Overzicht
De juiste actuator voor je toepassing vinden kan een uitdaging zijn, vooral wanneer het om een drop‑in vervanging gaat. Hoe zorg je er dus voor dat de door jou geselecteerde actuator goed bij je toepassing past? We doorlopen elke stap die je moet nemen en leiden je door het proces van het testen van een voorbeeldactuator. We hebben aan het einde ook een handige checklist opgenomen, zodat je op koers blijft en aan alle testvereisten voor lineaire actuators voldoet!
Fysieke afmetingen en specificaties: visuele inspectie
Figuur 1
Het uiterlijk kan een grote rol spelen bij het selecteren van een actuator. Dit is vooral relevant voor toepassingen waarbij hij tijdens normaal gebruik zichtbaar is en aantrekkelijk moet zijn voor de klant. De bouwkwaliteit van een actuator kan tot op zekere hoogte worden beoordeeld door naar de unit te kijken en de afwerkingskwaliteit te inspecteren. Dit vormt de eerste indruk van de unit.
Na de eerste indruk is het volgende om te controleren de ingeschoven hart‑op‑hart‑ (H2H) afmeting. Dit is de maat van het middelpunt van het onderste montagegat tot het middelpunt van het bovenste montagegat. Het is essentieel om ervoor te zorgen dat deze maat overeenkomt met de afstand van het middelpunt van het onderste montagegat tot het middelpunt van het bovenste montagegat van jouw toepassing. Als de H2H van de actuator korter is dan de H2H van je toepassing, kunnen we dat eenvoudig oplossen door een maatwerkeenheid te maken met jouw vereiste H2H. Maar als de H2H van de actuator groter is dan de H2H van de toepassing, moet de toepassing worden aangepast of kunnen we je helpen een andere unit te vinden.
Zodra de H2H‑maat is gecontroleerd en alles past, is de volgende stap ervoor te zorgen dat de slaglengte van de actuator de juiste hoeveelheid beweging oplevert. Als geen van onze voorradige slaglengtes voor jou werkt, kunnen we de vereiste slaglengtes op maat produceren om te voldoen aan de behoeften van de toepassing.
Zodra de fysieke afmetingen van de actuator zijn geverifieerd, gaan we door naar de volgende stap:
Benchtesten
Nu je de fysieke staat van je actuator hebt bevestigd, is het uitvoeren van een reeks benchtests de volgende stap om te verzekeren dat hij geschikt is voor je beoogde toepassing. Deze benchtests moeten worden uitgevoerd voordat je dieper ingaat op labtests en kunnen relatief snel zijn. Ze bestaan uit drie hoofdtests:
- Snelheid
- Stroomopname
- Geluidsniveaus
Alle drie deze tests zijn zeker niet in alle gevallen nodig; dit hangt af van je toepassing. Zo kan je toepassing het gebruik van een lineaire actuator in een industriële omgeving omvatten, wat zou betekenen dat het testen van het geluidsniveau van de actuator niet vereist is omdat deze omgevingen meestal vrij luid zijn. Gebruik je de lineaire actuator echter om een deur te openen, dan zijn snelheid en geluidsniveau cruciale parameters. Gebruik je gezonde verstand om af te wegen welke benchtests in jouw toepassing een belangrijke rol spelen.
Snelheid
De lineaire snelheidstest houdt in dat je de tijd meet die de lineaire actuator nodig heeft om volledig uit en in te schuiven. Dit levert vervolgens een waarde in “inch per seconde” op die kan worden vergeleken met de waarde in het datasheet van de lineaire actuator. Let op dat de snelheidswaarde van deze test een ruwe schatting kan zijn, aangezien er bij labtests verdere, nauwkeurigere snelheidstesten worden uitgevoerd.
Zoals eerder vermeld, zijn afhankelijk van de toepassing sommige tests belangrijker dan andere. In dit geval is snelheid belangrijk in toepassingen zoals het openen van een deur/luik of het verplaatsen van items langs een assemblagelijn.
Volg de onderstaande stappen voor een snelle snelheidsmeting:
- Voorzie de lineaire actuator van spanning op basis van zijn elektrische specificaties. Aangezien dit slechts een benchtest is, hoeven er geen schakelaars of een besturingskast te worden aangesloten. Breng eenvoudig een positieve en een negatieve spanning aan vanaf een voeding of batterij zodat de stang volledig kan uit‑ en inschuiven.
- Zodra de stang zijn eindpositie heeft bereikt, pak je een stopwatch en zet je deze op nul.
- Wissel de polen op de voeding of batterij om en start de timer op het moment dat de stang begint uit/in te schuiven.
- Stop de timer zodra hij zijn uitgeschoven/ingeschoven positie bereikt, noteer de tijd en herhaal dit in de tegenovergestelde richting.
- Deel de slag van de lineaire actuator door de tijd die nodig was om uit/in te schuiven. Bijvoorbeeld: als de slag van je actuator 40 inches is en het 10 seconden duurde om uit/in te schuiven, is de snelheid 4 inches/seconde.
Vergelijk deze snelheidsmeting met het datasheet van de lineaire actuator om te bepalen of hij goed overeenkomt. Deze snelheidsmeting is slechts een eerste test en helpt te bepalen of het de juiste lineaire actuator is voor de taak. De snelheid neemt af onder belasting en als de aangelegde spanning lager is dan de nominale spanning. Houd er rekening mee dat er, afhankelijk van het type en de fabrikant van de actuator, een snelheidstolerantie kan zijn. Als je snelheidsmeting aanzienlijk afwijkt van de nominale specificaties, neem dan het best contact op met de fabrikant voor troubleshooting.
Stroomopname
De stroomopname van de lineaire actuator zonder belasting is belangrijk om te testen, omdat dit aantoont dat hij functioneert volgens de specificaties in het datasheet. Bovendien zorgt het bepalen van de stroom ervoor dat je systeem dit aankan en helpt het bij het vinden van de juiste bijbehorende onderdelen voor de lineaire actuator (bijv. een voldoende gedimensioneerde voeding en een besturingskast).
Sluit eenvoudig een multimeter in serie aan met één van de draden van een gevoede lineaire actuator en bekijk de stroomsterkte‑uitlezing terwijl je de stang uit/in schuift. Op basis van de waarde kun je een voeding bepalen die deze stroomopname aankan. Houd er rekening mee dat de stroomopname toeneemt wanneer de lineaire actuator belast wordt.
Geluidsniveaus
Zoals vermeld, is het geluidsniveau van een actuator mogelijk niet kritisch als hij in een industriële toepassing wordt gebruikt. Voor consumentgerichte toepassingen, zoals een deur/luik of een hendel in een koffiemachine, moet het geluidsniveau worden bepaald.
Gebruik een decibelmeter die je dicht bij de lineaire actuator houdt terwijl je hem van stroom voorziet om de stang uit/in te schuiven. Zorg ervoor dat deze test in een stille omgeving wordt uitgevoerd om te voorkomen dat achtergrondgeluid de resultaten vertekent. Noteer de hoogste decibelwaarde. En nu? Hoe verhoudt deze waarde zich tot de beslissing of hij te luid is of ideaal voor jouw toepassing? Gebruik de onderstaande tabel met vertrouwde geluiden en hun decibelwaarden om te bepalen of het geluidsniveau van de lineaire actuator binnen een bereik valt dat bij je toepassing past.
Labtesten
Nadat de benchtests van de lineaire actuator zijn voltooid, is het tijd om hem onder belasting te testen. De belasting moet overeenkomen met wat in de beoogde toepassing te verwachten is. De benchtestmethoden zijn allemaal van toepassing op de labtests, met enkele aanvullingen. De labtests omvatten ook:
- Echte snelheidsmeting onder belasting
- Test van stroomopname van het systeem
- Test van omgevingscompatibiliteit
- Inschakelduur-test
- Versnelde levensduurtest
- Terugkoppelingscompatibiliteit
Door deze labtests uit te voeren, krijg je nog nauwkeuriger inzicht in de compatibiliteit van de gekozen actuator met jouw toepassing.
Echte snelheidsmeting onder belasting
De snelheidsresultaten van de benchtest zijn de maximale snelheid die voor je lineaire actuator mogelijk is. Wanneer je actuator onder belasting werkt, zal hij de snelheid verlagen tot een tempo dat evenredig is met de belasting (zie bovenstaande grafiek ter referentie). Het meten van de snelheid van de lineaire actuator onder belasting helpt te bepalen of hij nog binnen een specifiek bereik valt om in jouw toepassing te functioneren.
Om de snelheid van de lineaire actuator te meten, zorg je ervoor dat hij belast is met een gewicht dat lijkt op hoe hij in jouw toepassing zal werken. Herhaal vervolgens het stapsgewijze proces van de snelheids‑benchtest met een stopwatch. Deze methode is voor toepassingen waarbij snelheid geen doorslaggevende factor is.
Voor toepassingen waarbij nauwkeurige snelheidsmetingen van de lineaire actuator onder belasting nodig zijn, gebruik je een geautomatiseerd tijdmeetsysteem. Dit systeem omvat een microcontroller, zoals een Arduino, met code die een timer start/stop wanneer een van de twee eindslag‑eindschakelaars van de lineaire actuator wordt bereikt. Neem contact met ons op als dit het geval is, want we kunnen helpen met het opzetten van een jig om dit te realiseren.
Tot slot wil je, afhankelijk van je toepassing, mogelijk ook de grenzen van je lineaire actuator testen door een belasting toe te passen die dicht bij zijn maximale nominale belasting ligt om te zien hoe de snelheid verandert en hoe de lineaire actuator reageert (bijv.: wordt de motor heet? Is de beweging van de slag nog steeds soepel en gecontroleerd?).
Stroomopname van het systeem
Aangezien de lineaire actuator nu onder belasting staat, zal de snelheid afnemen en zal de actuator meer stroom opnemen. Weten wat de stroomopname van de lineaire actuator onder belasting is, helpt bij het selecteren van een geschikte voeding. Het is belangrijk om rekening te houden met andere elektrische componenten die op de lineaire actuator zijn aangesloten, zoals een besturingskast, actieve sensoren, enz. Deze extra componenten kunnen stroom uit de voeding trekken, waardoor de lineaire actuator mogelijk niet genoeg stroom ontvangt om zijn volledige belastingscapaciteit te bereiken.
Om de stroomopname van de lineaire actuator onder belasting te meten, gebruik je een multimeter, zoals bij de benchtest. Of gebruik, vergelijkbaar met de labsnelheidstest, een microcontroller met een stroomsensormodule in serie aangesloten. Neem contact met ons op als je hulp nodig hebt bij het opzetten van een jig om dit te bereiken.
Zodra je de stroomopname van je hele systeem kent, kun je je voeding dienovereenkomstig dimensioneren om ervoor te zorgen dat de lineaire actuator voldoende stroom kan ontvangen wanneer hij onder volle belasting werkt.
Omgevingscompatibiliteit
De lineaire actuators van Progressive Automations hebben een International Protection Marking (IP)‑klassificatie. Dit is een beoordeling van het vermogen van een product om binnendringen van vloeistoffen en stof te weerstaan. Het IP‑systeem gebruikt twee cijfers om de beschermingsgraad van producten te definiëren. Het eerste cijfer staat voor bescherming tegen vaste stoffen en het tweede tegen vloeistoffen.
Nadat een product testen in een goedgekeurde faciliteit heeft afgerond, krijgt het een specifieke numerieke classificatie, die je kunt ontcijferen met behulp van de onderstaande IP‑tabel:
Afhankelijk van je toepassing kan het nuttig zijn om de IP‑klassificatie van een lineaire actuator te testen. Als je bijvoorbeeld weet dat je lineaire actuator wordt blootgesteld aan veel water, heeft het PA-10 model de hoogste IP‑klassificatie met IP68M en IP69K. Hij kan onder water werken en kan hogedrukwaterstralen weerstaan wanneer hij niet in beweging is. De beste manier om dit type lineaire actuator te testen, is hem eenvoudig in water te dompelen en te laten draaien.
Eenheden met IP66, zoals de PA-04 Linear Actuator en de PA‑09 Mini Industrial Actuator, kunnen ook zowel stof als matige vloeistofinfiltratie weerstaan. Deze lineaire actuators zijn het best geschikt voor tests binnen de omgeving van de beoogde toepassing. Als je weet dat de lineaire actuator niet aan stof of water wordt blootgesteld, kun je voor je toepassing kiezen voor een lagere IP‑klassificatie.
Een IP‑klassificatie test niet op buiten-/weersbestendigheid tijdens seizoensveranderingen en over langere perioden (bijv. jaren buiten gedurende meerdere seizoenen). Overweeg daarom de omgeving waarin je de lineaire actuator gaat gebruiken om er zeker van te zijn dat hij daarvoor geschikt is. Progressive Automations biedt naast de IP‑klassificatie verschillende certificeringen aan. Deze certificeringen kunnen vereisten zijn die op jouw toepassing van toepassing zijn. Neem contact met ons op als je specifieke certificeringen nodig hebt voor je actuator en/of toepassing.
Het is over het algemeen best practice om de actuator te monteren met het einde van de slag naar beneden gericht als er enig risico op waterblootstelling is. Zo zal de zwaartekracht vloeistof van de motorbehuizing wegtrekken en vroegtijdige uitval helpen voorkomen.
Inschakelduur
De inschakelduur van een lineaire actuator is de verhouding tussen aan‑tijd en uit‑tijd en wordt uitgedrukt als een percentage. Als je toepassing vereist dat de lineaire actuator continu draait, is de inschakelduur van cruciaal belang om te voorkomen dat de motor doorbrandt. Voor dergelijke toepassingen moet de inschakelduur 100% zijn.
Om een inschakelduur van 100% te bereiken, moet een borstelloze DC‑motor worden gebruikt, in plaats van een standaard DC‑motor met borstels. Voor lineaire actuators met een geborstelde DC‑motor biedt Progressive Automations een inschakelduur van 20%, wat beperkt hoe lang hij kan draaien. De inschakelduur voor lineaire actuators van Progressive Automations is gebaseerd op een periode van 20 minuten, wat betekent dat de lineaire actuator bij 20% inschakelduur 4 minuten continu kan draaien en vervolgens 16 minuten moet rusten.
Hetzelfde principe geldt voor alles onder de 20 minuten. Bijvoorbeeld: bij 10 minuten en een inschakelduur van 20% kan de lineaire actuator 2 minuten draaien en moet hij 8 minuten rusten. Alles boven de 20 minuten bij 20% inschakelduur zal de motor beschadigen door oververhitting.
De beste manier om de inschakelduur van je lineaire actuator te testen, is hem op te zetten met een microcontroller, zoals eerder. De code moet echter worden aangepast om de actuator op ingestelde tijden aan en uit te schakelen (bijv. 2 minuten draaien, 8 minuten rusten, herhalen). Zorg ervoor dat de actuator overeenkomstig wordt belast en controleer het systeem op vaste tijdsintervallen om te verzekeren dat het nog steeds werkt zoals bedoeld. Herhaal de test totdat je ervan overtuigd bent dat de lineaire actuator in jouw toepassing zal werken.
Versnelde levensduurtest
Nadat alle specificaties zijn geverifieerd, is het ook belangrijk om ervoor te zorgen dat de levensduurclassificatie van de actuator voldoende is. We bieden actuators met een beoordeling van 20.000 cycli en ook actuators met 300.000 cycli. Sommige toepassingen vereisen dat de actuator slechts eenmaal per dag wordt bediend, en sommige vereisen dat hij enkele honderden keren per dag wordt bediend. In scenario’s waarin de actuator vaak wordt gebruikt, is het van cruciaal belang om ervoor te zorgen dat de actuator de vereiste levensduur van de toepassing haalt. Sommige toepassingen laten geen eenvoudige verwijdering van onderdelen toe, dus ervoor zorgen dat de actuator voor een voldoende levensduur is gecertificeerd is belangrijk.
Dit kan worden bereikt met een eenvoudige jig‑opstelling (als je bekend bent met het maken van dergelijke opstellingen). Wil je zelf versnelde tests uitvoeren maar weet je niet goed hoe, neem dan gerust contact met ons op; we kunnen je van de juiste apparatuur voorzien.
Compatibiliteit van terugkoppeling
Bepaalde toepassingen en bestaande systemen kunnen actuators met een specifiek type terugkoppeling vereisen om correct te werken. Het bepalen van de positie van een actuator is nuttig voor toepassingen die vereisen dat meerdere actuators met dezelfde snelheid bewegen, vooraf ingestelde posities opslaan en/of positionele informatie verzamelen voor gebruikersanalyse. Bij het selecteren van een actuator is het belangrijk om te verzekeren dat hij de juiste terugkoppeling heeft voor compatibiliteit met jouw systeem. Bij elektrische lineaire actuators zijn er drie hoofdtypen positionele terugkoppeling:
- Potentiometer‑terugkoppeling
- Hall‑effectsensor‑terugkoppeling
- Eindschakelaar‑terugkoppeling
Ingebouwde potentiometer‑terugkoppeling
Potentiometer‑terugkoppeling
Potentiometers maken mechanisch contact met de tandwielen die binnenin de actuators draaien. Daardoor kan de potentiometer zijn positionele informatie behouden zonder opnieuw te hoeven "refereren" als het systeem de stroom verliest. Omdat potentiometers in wezen spanningsdelers met een grote weerstand zijn, kunnen ze ook goed omgaan met elektromagnetische interferentie (EMI). Het grootste voordeel van dit type terugkoppeling is de eenvoud voor toepassingen die snelle drop‑in oplossingen nodig hebben en geen maximale nauwkeurigheid of hoge precisie vereisen.
Ingebouwde Hall‑effectsensor‑terugkoppeling
Hall‑effectsensor‑terugkoppeling
Hall‑effectsensoren geven elektrische pulsen wanneer de magneet is uitgelijnd met de meetelektronica. Daarom zijn ze geschikt voor hogesnelheidstoepassingen en maken ze het mogelijk om bepaalde hoeken van de motoras vooraf te programmeren. Omdat er geen contact nodig is, zijn ze nuttig in zware omgevingen, zeer slijtvast en betrouwbaar bij hoge schokbelasting. Dit is de terugkoppelingsoptie voor jou als je toepassing betrouwbaarheid, precisie en een lange levensduur vereist.
Voorbeeld van eindschakelaar‑terugkoppeling
Eindschakelaar‑terugkoppeling
Het doel van signalen voor eindschakelaar‑terugkoppeling is een systeem te laten bepalen of de actuator de interne eindschakelaars fysiek heeft geactiveerd. Dit soort terugkoppeling is eenvoudig en nuttig voor toepassingen die voornamelijk alleen informatie nodig hebben over of de actuator de volledig uitgeschoven of volledig ingeschoven posities heeft bereikt.
Veldtesten
Veldtesten worden ook beschouwd als een cruciaal onderdeel van de testprocedure voor actuators. Na het voltooien van de labtests is het aan te raden om de actuator in de toepassing te installeren en hem gedurende een vooraf bepaalde periode te laten draaien. Dit zorgt ervoor dat de actuator onder belasting werkt zoals de toepassing dat vereist. Elke toepassing van een lineaire actuator is anders, dus de mate van testen zal verschillen op basis van de behoeften. Het wordt echter aanbevolen om de actuator tot aan de toepassingslimieten te testen (maar binnen de specificaties van de actuator) om te garanderen dat de actuator inderdaad de juiste keuze is.
Pas na labtesten en veldtesten kan er een weloverwogen beslissing worden genomen op basis van de resultaten van deze tests. Progressive Automations raadt eindgebruikers met hoge volumes aan om al deze tests uit te voeren om te voorkomen dat er onderweg problemen ontstaan door een actuator met te lage specificaties in de toepassing.
Conclusie
Om problemen met je toepassing in de toekomst te voorkomen, is het cruciaal om alle tests uit te voeren die in dit eBook worden beschreven. Elke toepassing van een actuator is uniek, en hoewel een bepaalde actuator de perfecte oplossing lijkt, moet hij nog steeds grondig worden onderzocht en getest. Door visuele inspecties, benchtesten en labtesten zijn we ervan overtuigd dat je eventuele zwakke punten zult identificeren en/of grondig zult valideren dat dit product de beste oplossing voor jou is. Zoals vermeld, hebben we hieronder een checklist voor tests aan lineaire actuators opgenomen die je kunt afdrukken en gedurende je hele testproces als referentie kunt gebruiken. Zo blijf je op koers en neem je alle testvereisten mee.
Als je vragen hebt of onze producten verder wilt bespreken, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen! We zijn experts in wat we doen en willen ervoor zorgen dat je de beste oplossing voor jouw toepassing vindt.
sales@progressiveautomations.com
Checklist voor het testen
