Dnes sa zdvíhacie mechanizmy široko využívajú v domácej aj priemyselnej automatizácii. Vďaka jednoduchej konštrukcii ovládanej stlačením tlačidla dokážu automatizované zdvihy riešiť široké spektrum úloh, ako je preprava nákladu, optimalizácia polohy, automatické otváranie/zatváranie dverí a okien a podobne. V tomto článku si povieme, ako vyrobiť zdvíhací mechanizmus a aké nástroje na to budete potrebovať. Tiež vyzdvihneme naše top 3 DIY riešenia, ktoré využívajú spomenuté prostriedky automatizácie.
Čo je zdvíhací mechanizmus
Existuje mnoho spôsobov, ako generovať lineárny pohyb, ktorý je podstatou každého zdvíhacieho mechanizmu. Najbežnejšie riešenie používa tyč (jazdec), ktorá sa lineárne pohybuje v stanovenom smere. Táto konštrukcia tvorí telo lineárneho aktuátora. Na vytváranie lineárnych pohybov v konštrukcii lineárneho aktuátora sa zvyčajne používa skrutkový prevod. Skrutka (závitová tyč) sa otáča v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek, pričom rotácia spôsobí lineárny pohyb jazdca spojenej s maticou pozdĺž skrutky. Motory použité v lineárnych aktuátoroch sú väčšinou zariadenia napájané jednosmerným prúdom (DC). Existujú však aj pneumatické a hydraulické motory.
Aby sa zmenil smer pohybu jazdca lineárneho aktuátora, t. j. aby sa mechanizmus pohyboval nadol namiesto nahor, je potrebné zmeniť smer otáčania jeho motora. Ak ide o motor napájaný DC, treba zmeniť polaritu napájania prehodením dvoch napájacích vodičov motora. Najjednoduchším riešením je použiť špeciálny prepínač na nastavenie polarity. Na zastavenie tyče v koncových polohách je aktuátor vybavený vstavanými koncovými spínačmi (mikrospínačmi), ktoré zareagujú vo chvíli, keď skrutka dosiahne krajné miesto vo vnútri tela aktuátora. V zdvíhacom mechanizme to znamená zastavenie pohybu a zafixovanie v určitej polohe. Takéto mikrospínače sú vybavené špeciálnymi indikátormi – jeden je umiestnený v jednej krajne polohe a druhý v opačnom krajnom bode.
Tieto indikátory pomáhajú odpojiť napájanie motora, keď skrutka dosiahne krajné body. Pohony tiež využívajú prvky, ako je prevodovka (reduktor), aby dosiahli dostatočnú rýchlosť rotačného pohybu. Tento prvok môže meniť rýchlosť otáčania tyče, čo napokon ovplyvňuje výslednú rýchlosť lineárneho pohybu. Ovplyvňuje aj silu, ktorou sa tyč pohybuje – čím vyšší je prevodový pomer reduktora, tým väčšia sila a menšia rýchlosť. Ak je však váš pohon čo najjednoduchšej konštrukcie a nepoužíva reduktor, rýchlosť tyče stále závisí od sily vloženej do pohybu. Čím vyššia je rýchlosť pohybu tyče, tým menšia je potrebná sila a naopak.
Typy lineárnych aktuátorov
Ako sme už spomenuli, najdostupnejší spôsob, ako postaviť zdvíhací mechanizmus, je umiestniť do jeho jadra lineárny aktuátor. Lineárne pohony možno rozdeliť na elektrické a pneumatické.
Elektrické lineárne aktuátory premieňajú elektrickú energiu na pohyb definovaný zákonmi mechaniky. Používajú elektrické rotačné motory, ktoré menia rotačný pohyb na postupový lineárny. Rotačný prvok tak posúva tyč pomocou mechanického prevodníka, napríklad cez zostavu s guľôčkovou skrutkou alebo valčekovou skrutkou. Výsledkom je plynulý priamočiary pohyb. Pneumatické lineárne aktuátory sa vyznačujú tým, že majú vo vnútri dutého valca piest, ktorý sa uvádza do pohybu tlakom vytvoreným externým kompresorom alebo čerpadlom. Ako tlak stúpa, piest sa posúva smerom ku koncom. Aby sa piest vrátil do východiskovej polohy, zo strany opačnej k piestu sa vpustí impulz alebo stlačený plyn. Hydraulický zdvíhací mechanizmus založený na hydraulickom lineárnom pohone funguje podobne ako schéma pneumatického aktuátora, avšak využíva kvapalinu čerpanú zvonka.
Je pozoruhodné, že najobľúbenejším typom aktuátora je elektrický. Len zriedka sa kazia a možno ich uzavrieť do maximálne kompaktného formátu. Navyše sa považujú za najefektívnejšie z hľadiska rýchlosti pohybu, presnosti a tlačnej/ťahovej sily.
Ako vytvoriť zdvíhací mechanizmus
Aby ste konštrukciu zrealizovali sami, budete potrebovať dve veci. Po prvé, správne zvolený lineárny aktuátor a spínač na jeho ovládanie. Ďalšie časti, ako montážne diely zdvíhacieho mechanizmu, budú priamo závisieť od konštrukčných špecifík konkrétneho zariadenia alebo vybavenia využívajúceho lineárny aktuátor.
Výber správneho lineárneho aktuátora je kľúčová úloha. Tieto zariadenia sú kompaktné, cenovo efektívne motory, ktoré sa skladajú z vodiacej dráhy a skrutkového mechanizmu typu závitkového (červíkového) prevodu. Jazdec zvyčajne vyžaduje 12 V alebo 24 V na pohyb, hoci existujú modely s rôznymi technickými špecifikáciami. Tento výkon úplne stačí na to, aby sa objekt pripojený k posuvnému prvku pohyboval hore a dole podľa vodiacej dráhy. K dispozícii sú v širokej škále vlastností, ako je nosnosť, dĺžka vodiacich dráh a výkon. To znamená, že si môžete zvoliť vhodnú možnosť podľa toho, aká rýchla má byť dosiahnutá rýchlosť pohybu alebo aká ťažká je hmotnosť, ktorú treba zdvihnúť.
Je dôležité vybrať model, ktorý zvládne hmotnosť približne jeden a pol krát vyššiu, než je maximálne plánované Zaťaženie. Dĺžka pohybu by mala byť tiež o 1 inch dlhšia, než je potrebné. Napokon zvážte rýchlosť pohybu. V niektorých prípadoch sa zariadenia pohybujú príliš prudko, najmä pri vysokopresnom vybavení. Na výber spínača sa bežne používa dvojpólový dvojitý prepínač (DPDT), ktorý umožňuje zmeniť smer a zastaviť pohyb stlačením páčky. Aby ste stavbu svojho zdvíhacieho mechanizmu ešte viac zjednodušili, dôrazne odporúčame zvážiť diaľkové ovládanie. Zbaví vás potreby viesť nadbytočný kábel.
Využitie zdvíhacích mechanizmov
Oblasť použitia je tu veľmi široká a pestrá. Zdvíhacie mechanizmy poháňané lineárnymi aktuátormi možno univerzálne využiť – od nastavovania polohy TV cez zdvíhanie nájazdov pre vozíčkarov až po automatizáciu priemyselných zariadení. Existuje mnoho domácich aplikácií, napríklad nožnicový alebo stolový zdvih. Tento článok sa pozrie na použitie TV zdvihu.
Stavba systému TV zdvihu
Budete potrebovať 1 alebo 2 aktuátory, plynové pružiny, montážne konzoly, vodiace lišty a drevený materiál. Systém je možné nastaviť s použitím AC alebo DC napájania. Ak sa použije AC napájanie, budete potrebovať PA-30 s AC adaptérom alebo riadiacu jednotku PA-20. Umožní vám to ovládať systém bezdrôtovým alebo káblovým ručným diaľkovým ovládačom. Ak sa použije DC napájanie, budete potrebovať 12 V napájací zdroj a kolískový spínač na ovládanie systému.
Existujú dva rôzne typy motorizovaných TV lift systémov, ktoré si môžete postaviť. Jeden systém môže spúšťať TV zo stropu a druhý dokáže zdvihnúť TV z vnútra skrinky alebo podobného nábytku. Postaviť si TV lift je lacnejšia alternatíva, než kúpiť úplne zmontovaný systém.
Potrebné produkty
- 1 alebo 2 lineárne aktuátory, v závislosti od veľkosti TV.
- 2 × montážne konzoly (BRK-14), 2 pre každý aktuátor.
- PA-30 alebo PA-20 riadiaca jednotka, ak sa vyžaduje AC napájanie.
Video nižšie demonštruje, ako bude takýto systém pracovať.
Záver
Ako vidíte, postaviť zdvíhací mechanizmus na domáce účely nie je príliš náročné. Najvhodnejšiu možnosť pre váš konkrétny prípad si môžete vybrať priamo v našom e-shope. Všetky naše modely dodávame s 18-mesačnou zárukou a nakonfigurujeme ich podľa vašich individuálnych požiadaviek a potrieb. Okrem toho si môžete vybrať aj z hotových zdvíhacích mechanizmov pre stoly, televízory a podobne.