Przewodnik po testowaniu siłowników liniowych

Teraz, gdy potwierdziłeś fizyczną obecność siłownika, przeprowadzenie serii testów stanowiskowych to kolejny krok, aby upewnić się, że będzie odpowiedni do zamierzonego zastosowania. Testy te należy przeprowadzić przed zagłębieniem się w badania laboratoryjne i mogą być stosunkowo szybkie. Składają się z trzech głównych testów: 

1. Prędkość
2. Pobór prądu
3. Poziomy dźwięku/hałasu

Żadne z tych trzech badań nie są z konieczności obowiązkowe — zależy to od Twojego zastosowania. Na przykład Twoje zastosowanie może obejmować użycie siłownika liniowego w środowisku przemysłowym, co oznaczałoby, że testowanie hałasu siłownika może nie być wymagane, ponieważ takie środowiska są zwykle dość głośne. Jednak jeśli używasz siłownika liniowego do otwierania drzwi, prędkość i głośność są istotnymi parametrami. Użyj własnego osądu, aby ocenić testy stanowiskowe, które uważasz za ważne w swoim zastosowaniu.

Prędkość

Test prędkości liniowej polega na zmierzeniu, ile czasu zajmuje pełne wysunięcie i cofnięcie siłownika liniowego. Dzięki temu otrzymamy „cale na sekundę” wartość, którą można porównać z wartością z karty katalogowej siłownika liniowego karta katalogowa Należy pamiętać, że wartość prędkości z tego testu może być przybliżona, ponieważ dokładniejsze testy prędkości zostaną przeprowadzone podczas badań laboratoryjnych.

Jak wspomniano wcześniej, w zależności od zastosowania niektóre testy są ważniejsze od innych. W tym przypadku prędkość jest istotna w zastosowaniach takich jak otwieranie drzwi/klapy lub przemieszczanie przedmiotów na linii montażowej.

Aby szybko zmierzyć prędkość, wykonaj poniższe kroki:

1. Zasil siłownik liniowy zgodnie z jego specyfikacją elektryczną. Ponieważ to tylko test stołowy, nie ma potrzeby podłączania przełączników ani skrzynki sterującej. Wystarczy podać napięcie dodatnie i ujemne z zasilacza lub baterii, aby pręt w pełni się wysunął/wsunął.
2. Gdy pręt osiągnie pozycję krańcową, weź stoper i wyzeruj go.
3. Zamień przewody przy zasilaczu lub baterii i przygotuj się do uruchomienia stopera w momencie, gdy pręt zacznie się wysuwać/wsunąć.
4. Zatrzymaj stoper, gdy pręt osiągnie pozycję wysuniętą/wsuniętą, zanotuj czas i powtórz w przeciwnym kierunku.
5. Podziel skok siłownika liniowego przez czas potrzebny na wysunięcie/wsunięcie. Na przykład, jeśli skok siłownika wynosi 40 cali i zajęło to 10 sekund, prędkość wynosi 4 cale na sekundę.

Porównaj ten pomiar prędkości ze specyfikacją siłownika liniowego karta katalogowa aby ustalić, czy się zgadza. Ten pomiar prędkości jest tylko testem wstępnym i pomoże określić, czy jest to odpowiedni siłownik liniowy do danego zadania. Prędkość zmniejszy się pod obciążeniem oraz jeśli przyłożone napięcie będzie niższe od napięcia znamionowego. Należy pamiętać, że w zależności od typu i producenta siłownika może występować tolerancja prędkości. Jeśli Twój pomiar prędkości znacząco różni się od parametrów znamionowych, najlepiej skontaktować się z producentem w celu diagnostyki.

Pobór prądu

Pobór prądu siłownika liniowego przy braku obciążenia jest ważny do sprawdzenia, ponieważ potwierdza, że działa zgodnie ze swoimi karta katalogowa specyfikacjami. Ponadto określenie poboru prądu upewni, że Twój system jest w stanie go obsłużyć i pomoże znaleźć odpowiednie elementy współpracujące z siłownikiem liniowym (np. odpowiednio oceniony zasilacz) a skrzynka kontrolna).

Wystarczy podłączyć multimetr w szereg z jednym z przewodów zasilanego siłownika liniowego i obserwuj wskazanie natężenia prądu podczas wysuwania/chowania trzpienia. Na podstawie odczytu możesz dobrać zasilacz) który będzie w stanie obsłużyć ten pobór prądu. Pamiętaj, że pobór prądu wzrośnie, gdy siłownik liniowy będzie obciążony. 

Poziomy dźwięku/hałasu

Jak wspomniano, poziom dźwięku/hałasu siłownika może nie być krytyczny, jeśli będzie używany w zastosowaniu przemysłowym. Jednakże, w zastosowaniach skierowanych do konsumenta, takich jak drzwi/klapa lub dźwignia w ekspresie do kawy, należy określić poziom hałasu.

Użyj miernika decybeli trzymaj go blisko siłownika liniowego podczas zasilania, aby wysunąć/wsunąć pręt. Upewnij się, że test przeprowadzany jest w cichym otoczeniu, aby hałas tła nie zafałszował wyników. Zanotuj najwyższy odczyt w decybelach. Co dalej? Jak ta wartość koreluje z decyzją, czy siłownik jest hałaśliwy, czy odpowiedni do Twojego zastosowania? Skorzystaj z poniższej tabeli znanych dźwięków i ich wartości w decybelach, aby ocenić poziom hałasu siłownika liniowego i ustalić, czy mieści się on w zakresie odpowiednim dla Twojego zastosowania.

Po zakończeniu testów stołowych siłownika liniowego nadszedł czas, aby przetestować go pod obciążeniem. To obciążenie powinno odpowiadać temu, czego należy oczekiwać w docelowej aplikacji. Metody testów stołowych mają zastosowanie również w testach laboratoryjnych, z kilkoma dodatkami. Testy laboratoryjne obejmują także:

1. Test rzeczywistej prędkości pod obciążeniem
2. Test poboru prądu przez system
3. Test kompatybilności środowiskowej
4. Cykl pracy test
5. Przyspieszony test cyklu życia
6. Informacje zwrotne kompatybilność

Przeprowadzenie tych testów laboratoryjnych zapewni jeszcze większą dokładność oceny kompatybilności wybranego siłownika z Twoją aplikacją.

Test rzeczywistej prędkości pod obciążeniem

Wyniki prędkości z testu na stanowisku będą maksymalną prędkością możliwą do osiągnięcia przez Twój siłownik liniowy. Gdy siłownik jest obciążony, prędkość zmniejszy się do wartości proporcjonalnej do obciążenia (zobacz powyższy wykres jako odniesienie). Pomiary prędkości siłownika liniowego pod obciążeniem pomogą ustalić, czy nadal mieści się on w określonym zakresie, aby działać w Twojej aplikacji.

Aby zmierzyć prędkość siłownika liniowego, upewnij się, że jest obciążony ciężarem przypominającym warunki pracy w Twojej aplikacji. Następnie powtórz krok po kroku procedurę zastosowaną podczas testu prędkości na stanowisku, używając stopera. Ta metoda jest przeznaczona dla zastosowań, w których prędkość nie jest czynnikiem krytycznym.

W zastosowaniach, w których potrzebne są precyzyjne pomiary prędkości siłownika liniowego pod obciążeniem, użyj zautomatyzowanego systemu pomiaru czasu. System ten będzie wymagał użycia mikrokontrolera takiego jak Arduino z kodem, który uruchomi/zatrzyma licznik czasu, gdy zostanie osiągnięty którykolwiek z dwóch krańcowych wyłączników siłownika liniowego. Prosimy o kontakt z nami, jeśli tak jest, ponieważ możemy pomóc w przygotowaniu przyrządu montażowego (jig), aby to osiągnąć.

Na koniec, w zależności od zastosowania, możesz również chcieć przetestować granice pracy siłownika liniowego, przykładając obciążenie bliskie jego znamionowej maksymalnej wartości, aby zobaczyć, jak zmienia się prędkość i jak siłownik reaguje (np. czy silnik się nagrzewa? Czy ruch skoku nadal jest płynny i kontrolowany?).

Pobór prądu systemu

Ponieważ siłownik liniowy jest teraz obciążony, prędkość spadnie, a siłownik będzie pobierał więcej prądu. Znajomość poboru prądu siłownika liniowego pod obciążeniem pomoże dobrać odpowiednie źródło zasilania. Ważne jest uwzględnienie innych komponentów elektrycznych podłączanych do siłownika liniowego, takich jak skrzynka kontrolna, aktywne czujniki, itp. Te dodatkowe komponenty mogą pobierać prąd ze źródła zasilania i spowodować, że siłownik liniowy nie otrzyma wystarczającego prądu, aby osiągnąć pełną zdolność obciążeniową.

Aby zmierzyć pobór prądu siłownika liniowego pod obciążeniem, użyj multimetru, tak jak w teście na stole warsztatowym. Alternatywnie, podobnie jak w teście prędkości w laboratorium, użyj mikrokontroler z modułem czujnika prądu połączonym szeregowo. Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz pomocy przy przygotowaniu przyrządu (jig), aby to osiągnąć.

Gdy poznasz pobór prądu całego systemu, możesz odpowiednio dobrać zasilacz, aby zapewnić, że siłownik liniowy otrzyma wystarczający prąd pod pełnym obciążeniem.

Zgodność środowiskowa

Siłowniki liniowe Progressive Automations są dostarczane z oznaczeniem Stopnia Ochrony Międzynarodowej (IP). Jest to ocena zdolności produktu do wytrzymania przedostawania się cieczy i pyłu. System oznaczeń IP używa dwucyfrowego schematu do określenia stopnia ochrony dla wszystkich produktów. Pierwsza cyfra oznacza ochronę przed ciałami stałymi, a druga przed cieczami.

Po zakończeniu testów w zatwierdzonym ośrodku produkt otrzymuje konkretną wartość liczbową, którą można odczytać za pomocą poniższej tabeli oznaczeń IP:

W zależności od zastosowania przydatne może być przetestowanie klasy ochrony IP siłownika liniowego. Na przykład, jeśli wiesz, że twój siłownik liniowy będzie narażony na duże ilości wody, seria PA-10 model ma najwyższą klasę ochrony IP o oznaczeniach IP68M i IP69K. Może pracować pod wodą i wytrzymać silne strumienie wody pod wysokim ciśnieniem, gdy nie jest w ruchu. Najlepszym sposobem przetestowania tego typu siłownika liniowego jest po prostu jego zanurzenie w wodzie i uruchomienie.

Jednak jednostki o klasie IP66, takie jak PA-04 Linear Actuator a PA-09 Mini Industrial Actuator, mogą również wytrzymać zarówno kurz, jak i umiarkowane wnikanie cieczy. Te siłowniki liniowe najlepiej nadają się do testów w środowisku przewidzianym dla zastosowania. Jeśli wiesz, że siłownik liniowy nie będzie narażony na kurz ani wodę, możesz wybrać niższą klasę IP dla swojego zastosowania.

Klasa IP nie bada odporności na warunki zewnętrzne/pogodowe podczas zmian sezonowych ani przez długie okresy (np. wieloletnie przebywanie na zewnątrz przez kilka sezonów). Dlatego rozważ środowisko, w którym zamierzasz używać siłownika liniowego, aby upewnić się, że jest do niego odpowiedni. Progressive Automations oferuje różne certyfikaty oprócz klasy IP. Certyfikaty te mogą być wymogami, które dotyczą twojego zastosowania. Skontaktuj się z nami, jeśli potrzebujesz konkretnych certyfikatów dla swojego siłownika i/lub zastosowania.

Ogólnie najlepszą praktyką jest montowanie siłownika końcem skoku skierowanym w dół, jeśli istnieje jakiekolwiek ryzyko narażenia na wodę. W ten sposób grawitacja odciągnie ciecz od obudowy silnika i pomoże zapobiec przedwczesnej awarii.

Cykl pracy

Wybrany cykl pracy siłownika liniowego to stosunek czasu włączenia do czasu wyłączenia i jest wyrażany w procentach. Jeśli twoje zastosowanie wymaga, aby siłownik liniowy pracował ciągle, cykl pracy ma ogromne znaczenie, aby nie spalić silnika. W takich zastosowaniach cykl pracy musi wynosić 100%.

Aby osiągnąć 100% cyklu pracy, bezszczotkowy silnik prądu stałego będzie musiał być użyty, w przeciwieństwie do standardowego szczotkowego silnika prądu stałego. W przypadku siłowników liniowych ze szczotkowym silnikiem prądu stałego, Progressive Automations oferuje cykl pracy 20%, który ogranicza czas jego pracy. Cykl pracy siłowników liniowych Progressive Automations oparty jest na okresie 20 minut, co oznacza, że przy cyklu pracy 20% siłownik może pracować bez przerwy przez 4 minuty, a następnie musi odpocząć przez 16 minut.

Ta sama zasada dotyczy dowolnego okresu krótszego niż 20 minut. Na przykład przy 10 minutach i cyklu pracy 20% siłownik może pracować przez 2 minuty, a następnie musi odpocząć przez 8 minut. Wszystko powyżej 20 minut przy cyklu pracy 20% spowoduje uszkodzenie silnika z powodu przegrzania.

Najlepszym sposobem przetestowania cyklu pracy siłownika liniowego jest jego ustawienie przy użyciu mikrokontroler, jak wcześniej. Jednak kod będzie musiał zostać dostosowany, aby umożliwić siłownik mógł się włączać i wyłączać w określonych odstępach czasu (np. pracuj przez 2 minuty, odpoczywaj przez 8 minut i powtarzaj). Upewnij się, że siłownik jest odpowiednio obciążony i sprawdzaj system w ustalonych odstępach czasu, aby upewnić się, że nadal działa zgodnie z zamierzeniem. Powtarzaj test, aż będziesz pewien, że siłownik liniowy sprawdzi się w Twojej aplikacji.

Przyspieszony test cyklu życia

Po zweryfikowaniu wszystkich parametrów ważne jest również, aby upewnić się, że deklarowana żywotność siłownika jest wystarczająca. Oferujemy siłowniki o żywotności 20 000 cykli oraz siłowniki o żywotności 300 000 cykli. W niektórych zastosowaniach siłownik musi być uruchamiany tylko raz dziennie, a w innych kilkaset razy dziennie. W scenariuszach, gdzie siłownik będzie używany często, kluczowe jest, aby upewnić się, że sprosta wymaganej żywotności aplikacji. Niektóre zastosowania nie pozwalają na łatwe demontowanie części, dlatego ważne jest, aby siłownik miał wystarczającą deklarowaną żywotność.

Można to osiągnąć, stosując prosty przyrząd testowy (jeśli znasz się na tworzeniu takich układów). Jeśli chciałbyś przeprowadzić przyspieszone testy samodzielnie, ale nie wiesz, jak to zrobić, skontaktuj się z nami – możemy dostarczyć odpowiedni sprzęt.

Kompatybilność z informacją zwrotną

Niektóre aplikacje i istniejące systemy mogą wymagać siłowników z określonym rodzajem sprzężenia zwrotnego, aby działały poprawnie. Określenie położenia siłownika jest przydatne w zastosowaniach, które wymagają, aby wiele siłowników poruszało się z tą samą prędkością, przechowywało pozycje wstępnie ustawione i/lub gromadziło informacje o położeniu do analizy przez użytkownika. Przy wyborze siłownika ważne jest zapewnienie odpowiedniego sprzężenia zwrotnego dla kompatybilności z Twoim systemem. W elektrycznych siłownikach liniowych wyróżnia się 3 główne rodzaje informacji zwrotnej pozycji:

1. Sprzężenie zwrotne potencjometru
2. Sprzężenie zwrotne czujnika efektu Halla 
3. Sprzężenie zwrotne wyłącznika krańcowego

Testy terenowe są również uważane za istotną część procedury testowania siłownika. Po zakończeniu testów laboratoryjnych zaleca się zainstalowanie siłownika w aplikacji i pozostawienie go do pracy przez uprzednio ustalony czas. Zapewni to, że siłownik będzie pracował pod obciążeniem wymaganym przez aplikację. Każde zastosowanie siłownika liniowego będzie inne, więc zakres testów będzie zależał od potrzeb. Zaleca się jednak testować siłownik aż do granic aplikacji (ale w ramach specyfikacji siłownika), aby upewnić się, że siłownik rzeczywiście jest odpowiednim rozwiązaniem.

Dopiero po testach laboratoryjnych i terenowych można podjąć ostateczną decyzję na podstawie wyników tych badań. Progressive Automations zaleca użytkownikom końcowym pracującym na dużą skalę przeprowadzenie wszystkich tych testów, aby uniknąć problemów w przyszłości wynikających z zastosowania siłownika o niewystarczających parametrach.

Aby zapobiec problemom z Twoją aplikacją w przyszłości, przeprowadzenie wszystkich testów opisanych w tym e-booku jest kluczowe. Każde zastosowanie siłownika jest unikatowe i choć dany siłownik może wydawać się idealnym rozwiązaniem, nadal musi zostać dokładnie zbadany i przetestowany. Poprzez oględziny, testy stanowiskowe i badania laboratoryjne jesteśmy przekonani, że zidentyfikujesz wszelkie słabości i/lub dokładnie potwierdzisz, że ten produkt jest dla Ciebie najlepszym rozwiązaniem. Jak wspomniano, poniżej dołączyliśmy formularz testowy dla siłownika liniowego do wydruku i odniesienia podczas całego procesu testowania. Dzięki temu pozostaniesz na właściwej ścieżce i uwzględnisz wszystkie wymagania testowe.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub chcesz omówić nasze produkty bardziej szczegółowo, nie wahaj się z nami skontaktować! Jesteśmy ekspertami w tym, co robimy i chcemy mieć pewność, że znajdziesz najlepsze rozwiązanie dla swojego zastosowania.

 sales@progressiveautomations.com

 1-800-676-6123