Een van de belangrijkste stappen bij het selecteren van een lineaire actuator is het kiezen van de juiste krachtspecificatie. Dat is vrij eenvoudig wanneer de toepassing een belasting verticaal moet heffen; het gewicht van de belasting is dan gelijk aan de kracht die de actuator moet leveren. Uitdagender wordt het bij een scharniertoepassing, zoals vaak te zien is bij deksels, valluiken en ramen.
In dit artikel gebruik ik een valluik als voorbeeld om basisconcepten rond kracht uit te leggen. Het doel is om visueel te laten zien hoe de montagepositie van de actuator de werkelijke vereiste kracht beïnvloedt. Zo kunt u uw actuator zo efficiënt mogelijk monteren of, bij minder efficiënte montageposities, kiezen voor een actuator met een hogere kracht.
Gewicht van het valluik
Bij onze voorbeeldtoepassing met een valluik is de belasting de deur zelf. Als we aannemen dat de deur een symmetrisch object is, ligt het zwaartepunt precies in het midden. Daar grijpt de zwaartekracht aan. Dit is de kracht die overwonnen moet worden om de deur te openen.
De hoek waaronder de zwaartekracht werkt
Stel u voor dat u onder de deur staat en die moet opduwen. U zult merken dat er de meeste kracht nodig is wanneer ze volledig gesloten is. Terwijl ze opent, neemt de vereiste kracht geleidelijk af totdat ze volledig geopend is en u nauwelijks nog kracht nodig hebt om haar open te houden.
Dat komt doordat de zwaartekracht op de deur wordt ontbonden in twee componenten, zoals in het onderstaande diagram te zien is. Let op: de lengte van de pijlen geeft de vereiste kracht weer ten opzichte van de andere krachten.
In dit scenario hoeft de kracht die uw hand uitoefent alleen de kracht te evenaren die loodrecht op de deur staat, zoals weergegeven met de gele pijlen. Deze kracht is in eerste instantie gelijk aan de zwaartekracht wanneer de deur volledig gesloten is en neemt vervolgens af tot nul wanneer de deur volledig open is. Dit is hetzelfde wanneer u een lineaire actuator installeert. Met andere woorden: de grootste kracht voor deze toepassing is vereist wanneer de deur volledig gesloten is.
Plaats van de kracht op het valluik
In het bovenstaande diagram stellen de gele pijlen de krachten voor die nodig zijn om de deur te bewegen wanneer vanaf dat punt wordt geduwd. In deze toepassing werkt de deur als een hefboom. Dit betekent dat als u de kracht verder van het scharnier aanbrengt dan de zwaartekracht werkt, u minder kracht nodig hebt.
De hoek van de actuator-kracht
Eerder bespraken we dat de kracht die nodig is om de deur te openen varieert afhankelijk van de hoek van de deur. Hetzelfde concept geldt voor de hoek van de actuator. De kracht die de actuator uitoefent, wordt – zoals in het bovenstaande diagram – opgesplitst in twee componenten.
Alleen de component die loodrecht op de actuator staat (geel) beweegt de deur. Als de actuator evenwijdig aan de deur staat, zal de deur niet openen, hoe groot de uitgeoefende kracht ook is. Staat de actuator daarentegen loodrecht op de deur, dan kan hij 100% van de uitgeoefende kracht benutten om te openen. Kortom: alle krachten die evenwijdig aan de deur zijn, gaan verloren.
Concluderend: de meest efficiënte montagepositie voor de actuator is aan het uiteinde van de deur (maximaliseert de hefboomwerking) en loodrecht op de deur (maximaliseert de actuator-kracht op de deur).
Houd ook rekening met de slaglengte van de actuator die nodig is om de deur tot de gewenste hoogte te openen. Als de actuator dichter bij het scharnier wordt gemonteerd (vereist meer kracht), is er een veel kortere slag nodig. In dit geval is het een afweging tussen krachtrendement en ruimte-efficiëntie.
Ik hoop dat u dit artikel nuttig vond bij het kiezen van de meest ideale lineaire actuator voor uw toepassing. We raden u aan ons te bellen en te spreken met een van onze behulpzame engineers via 1-800-676-6123.
