Manipulácia s ťažkými strojmi, ako sú štiepačky dreva, môže byť pomerne náročná a fyzicky namáhavá, najmä pre používateľov, ktorí ich musia používať často. Vďaka použitiu elektrických lineárnych aktuátorov majú používatelia možnosť integrovať vylepšenia, ktoré ponúkajú nekonečné možnosti a pohodlie. V tomto článku si ukážeme, ako Ron Ewart vylepšil svoju štiepačku dreva pomocou nášho robustného lineárneho aktuátora PA-17, aby automaticky menila horizontálnu a vertikálnu polohu.
Výber aktuátora pre výpočtové odhady
Aby sa dal nosník Ronovej štiepačky dvíhať a spúšťať, bol potrebný aktuátor ako pohon lineárneho pohybu. Požiadavkou bola odolná konštrukcia spolu s odolnosťou voči prachu a vode, aby sa zohľadnili nečistoty a dážď pri vonkajšom použití. Náš lineárny aktuátor PA-17 pre ťažké nasadenie ponúkol Ronovi vhodné krytie IP IP65 pre prachotesnosť a odolnosť voči vode. Okrem vhodnosti do náročného prostredia ponúkajú naše elektrické lineárne aktuátory pre ťažké nasadenie štandardne dostupné možnosti s vysokou menovitou silou 850 lbs, ktoré si aj pri plnom zaťažení zachovávajú slušnú rýchlosť 0.55"/sec.
Testovanie parametrov pomocou tabuľky Excel
Pre tento projekt Ron používa štiepačku Brute® 30-Ton 250cc Full Beam Gas Log Splitter, číslo modelu: YTL-140-701 od Menards. Ron sa rád podelil so čitateľmi o svoju tabuľku Excel ako východiskový bod na výpočet síl a montážnych polôh pri podobných projektoch. Jeho tabuľka umožňuje používateľom zadávať špecifikácie sily aktuátora, najkratšej dĺžky a najdlhšej dĺžky do MODRÝCH buniek. Následne môžu používatelia experimentovať s vlastnou konfiguráciou v ŽLTÝCH bunkách. Ak sa prekročí minimálna alebo maximálna dĺžka aktuátora, zobrazia sa ČERVENÉ varovné bunky.
V priloženej tabuľke nájdete znížené (derating) sily aktuátora. Tabuľku možno použiť na pomoc pri:
- Maximalizácii zníženej sily aktuátora.
- Hľadaní súradníc pre každú stranu aktuátora, ktorú neobmedzovala fyzická konštrukcia štiepačky.
- Optimalizácii dráhy pohybu tak, aby zostala v rámci 24" zdvihu aktuátora.
Vybrané polohy koncových otočných bodov aktuátora sú zobrazené v RIADOK 18.
- Súradnice (x1, y1) sú dolný koncový bod aktuátora v palcoch vzhľadom na otočný bod nosníka.
- Súradnice (x2, y2) sú horný koncový bod aktuátora v palcoch vzhľadom na otočný bod nosníka.
- Delta d (dlhý-krátky) je celkový použitý zdvih; 22,6" pre finálnu polohu.
- Znížená zvislá otváracia sila a vodorovná zatváracia sila sú uvedené v stĺpcoch O a P.
Výpočet síl a montážnych pozícií
Prechod štiepačky z horizontálnej do vertikálnej konfigurácie si vyžaduje 70 lbs zvislej sily na rukoväti obsluhy, aby sa zdvihla rukoväť nosníka, ktorá je 42" vodorovne od otočného bodu. Keďže bod zdvihu aktuátora sa nachádza omnoho bližšie k otočnému bodu nosníka, po namontovaní do polohy je potrebných približne 196 lbs zvislej sily od aktuátora.
Aplikovaná vertikálna sila aktuátora = Sila aplikovaná obsluhou * (Bod zdvihu obsluhy / Bod zdvihu aktuátora)
Aplikovaná vertikálna sila aktuátora = 70 lbs * (42”/15”)
Aplikovaná vertikálna sila aktuátora = 196 lbs
Vzorce v tabuľke Excel Ronovi pomohli vypočítať a doladiť finálne súradnice aktuátora, ktoré sa nakoniec zvolili. Otestovalo sa a vygenerovalo mnoho možností, no najlepšie súradnice sa vybrali a ponechali, aby tabuľka zostala prehľadná. Menovitá dynamická sila 850 lbs umožňuje modelu PA-17-24-850 dostatočnú rezervu pre dobrú bezpečnostnú rezervu. Znížená zvislá silová kapacita aktuátora na základe finálnych súradníc je 699 lbs. To zodpovedá približne 3,5× bezpečnostnej rezerve, keďže aplikovaná sila bude približne 196 lbs.
Bezpečnostná rezerva = znížená zvislá kapacita sily / aplikovaná zvislá sila
Bezpečnostná rezerva = 699 lbs / 196 lbs
Bezpečnostná rezerva = 3.57
Elektrické napájanie a ochrana
Na napájanie Ron použil lítiovú motocyklovú batériu Weize YTX30L-BS, 12 voltov 12 Ah, 700 CCA so systémom správy batérie (BMS). V tomto projekte batériu poistil sériovou nožovou poistkou typu ATO 30 A, no ak by projekt opakoval, neodporúčal by to. Namiesto toho Ron odporúča poistku ATO 20 A, ktorá lepšie chráni aktuátor a je asi 4× vyššia, než je potrebné na pohyb aktuátora.
Ovládanie prepínačom
Na ovládanie aktuátora použil Ron trojpolohový momentový DPDT prepínač, ktorý mal po ruke. Tým, že musí obsluha fyzicky držať prepínač v polohe „Hore“ alebo „Dole“, zabezpečí sa, že sa nedostane do nebezpečného zovretia a môže aktuátor okamžite zastaviť, ak si všimne problém. Pre používateľov s poistkou 20 A Ron odporúča momentový prepínač podobný TB2-2G-DC-1, ktorý má hodnotenie 20 A pri 12 VDC, dobrú cenu a dostupnosť u distribútorov, ako je Digikey.
Používanie vylepšenej štiepačky dreva
Počas prevádzky Ron zistil, že typický odber prúdu jeho aktuátora je približne 3 A a pri štarte môže krátko vyskočiť na približne 5 A. Zdvihnutie nosníka trvá asi 36 sekúnd, zatiaľ čo spustenie nosníka približne 38 sekúnd. Naše BRK-17 montážne držiaky sa použili na zaistenie predných a zadných montážnych otvorov aktuátora PA-17, pričom stále umožňovali 180-stupňové otáčanie. Zvyšok konštrukcie bol vytvorený primárne z 80/20 profilov sérií 1010 a 1515 v kombinácii s hliníkovými uhlovníkmi a platňami.
Pozrite si video Ronovej vylepšenej štiepačky dreva v akcii!
ZHRNUTIE
S vhodnými komponentmi a trochou vynaliezavosti má Ron teraz vylepšenú štiepačku dreva pre väčšie pohodlie a efektivitu, ktorá automaticky mení konfigurácie bez potreby fyzickej námahy.
Ďakujeme, Ron Ewart, že ste sa podelili o svoj projekt! Veríme, že vylepšenia štiepačky vám budú naďalej dobre slúžiť! Ak chcete vidieť viac od Rona, navštívte jeho web.
https://blueboxdriver.com/bluebox/
Ak máte otázky k našim elektrickým lineárnym aktuátorom alebo si želáte bližšie prediskutovať naše ďalšie produkty, neváhajte nás kontaktovať! Sme odborníci v tom, čo robíme, a radi vám pomôžeme, ako len budeme môcť.
sales@progressiveautomations.com | 1-800-676-6123