bransjestandarder for lineære aktuatorer med høy hastighet eller lineære aktuatorer med ultrahøy hastighet, som beskriver minimumsspesifikasjoner, så det er opp til produsenten å bestemme hvordan aktuatoren skal klassifiseres. Disse klassifiseringene vil hovedsakelig være basert på følgende:
- Hastighet på frem og tilbake aktivering.
- Belastnings-/tomgangskraft.
- Drivmekanismen.
- Aktuatortypen.
- Giring.
Det er viktig å forstå disse parameterne for å ta en informert kjøpsbeslutning om en lineær aktuator med høy hastighet og høy kraft. Sammenligne funksjon På nettstedet til Progressive Automations kan du sammenligne opptil fire aktuatorer samtidig med parameterne ovenfor i tankene når du tar en avgjørelse.
Hvordan kan jeg endre hastigheten på den lineære aktuatoren min?
Som nevnt ovenfor er hastigheten avhengig av drivmekanismen. Mange lineære aktuatorer med høy hastighet bruker en børstet likestrømsmotor som er direkte koblet, i linje, med en ledeskrue, som er koblet til en aksel/stempel. Når motoren tilføres strøm, roterer den ledeskruen og tvinger akselen til å bevege seg ut (dvs. elektrisk energi omdannes til rotasjonsbevegelse omdannes til lineær bevegelse), og når polariteten til strømmen reverseres, beveger akselen seg tilbake inn.
Grensebrytere er plassert i ytterpunktene av akselbevegelsen, og kutter dermed kraften til motoren når akselen er helt utstrakt/inntrukket. Hastigheten på den lineære aktiveringen kan endres ved å justere én eller en kombinasjon av parametere, inkludert:
Endre stigningen på ledeskruen
Enkelt sagt ville en større stigning øke hastigheten på den lineære aktiveringen og omvendt.
Variere den påførte spenningen
Hvis en motoraksel roterer med full hastighet ved nominell spenning, kan rotasjonshastigheten reduseres ved ganske enkelt å bruke en lavere spenning. Ofte kan en høyhastighets 12-volts lineær aktuator med potensiometerkontroller brukes (dvs. en motorkontroller). Grunnleggende kontrollere bruker en H-brokrets for å reversere motorens polaritet og et potensiometer for å variere spenningen som påføres motoren.
Giring av motoren
Noen lineære aktuatorer med høy hastighet, som for eksempel Progressive Automations PA-04-modellen (diskuteres senere), bruk en girbasert tilnærming for enten å bremse ned eller øke hastigheten på en motors utgangsrotasjon. Giring øker også kraften til den bevegelige akselen/stempelet ved bruk av motoren med samme styrke.
Høyhastighets lineære aktuatorapplikasjoner
Når det gjelder å bestemme seg for en lineær aktuator for høy hastighet, er det avgjørende å vite hvilket bruksområde du skal bruke aktuatoren til. Høyere aktiveringshastigheter betyr lavere utgangskraft og omvendt. Å gi den samme lineære aktuatoren kan imidlertid gi deg akkurat den rette mengden kraft til å gjøre den anvendelig for dine behov.
Bruksområder for lineære aktuatorer med høy hastighet er uendeligeDe gir utmerket mobilitet for applikasjoner som krever en jevn lineær bevegelse. Dessuten er de generelt lettere enn standard lineære aktuatorer, siden de ikke inneholder en stor girkasse. Den lettere og brukervennlige designen gjør at de kan brukes i applikasjoner som krever plassbesparelse eller for å redusere et systems enhets fotavtrykk. Driftssyklusen er en prosentandel av den totale tiden en motor er delt på av-tiden. Å holde seg under denne prosentandelen vil forhindre overoppheting av motoren. Derfor er lineære aktuatorer med høy hastighet designet for applikasjoner som kan operere innenfor den spesifiserte driftssyklusen (vanligvis 20 %). Applikasjoner som passer til denne driftssyklusen inkluderer:
- Periodisk sorteringsautomatisering.
- Hjem-/møbelautomatisering (selv om lineær aktuatortilbakemelding ville være nødvendig for å sikre nøyaktig posisjonering).
- Robotarm-endeeffektorer.
- Ikke-industriell bruk som f.eks. simuleringer under flyvning/kjøring krever høyhastighets aktivering for realistiske opplevelser.
Bruksområdene ovenfor er bare noen få eksempler på hvor høyhastighets lineære aktuatorer kan brukes.
Progressive Automations lineære aktuatorer med høy hastighet
Progressive Automation tilbyr to lineære aktuatorer med høy hastighet (PA-15 og PA-04-modeller), som kan tilpasses i stor grad til din applikasjon.
PA-15
De PA-15 lineær aktuator med høy hastighet har en 12 VDC (2A tomgang og 9A full last), direktedrevet, børstet DC-motor plassert på linje med en ledeskrue, noe som gir en plassbesparende og svært robust modell. Slaglengder på 2,5 til 60 cm er tilgjengelige. Dessuten er 3 alternativer tilgjengelige avhengig av nødvendig kraft (dvs. 4,5 kg, 11 kg eller 15,5 kg). Tomgangshastigheten til denne lineære aktuatoren er 22,5 cm/sek for 4,5 kg-alternativet, 14,5 cm/sek for 11 kg-alternativet og 3,2 cm/sek for 15,5 kg-alternativet.
Når man velger en lineær aktuator med høy hastighet, bør man imidlertid huske på fulllasthastigheten. Ved full last på 11 lb er hastigheten 4,70 tommer/sek, ved 22 lb er hastigheten 4,00 tommer/sek og ved 33 lb er hastigheten 2,00 tommer/sek. Dessverre har ikke denne modellen noen tilbakekoblingskretser, men grensebrytere er plassert i ytterpunktene av bevegelsen. Driftssyklusen er på 20 % og produktet er IP54-beskyttet, noe som betyr at det er beskyttet mot støv, skadelige avleiringer og begrenset vanninntrengning. Produktet leveres også med en standard 18-måneders garanti.
PA-04
De PA-04 lineær aktuator er teknisk sett ikke høyhastighets, men kraften den er i stand til å levere er rask sammenlignet med andre modeller. PA-04-modellen bruker en 12 VDC (4A tomgang og 12A full last) børstet likestrømsmotor som er plassert vinkelrett på ledeskruen. Motoren er giret for å tillate en økt kraft på opptil 100 lb ved en lineær hastighet på 2,16 tommer/sek og 400 lb ved en lineær hastighet på 0,78 tommer/sek. Slaglengder på 2 tommer til 40 tommer er tilgjengelige.
Denne modellen har valgfrie tilbakemeldingsfunksjoner og muligheten til å bruke hall-effektsensorer i stedet for mekaniske grensebrytere i ytterpunktene av aktuatorens bevegelse. Driftssyklusen er også på 20 %, og produktet er IP66-beskyttet, noe som betyr at det er fullstendig beskyttet mot støv- og vanninntrengning og er Progressive Automations beste lette, høyhastighets og vanntette lineære aktuator.
Konklusjon
Høyhastighets lineære aktuatorer kan brukes i en rekke applikasjoner, både industriell (høyhastighets, kraftig lineær aktuator) og ikke-industriell (miniatyr høyhastighetsaktuator), på grunn av deres robuste design og raske aktiveringsevne. Når man velger en høyhastighets lineær aktuator, bør man imidlertid vurdere de diskuterte parameterne for å veie aktiveringshastigheten opp mot full lastkraft, for å sikre at den lineære aktuatoren kan håndtere oppgaven. Til slutt, kjøp kun høyhastighets lineære aktuatorer fra merker som tilbyr en ekstra garanti, noe som er et godt tegn på at produsentene har tillit til produkttilbudene sine.