Progressive Automations'ta çalışmanın harika yanlarından biri, müşterilerimizin aktüatörlerimizi nasıl kullanmayı planladıklarını duymaktır. Ev uygulamalarından endüstriyel uygulamalara kadar otomasyonun sınırı gökyüzüdür. Lineer aktüatörlerimizi kullanmaya yönelik fikirlerinizi hayata geçirmek için, amaçlanan uygulamayla ilgili belirlenmesi gereken birçok parametre vardır. Bu seride, aktüatörlerimizin nasıl kullanılabileceğini belirlemeye yönelik kullanışlı tasarım tekniklerini sunuyoruz.
Giriş
Bir kiler kapısını kaldırmak mı istiyorsunuz? Yoksa gizli bir kitaplığı kaydırmak mı? Harika! Peki nereden başlamalı…
Lineer hareket içeren herhangi bir tasarımda ilk adım, bir nesneyi hareket ettirmek için aktüatörün nasıl konumlandırılacağını belirlemektir. Bu belirlendikten sonra aktüatörün temel boyutları — kuvveti ve uzunluğu — kolayca saptanabilir. Tasarımın bu aşamasında ayrıntılara özen göstermek aslında tasarruf sağlayabilir; çünkü sistem, hareketi sınırlamak için ek anahtarlara ihtiyaç duymadan çalışabilir (buna birazdan değineceğiz). Zayıf planlama ise gereksiz yere yavaş hareket eden, çevre yapıya aşırı yük bindiren, yanmaya meyilli veya genel olarak güvensiz bir lineer hareket sistemi ortaya çıkarabilir.
Tasarımın Hedefleri
Bu tasarım sürecinin hedefi, aşağıdakileri sağlayacak bir aktüatör ve montaj konumu seçmektir:
- Sistemdeki hareket miktarını en üst düzeye çıkarmak,
- Aktüatörü güvenli çalışma koşulları içinde tutmak,
- Aktüatör üzerindeki aşınma ve zorlanmayı en aza indirmek.
Bir Aktüatör Seçmek
Elektrikli aktüatörler kullanan bir uygulama yapmaya karar verdiğinizde bu adım en önemli olanıdır.
Toplam Uzunluk
Bir aktüatörün montaj delikleri arasındaki mesafe ( PA-18 raylı aktüatör hariç) aşağıdaki denklemlerle açıklanabilir:
Not: Gövde (motoru, dişlileri ve alt bağlantıyı içerir) her aktüatör serisine özgü sabit bir uzunluktur ve Vuruş mesafesinden bağımsızdır. Tüm aktüatör modellerimiz için düzenli olarak stokladığımız tüm Vuruş mesafesi boyutlarının geri çekilmiş ve tam uzamış uzunluklarını içeren tabloların bulunduğu bir sayfaya kaynaklar sayfasındaki Delikten Deliğe sekmesinden ulaşabilirsiniz.
Limit Anahtarları
Tüm elektrikli lineer aktüatörlerimiz, aktüatör tamamen uzadığında veya geri çekildiğinde motoru otomatik olarak durduran yerleşik Limit anahtarlarıyla birlikte gelir. Yerleşik limit anahtarı, motorun devresini açarak çalışır; bu nedenle aktüatörü belirli bir noktada güvenli ve tutarlı şekilde durduracağına güvenilebilir. Aktüatör, bir şeye sıkıştığı için durursa, ya aktüatör kırılır ya da bağlı olduğu şeyi kırar. Bu nedenle, tamamen uzamadan veya geri çekilmeden aktüatörü durdurmanın tek güvenli yolu gücü haricen kesmektir.
İyi bir uygulama, aktüatörün tamamen uzayıp geri çekilebilmesi için yer bırakmak ve sistemdeki toplam hareket aralığını yerleşik limit anahtarlarının belirlemesine izin vermektir. Aktüatörün tamamen uzatılıp geri çekilemeyeceği bir sistemde, aktüatör (veya başka bir hareketli parça) aktüatör tamamen uzamadan veya geri çekilmeden önce temas edecek şekilde harici limit anahtarları yerleştirilebilir.
Montaj Konumu
Aktüatörün montaj konumu, aktüatörün uygulamak zorunda kalacağı maksimum kuvveti ve Vuruş mesafesini etkiler. Genel olarak, montaj konumu ne kadar gizli veya saklıysa, nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvvet o kadar büyük olur. Bir aktüatörün nasıl monte edildiğinin, aktüatör üzerindeki görünen kuvveti kolayca ikiye hatta dörde katlayabileceğini unutmamak önemlidir; bu yüzden yaklaşık bir tahmin bile olsa kuvvet hesabı her zaman yapılmalıdır.
Lineer aktüatörlerle ilgili yaygın bir yanılgı, gazlı amortisörlerin (yani şok emicilerin) tam olarak aynı yere monte edilerek değiştirilebileceğidir. Gazlı amortisörler, bir nesneyi yerinde tutarak veya bir nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvveti azaltarak kullanıcıya yardımcı olur; bir aktüatörün yaptığı gibi hareket için gereken tüm kuvveti uygulamazlar. Ayrıca düşük profillidirler ve oldukça gizli biçimde monte edilebilirler. Bir aktüatörü, gazlı amortisörün bulunduğu yere (örneğin bir arabanın kaputunun altına) yerleştirmek, yalnızca aktüatörün uygulamak zorunda kalacağı maksimum kuvvet hesaplandıktan sonra yapılmalıdır.
Aktüatör, monte edildiği yönün aynısında bir nesneyi kaydırmıyorsa, nesneyi hareket ettirirken muhtemelen bağlantılarında dönecektir. Aktüatörün etrafında hareket edebilmesi için yeterli alan olduğundan ve aktüatörün taşıyıcı yapıyla temasının yalnızca montaj braketleri aracılığıyla olduğundan emin olun.
Kuvvet ve Tork
Bir uzunluk ve montaj konumu seçtikten sonra, aktüatör seçerken geriye kalan tek görev aktüatör üzerindeki maksimum kuvveti hesaplamaktır. Bir aktüatör, nasıl monte edildiğine bağlı olarak farklı kuvvetlere maruz kalır. Döner hareketli sistemlerde kuvveti hesaplamanın kolay bir yöntemi, tüm kuvvetleri torka dönüştürmektir.
Kaldıraç Kolu
Yerçekimi, çubuğun uzunluğunun yarısına eşit bir kaldıraç koluyla saat yönünde tork oluşturma eğilimindedir. Bu torka karşı koymak için aktüatörün ihtiyaç duyduğu kuvvet, aktüatörün oluşturduğu kaldıraç koluna ve aktüatörün çubukla yaptığı açıya bağlıdır.
Açı
Montaj konumu B çubuğun ortasındadır; bu nedenle yerçekiminden ve aktüatörden kaynaklanan torkların kaldıraç kolları aynıdır. Montaj konumu A menteşe ile çubuğun ortası arasındadır; dolayısıyla aktüatörün oluşturacağı kaldıraç kolu, yerçekiminin oluşturduğu kaldıraç kolundan daha küçüktür.
Şekil 1: Olası montaj konumları vurgulanmış mafsallı eleman
Bu nedenle, A konumundaki bir aktüatörün uygulaması gereken kuvvet, B konumundakinden daha büyük olacaktır. Her iki durumda da en büyük kuvvetin çubuk yatayken ortaya çıktığı açıktır; çubuk aşağıya indikçe, yerçekiminin oluşturduğu kaldıraç kolu da azaldığından çubuğu yerinde tutmak için gereken kuvvet azalır.
Yukarıdaki analiz, montaj konumunun bir aktüatör üzerindeki kaldıraç kolunu ve kuvvetleri nasıl etkilediğini ele aldı. Kuvvetin tam olarak belirlenmesi için aktüatör ile çubuk arasında oluşan açının göz önüne alınması gerekir. Çubuk ile aktüatör arasındaki açı azaldıkça aktüatör üzerindeki kuvvet artacaktır. Aktüatör üzerindeki kuvvetin çubuk yatayken en büyük olduğu düşünüldüğünde, bu noktada aktüatör ile çubuk arasındaki açının mümkün olduğunca doksan dereceye yakın olması gerekir.
Elbette bu, aktüatörün doğrudan çubuğun altına, zemine monte edilmesi anlamına gelir ki bu çok pratik değildir. B ile birlikte kullanılan 1 ve 2 montaj konumlarını düşünün: 1B’de aktüatör ile oluşan açı, 2B’dekinden daha küçüktür; bu nedenle aktüatör için gereken kuvvet daha büyük olur. Ancak, aktüatör 2B konumundayken nesnenin, örneğin 1A’daki kadar uzağa gidemeyeceğini unutmayın. Genel olarak, montaj konumu aktüatör üzerindeki kuvveti azaltacak şekilde değiştirildikçe, sistemdeki toplam hareket aralığı da azalır.