Obsługa ciężkich maszyn, takich jak łuparki do drewna, bywa sporym wyzwaniem i wymaga wysiłku fizycznego, zwłaszcza gdy korzysta się z nich często. Dzięki zastosowaniu elektrycznych siłowników liniowych można wprowadzić modernizacje, które otwierają ogrom możliwości i wygody. W tym artykule pokażemy, jak Ron Ewart zmodernizował swoją łuparkę, wykorzystując nasz siłownik liniowy o dużej wytrzymałości PA‑17, aby automatycznie przełączać ją z położenia poziomego na pionowe.
Wybór siłownika do szacunkowych obliczeń
Aby podnosić i opuszczać belkę łuparki Rona, potrzebny był siłownik jako napęd ruchu liniowego. Wytrzymała konstrukcja oraz odporność na pył i wodę były konieczne ze względu na zanieczyszczenia i deszcz podczas pracy na zewnątrz. Nasz siłownik liniowy PA‑17 o dużej wytrzymałości zapewnił Ronowi odpowiednią klasę szczelności IP – IP65 – gwarantującą pyłoszczelność i odporność na wodę. Oprócz przydatności w trudnych, wymagających warunkach nasze elektryczne siłowniki liniowe typu heavy duty są dostępne od ręki i oferują wysoką znamionową siłę 850 lbs przy zachowaniu przyzwoitej prędkości 0.55"/s przy pełnym obciążeniu.
Testowanie parametrów w arkuszu Excel
W tym projekcie Ron używa łuparki Brute® 30‑Ton 250cc Full Beam Gas Log Splitter Model Number: YTL‑140‑701 firmy Menards. Ron chętnie udostępnił swój arkusz Excel naszym czytelnikom jako punkt wyjścia do obliczania sił i pozycji montażu przy podobnym projekcie. W jego arkuszu użytkownik wprowadza parametry siły siłownika, najkrótszej i najdłuższej długości w komórkach NIEBIESKICH. Następnie można eksperymentować z własną konfiguracją w komórkach ŻÓŁTYCH. Jeśli minimalna lub maksymalna długość siłownika zostanie przekroczona, pojawią się CZERWONE komórki ostrzegawcze.
Zapoznaj się z dołączonym arkuszem w celu uwzględnienia zredukowanych (derating) sił siłownika. Arkusz może pomóc:
- Maksymalizować zredukowaną siłę siłownika.
- Wyznaczyć współrzędne dla każdej strony siłownika tak, aby nie kolidowały z konstrukcją łuparki.
- Zoptymalizować przesuw, aby zmieścił się w skoku 24” siłownika.
Wybrane położenia końcowych punktów obrotu siłownika pokazano w WIERSZU 18.
- Współrzędne (x1, y1) to dolny punkt końcowy siłownika w calach względem punktu obrotu belki.
- Współrzędne (x2, y2) to górny punkt końcowy siłownika w calach względem punktu obrotu belki.
- Delta d (długie–krótkie) to łączny wykorzystany skok; 22,6” dla ostatecznego położenia.
- Zredukowana siła pionowa przy otwieraniu oraz pozioma przy zamykaniu są pokazane w kolumnach O i P.
Obliczanie siły i pozycji montażu
Przestawienie łuparki z konfiguracji poziomej na pionową wymaga 70 lbs siły pionowej przy uchwycie operatora, aby unieść belkę, której uchwyt znajduje się 42” poziomo od punktu obrotu. Ponieważ punkt przyłożenia siły siłownika znajduje się znacznie bliżej punktu obrotu belki, po zamontowaniu potrzeba około 196 lbs pionowej siły od siłownika.
Zastosowana siła pionowa siłownika = siła przykładana przez operatora × (ramię operatora / ramię siłownika)
Zastosowana siła pionowa siłownika = 70 lbs × (42”/15”)
Zastosowana siła pionowa siłownika = 196 lbs
Ron wykorzystał formuły w arkuszu Excel, aby pomóc sobie obliczyć i doprecyzować ostatecznie wybrane współrzędne siłownika. Przetestowano wiele możliwości i wariantów, jednak wybrano najlepsze współrzędne i je zachowano, aby arkusz pozostał przejrzysty. Dzięki znamionowej sile dynamicznej 850 lbs model PA‑17‑24‑850 ma duży zapas bezpieczeństwa. Zredukowana (derating) pionowa zdolność siłownika na podstawie finalnych współrzędnych wynosi 699 lbs. Daje to ok. 3,5‑krotny margines bezpieczeństwa, biorąc pod uwagę, że wymagana siła wynosi około 196 lbs.
Margines bezpieczeństwa = zredukowana pionowa zdolność siłownika / zastosowana siła pionowa
Margines bezpieczeństwa = 699 lbs / 196 lbs
Margines bezpieczeństwa = 3,57
Zasilanie i zabezpieczenia elektryczne
Jako źródło zasilania Ron użył akumulatora Weize YTX30L‑BS Lithium Motorcycle Battery, 12 Volt 12Ah, 700CCA z systemem zarządzania baterią (BMS). W tym projekcie zabezpieczył akumulator bezpiecznikiem nożowym ATO 30 A w oprawce liniowej, jednak nie poleciłby tego rozwiązania, gdyby powtarzał projekt. Zamiast tego rekomenduje bezpiecznik ATO 20 A, który lepiej chroni siłownik i jest około 4× większy niż wymagany do poruszenia siłownika.
Sterowanie przełącznikiem dźwigniowym
Do sterowania siłownikiem użyto trzypozycyjnego, chwilowego przełącznika dźwigniowego DPDT, który Ron miał pod ręką. Wymóg fizycznego przytrzymania przełącznika w pozycji podnoszenia lub opuszczania sprawia, że operator nie znajdzie się w strefie zgniecenia i może natychmiast zatrzymać siłownik, jeśli zauważy problem. Dla użytkowników stosujących bezpiecznik 20 A Ron poleca chwilowy przełącznik dźwigniowy podobny do TB2‑2G‑DC‑1, który ma znamionę 20 A przy 12 VDC i jest dostępny w dobrej cenie u dystrybutorów, takich jak Digikey.
Użytkowanie zmodernizowanej łuparki
Podczas pracy Ron zaobserwował typowy pobór prądu przez siłownik na poziomie ok. 3 A, z krótkotrwałymi skokami do ok. 5 A przy starcie. Podniesienie belki zajmuje około 36 sekund, natomiast opuszczenie – około 38 sekund. Do zamocowania przednich i tylnych otworów montażowych siłownika PA‑17 użyto naszych BRK‑17 uchwytów montażowych, zachowując możliwość obrotu o 180°. Pozostałą część konstrukcji wykonano głównie z profili 80/20 serii 1010 i 1515, połączonych aluminiowymi kątownikami i płytami.
Zobacz wideo, jak działa zmodernizowana łuparka Rona!
PODSUMOWANIE
Majstrując z odpowiednimi materiałami i odrobiną pomysłowości, Ron zyskał zmodernizowaną łuparkę, która dla większej wygody i efektywności automatycznie przełącza się między różnymi konfiguracjami – bez wysiłku fizycznego.
Dziękujemy, Ron Ewart, za podzielenie się projektem! Mamy nadzieję, że modernizacje łuparki będą Ci dobrze służyć! Aby zobaczyć więcej projektów Rona, odwiedź jego stronę!
https://blueboxdriver.com/bluebox/
Jeśli masz pytania dotyczące naszych elektrycznych siłowników liniowych lub chcesz porozmawiać o innych produktach, skontaktuj się z nami! Jesteśmy ekspertami w tym, co robimy, i chętnie pomożemy.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123