Lidar com máquinas pesadas, como rachadores de lenha, pode ser uma tarefa bastante desafiadora e fisicamente exigente, especialmente para quem precisa usá-las com frequência. Com o uso de atuadores lineares elétricos, os usuários podem integrar upgrades que oferecem inúmeras possibilidades e conveniências. Neste artigo, mostraremos como Ron Ewart conseguiu atualizar seu rachador de lenha com nosso Atuador linear de serviço pesado PA-17 para mudar automaticamente das posições horizontais para as verticais.
Selecionando um Atuador para estimativas de cálculo
Para elevar e abaixar a viga do rachador de lenha do Ron, um atuador seria necessário para acionar o movimento linear. Uma construção durável, junto com resistência à poeira e à água, era um requisito para lidar com detritos e chuva durante o uso ao ar livre. Nosso Atuador linear de serviço pesado PA-17 ofereceu a Ron o Grau de proteção IP adequado, IP65, com capacidades à prova de poeira e resistente à água. Além de ser adequado para ambientes severos e exigentes, nossos atuadores lineares elétricos de serviço pesado oferecem opções prontas para uso com alta força nominal de 850 lbs, mantendo uma velocidade respeitável de 0,55"/s quando totalmente carregado.
Testando parâmetros com planilha do Excel
Para este projeto, Ron usa o rachador de lenha a gás Brute® 30-Ton 250cc Full Beam, Número do modelo: YTL-140-701, da Menards. Ron ficou feliz em compartilhar sua planilha do Excel com nossos leitores como ponto de partida de referência para calcular a força e as posições de Montagem ao realizar um projeto semelhante. Sua planilha permite que os usuários insiram as especificações de força do atuador, o menor comprimento e o maior comprimento nas células AZUIS. Em seguida, os usuários podem experimentar sua própria configuração nas células AMARELAS. Células de aviso VERMELHAS aparecerão se o comprimento mínimo ou máximo do atuador for excedido.
Consulte a planilha anexada para as forças reduzidas do atuador. A planilha pode ser usada para ajudar:
- Maximizar a força reduzida do atuador.
- Encontrar as coordenadas para cada lado do atuador que não estivesse obstruído pela estrutura física do rachador de lenha.
- Otimizar o deslocamento para mantê-lo dentro do Recorrido de 24” do atuador.
As localizações selecionadas dos pontos de pivô finais do atuador são mostradas na LINHA 18.
- Coordenadas (x1, y1) são o ponto final inferior do atuador, em polegadas, em relação ao ponto de pivô da viga.
- Coordenadas (x2, y2) são o ponto final superior do atuador, em polegadas, em relação ao ponto de pivô da viga.
- Delta d (longo-curto) é o deslocamento total usado; 22,6” para a localização final.
- A força de abertura vertical reduzida e a força de fechamento horizontal reduzida estão mostradas nas colunas O e P.
Calculando força e posições de Montagem
Ajustar o rachador de lenha da configuração horizontal para a vertical exige 70 lbs de força vertical na alça do operador para levantar a alça da viga, que fica a 42” horizontalmente do ponto de pivô. Como o ponto de elevação do atuador está localizado muito mais próximo do ponto de pivô da viga, são necessárias cerca de 196 lbs de força vertical do atuador após Montagem na posição.
Força vertical do atuador aplicada = Força aplicada pelo operador * (Ponto de elevação do operador / Ponto de elevação do atuador)
Força vertical do atuador aplicada = 70 lbs * (42”/15”)
Força vertical do atuador aplicada = 196 lbs
As fórmulas na planilha do Excel foram usadas por Ron para ajudá-lo a calcular e chegar às coordenadas finais do atuador que foram escolhidas. Muitas possibilidades foram testadas e geradas; no entanto, as melhores coordenadas foram escolhidas e mantidas para que a planilha permanecesse organizada. Ter classificação para 850 lbs de força dinâmica permite que o PA-17-24-850 tenha bastante espaço para uma boa margem de segurança. A capacidade de força vertical reduzida do atuador, com base nas coordenadas finais, é de 699 lbs. Isso equivale a cerca de 3,5x de margem de segurança ao considerar que a força aplicada será de aproximadamente 196 lbs.
Margem de segurança = capacidade de força vertical reduzida / força vertical aplicada
Margem de segurança = 699 lbs / 196 lbs
Margem de segurança = 3,57
Energia elétrica e proteção
Para alimentação elétrica, Ron utilizou a bateria de motocicleta de lítio Weize YTX30L-BS, 12 Volt 12Ah, 700 CCA, com sistema de gerenciamento de bateria (BMS). Ron protegeu a bateria com um fusível de lâmina em linha Tipo ATO de 30 A neste projeto, mas não o recomendaria se fosse repetir o projeto. Em vez disso, Ron recomenda um fusível ATO de 20 amperes, que protege melhor o atuador e é cerca de 4x mais do que o necessário para mover o atuador.
Controles da chave de alavanca
Uma chave de alavanca DPDT momentânea de três posições que Ron tinha à mão foi usada para controlar o atuador. Ao exigir que o operador segure fisicamente a chave na posição de subir ou descer, garante-se que ele não entre em um ponto de esmagamento e possa parar instantaneamente o atuador se um problema for percebido. Para usuários que utilizam um fusível de 20 A, Ron recomenda uma chave de alavanca momentânea semelhante à TB2-2G-DC-1, que possui classificação de 20 A e 12 VCC, com bom preço e disponibilidade por meio de distribuidores como a Digikey.
Uso do rachador de lenha atualizado
Durante a operação, Ron constatou que a corrente típica do seu atuador é de cerca de 3 A e pode ter um pico breve de aproximadamente 5 A na partida. Elevar a viga leva cerca de 36 segundos, enquanto abaixá-la levará cerca de 38 segundos. Nossos BRK-17 suportes de Montagem foram usados para fixar os furos de Montagem dianteiros e traseiros do atuador PA-17, permitindo ainda rotações de 180 graus. O restante da estrutura foi construído principalmente com extrusões 80/20 das séries 1010 e 1515, combinadas com suportes angulares e placas de alumínio.
Confira o vídeo do rachador de lenha atualizado do Ron em ação!
EM RESUMO
Com os insumos certos e um pouco de engenhosidade, Ron agora tem um rachador de lenha atualizado para maior conveniência e eficiência, mudando automaticamente para diferentes configurações sem esforço físico.
Obrigado, Ron Ewart, por compartilhar seu projeto! Esperamos que as melhorias no rachador de lenha continuem lhe servindo bem! Para ver mais do Ron, confira seu site!
https://blueboxdriver.com/bluebox/
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