En av de fantastiska sakerna med att arbeta på Progressiva automatiseringar hör från kunder om hur de planerar att använda våra ställdon. Från hemmaarmaturer till industriella applikationer, fantasin sätter gränser för automation. För att förverkliga dina idéer om hur man använder våra linjära ställdon finns det många parametrar som måste bestämmas gällande den avsedda applikationen. I den här serien presenterar vi användbara designtekniker för att avgöra hur våra ställdon kan användas.
Introduktion
Så du vill lyfta upp en källardörr? Eller skjuta in en dold bokhylla? Toppen! Var ska man börja nu …
Det första steget i alla konstruktioner med linjär rörelse är att bestämma hur ställdonet ska placeras för att flytta ett objekt. När detta är bestämt kan ställdonets grundläggande dimensioner – dess kraft och längd – enkelt bestämmas. Noggrann uppmärksamhet på detaljer i detta skede av konstruktionen kan faktiskt spara pengar, eftersom systemet kan fungera utan ytterligare omkopplare för att begränsa rörelsen (mer om det senare). Dålig planering kan leda till ett linjärt rörelsesystem som rör sig onödigt långsamt, belastar den omgivande strukturen onödigt mycket, är benäget att brinna ut eller är generellt osäkert.
Målen med designen
Målet med denna designprocess är att välja ett ställdon och en monteringsposition som kommer att:
- maximera mängden rörelse i systemet,
- hålla ställdonet inom säkra driftsförhållanden,
- minimera slitage och belastning på ställdonet.
Val av ställdon
Det här steget är det viktigaste när du har bestämt dig för att skapa en applikation som använder elektriska ställdon.
Total längd
Avståndet mellan monteringshålen på ett ställdon (med undantag för PA-18 spårställdon) kan beskrivas med följande ekvationer:
Obs: Husets stomme (som inkluderar motor, växlar och bottenfästet) har en konstant, fast längd som är specifik för varje serie ställdon och är oberoende av slaglängden. En sida med tabeller över indragna och utdragna längder för alla slaglängder som regelbundet finns i lager för var och en av våra ställdonsmodeller finns på Hål till hål fliken på resurs sida.
Gränslägesbrytare
Alla våra electric linear actuators levereras med inbyggda gränsbrytare som automatiskt stoppar motorn när ställdonet är helt utfällt eller infällt. Den inbyggda gränsbrytaren fungerar genom att bryta kretsen till motorn, och kan därför litas på att den säkert och konsekvent stoppar ställdonet vid en specifik punkt. Om ställdonet slutar röra sig på grund av att det har fastnat mot något, kommer antingen ställdonet att gå sönder eller så kommer det att gå sönder det det är monterat på. Därför är det enda säkra sättet att stoppa ett ställdon som inte är helt utfällt eller infällt att sluta applicera ström externt.
Det är god praxis att låta ett ställdonutrymme utfällas eller dras in helt, och låta dess inbyggda gränsbrytare diktera den totala rörelsen i ett system. Om ett system inte kan göras så att ställdonet kan utfällas eller dras in helt, kan externa gränsbrytare placeras i systemet så att ställdonet (eller annan rörlig del) får kontakt innan ställdonet är helt utfällt eller infällt.
Monteringsplats
Ställdonets monteringsplats påverkar både den maximala kraft som ställdonet måste trycka på samt slaglängden. Generellt sett gäller att ju mer en monteringsplats är dold eller diskret, desto större kraft krävs för att flytta objektet. Det är viktigt att komma ihåg att sättet ett ställdon är monterat på lätt kan fördubbla eller fyrdubbla den synbara kraften på ställdonet, och därför bör man alltid försöka beräkna kraften, även om det bara är en ungefärlig uppskattning.
En vanlig missuppfattning om linjära ställdon är att de kan ersätta gasfjädrar (dvs. stötdämpare) genom att monteras på exakt samma plats. Gasfjädrar hjälper användaren genom att hålla ett föremål på plats eller genom att minska den kraft som behövs för att flytta ett föremål; de utövar inte all den rörelsekraft som ett ställdon måste göra. Gasfjädrar har också en låg profil och kan monteras mycket diskret. Att placera ett ställdon på samma plats som en gasfjädrar en gång satt (t.ex. under motorhuven på en bil) bör endast göras efter att man har beräknat den maximala kraft som ställdonet kommer att behöva flytta.
Om inte ställdonet skjuter ett föremål i samma riktning som det är monterat, kommer ställdonet sannolikt att vrida sig i sina fästen när det flyttar föremålet. Var noga med att se till att ställdonet har gott om utrymme att röra sig runt, och att den enda kontakten ställdonet har med stödstrukturen är via monteringsfästen.
Kraft och vridmoment
Efter att ha valt längd och monteringsplats är den enda återstående uppgiften vid val av ställdon att beräkna den maximala kraften på ställdonet. Ett ställdon kommer att uppleva olika krafter beroende på hur det monteras. En enkel metod för att beräkna kraft i system med rotationsrörelse är att omvandla alla krafter till vridmoment.
Hävstång
Tyngdkraften tenderar att skapa vridmoment i medurs riktning, med en hävarm lika med halva stångens längd. Den kraft som behövs av ett ställdon för att motverka detta vridmoment beror på hävarmen som bildas av ställdonet och den vinkel som ställdonet bildar i förhållande till stången.
Vinkel
Monteringsplats B är mitt på stången, och därför är hävarmarna för gravitationsvridmomentet och ställdonet desamma. Monteringsläge En är mellan gångjärnet och mitten av stången, så hävstången som ett ställdon skulle bilda är mindre än hävstången som bildas av gravitationen.
Figur 1: Svängbar del med markering av möjliga monteringsplatser
Därför är kraften hos ett ställdon placerat i En måste vara större än om den placerades i BDet bör vara tydligt att i båda fallen uppstår den största kraften när stången är horisontell; när stången sänks minskar den kraft som behövs för att hålla stången på plats eftersom hävstången på grund av gravitationen också minskar.
Ovanstående analys beaktade hur monteringsplatsen påverkar hävarmen och krafterna på en ställdonFör att helt kunna bestämma kraften måste man ta hänsyn till vinkeln som bildas mellan ställdonet och stången. När vinkeln mellan stången och ställdonet minskar, ökar kraften på ställdonet. Med tanke på att kraften på ställdonet är störst när stången är horisontell, bör vinkeln mellan ställdonet och stången vara så nära nittio grader som möjligt vid denna punkt.
Naturligtvis skulle detta innebära att ställdonet monteras direkt under stången, på marken, vilket inte är särskilt praktiskt. Tänk på monteringslägen. 1 och 2 används i kombination med B: vinkeln som bildas mellan ställdonet i 1B är mindre än vinkeln i 2B, och därför skulle kraften vara större för ett ställdon. Observera dock att med ställdonet i position 2B, kommer objektet inte att kunna röra sig så långt som in, t.ex. 1AGenerellt sett, när monteringsläget påverkas på ett sådant sätt att kraften på ställdonet minskar, minskar det totala rörelseområdet i systemet.