Jedným z najdôležitejších krokov pri výbere lineárneho aktuátora je zvoliť vhodnú hodnotu sily. Je to pomerne jednoduché, keď aplikácia vyžaduje vertikálne zdvíhať Zaťaženie, pričom hmotnosť zaťaženia sa rovná sile požadovanej od aktuátora. Náročnejší je scenár s pántovou aplikáciou, ktorý bežne vidíme pri vekách, padacích dvierkach a oknách.
V tomto článku použijem ukážkovú aplikáciu s padacími dvierkami na vysvetlenie základných princípov síl. Cieľom je názorne ukázať, ako montážna poloha aktuátora ovplyvňuje skutočne potrebnú silu aktuátora. Vďaka tomu budete môcť svoj aktuátor namontovať čo najefektívnejšie, prípadne zvoliť aktuátor s vyššou silou pre menej efektívne montážne polohy.
Hmotnosť padacích dvierok
V našej ukážkovej aplikácii s padacími dvierkami bude Zaťažením samotné dvierka. Ak predpokladáme, že dvierka sú symetrický objekt, ťažisko sa nachádza presne v ich strede. Tam pôsobí gravitačná sila. Toto je sila, ktorú treba prekonať, aby sa dvierka otvorili.
Uhol gravitačnej sily
Predstavte si, že stojíte pod dvierkami a musíte ich vytlačiť nahor. Zistíte, že najväčšia sila je potrebná, keď sú úplne zatvorené. Ako sa otvárajú, potrebná sila sa postupne znižuje, až kým nie sú úplne otvorené a na udržanie hore už sotva potrebujete nejakú silu.
Je to preto, že gravitačná sila pôsobiaca na dvierka sa rozkladá na 2 zložky, ako vidno na obrázku nižšie. Všimnite si, že veľkosť šípok predstavuje silu požadovanú relatívne k ostatným silám.
V tomto scenári musí sila, ktorú vyvíja vaša ruka, zodpovedať iba sile, ktorá je kolmá na dvierka, ako ukazujú žlté šípky. Táto sila je spočiatku rovná gravitačnej sile, keď sú dvierka úplne zatvorené, a klesá na nulu, keď sú úplne otvorené. Rovnako je to pri inštalácii lineárneho aktuátora. To znamená, že najväčšia sila požadovaná pre túto aplikáciu bude pri úplnom zatvorení.
Miesto pôsobenia sily na padacích dvierkach
Na obrázku vyššie žlté šípky predstavujú sily potrebné na pohyb dvierok, ak sú tlačené v danom bode. V tejto aplikácii pôsobia dvierka ako páka. To znamená, že ak pôsobíte silou ďalej od pántu než pôsobí gravitačná sila, budete potrebovať menšiu silu.
Uhol sily aktuátora
Ako už bolo spomenuté, sila potrebná na otvorenie dvierok sa mení v závislosti od uhla dvierok. Rovnaký princíp platí pre uhol aktuátora. Sila, ktorú aktuátor vyvíja, sa rozdelí na 2 zložky, ako vidno na obrázku vyššie.
Iba zložka sily kolmá na aktuátor (žltá) dvierka pohybuje. Keď je aktuátor rovnobežný s dvierkami, dvierka sa neotvoria, hoci sa vyvíja veľká sila. Naopak, keď je aktuátor kolmý na dvierka, dokáže na otvorenie využiť 100 % vyvinutej sily. V podstate všetky sily rovnobežné s dvierkami sú neefektívne.
Na záver, najefektívnejšia poloha Montáže pre aktuátor je pripojiť ho úplne na koniec dvierok (maximalizuje páku) a kolmo na dvierka (maximalizuje silu aktuátora prenesenú na dvierka).
Je tiež potrebné zvážiť Zdvih aktuátora, ktorý bude potrebný na otvorenie dvierok do požadovanej výšky. Ak je aktuátor namontovaný bližšie k pántu (vyžaduje viac sily), bude potrebný oveľa kratší Zdvih. V tomto prípade ide o kompromis medzi efektivitou sily a efektívnym využitím priestoru.
Dúfam, že vám tento článok pomohol na ceste k výberu ideálneho lineárneho aktuátora pre vašu aplikáciu. Odporúčame vám zavolať nám a porozprávať sa s niektorým z našich ochotných inžinierov na čísle 1-800-676-6123.
