Bir Doğrusal Aktüatörü boyutlandırırken bilmeniz gerekenler
Bu makale, uygulamanız için uygun bir lineer aktüatörü boyutlandırmanıza yardımcı olacak ve sizin için doğru olan aktüatörü tanımlamak için kullanılabilecek bazı temel kriterleri kapsayacaktır. Önce lineer aktüatörler hakkında daha fazla bilgi edinmeniz gerektiğini düşünüyorsanız, Aktüatör 101 blogu veya bizim Doğrusal Aktüatör Nasıl Çalışır post.
Doğrusal Aktüatör Türleri
Dört ana tür vardır lineer aktüatörler: Hidrolik, Elektrik, Pnömatik ve Mekanik. Bunların her birinin kendi dezavantajları ve faydaları vardır, ancak genellikle elektrikli lineer aktüatörler size basit uygulama, hassasiyet ve kuvvet arasında en iyi dengeyi sağlar. Hidrolik, pnömatik ve mekanik aktüatörlerin daha karmaşık kurulumları olduğundan, bu tür aktüatörleri boyutlandırırken ek faktörleri göz önünde bulundurmanız gerekebilir. Farklı tipteki lineer aktüatörler hakkında daha fazla bilgi edinmeniz gerektiğini düşünüyorsanız, şu adrese göz atın: bu rehber.
Her tip lineer aktüatörün farklı varyasyonları vardır, örneğin kaldırma kolonları ve aktüatörleri izlemek. Doğru tip ve boyuttaki doğrusal aktüatörün seçimi, uygulama ihtiyaçlarınıza bağlı olacaktır. Aşağıda, muhtemelen doğru lineer aktüatörü boyutlandırmanız gerekecek birkaç yaygın gereksinim verilmiştir. Ancak sizin için rakamları hesaplayacak bir araç arıyorsanız, Doğrusal Aktüatör Hesaplayıcı.
Güç
Doğrusal aktüatörünüzden ihtiyaç duyduğunuz kuvvet, çektiğiniz, ittiğiniz, kaldırdığınız veya tuttuğunuz ağırlık ile ilgilidir. Doğrusal aktüatör üreticilerinin vereceği iki tür kuvvet özelliği vardır: Dinamik ve Statik.
Dinamik Kuvvet (veya yük), aktüatörün bir nesneyi hareket ettirmek için uygulayabileceği maksimum kuvvettir. Bu spesifikasyonu, bir aktüatörün istediğiniz yükü taşıyıp taşıyamayacağını belirlemek için kullanacaksınız. Bazı doğrusal aktüatörler, itme ve çekme için farklı bir dinamik yük spesifikasyonuna sahip olacaktır; bu, aktüatörün aynı maksimum kuvveti itemeyeceği veya çekemeyeceği anlamına gelir.
Statik kuvvet (veya yük), aktüatörün hareket etmediğinde tutabileceği maksimum ağırlıktır. Statik yük sınırı, aşağıdaki gibi uygulamalarda dikkate alınması önemlidir. Sit-Stand Masası, aktüatörün hareket etmediğinde büyük bir ağırlık taşımasının beklenebileceği durumlarda.
Herhangi bir uygulamada ihtiyaç duyduğunuz kuvvet, hareket ettirdiğiniz ağırlık miktarından daha fazlasına değil, aynı zamanda kullanılan aktüatör sayısına ve tasarımınızın fiziksel geometrisine de bağlıdır. Kesin kuvvet gereksinimlerini belirlemek için iki temel fizik formülü uygulayabilirsiniz: kuvvetlerin toplamı ve torkların toplamı. Bir nesneyi yalnızca bir eksen boyunca hareket ettiriyorsanız, tüm aktüatörlerden gelen toplam kuvvetin, sağdaki blok diyagramında olduğu gibi, taşıdığınız ağırlıktan daha büyük olmasını sağlamanız yeterlidir. Ancak, örneğin bir kapağı açmak için aktüatör kullanıyorsanız, bu daha karmaşık hale gelir çünkü ilgili kuvvetler farklı açılarda uygulanacaktır. Trigonometride iyiyseniz ve fiziğinizi biliyorsanız, kuvvet gereksiniminizi tam olarak belirlemek için kuvvetlerin ve torkların toplamını kullanabilirsiniz. Ancak değilse, kullanışlı Doğrusal Aktüatör Hesaplayıcı, sadece bu zor durumlar için tasarlanmıştır.
NOT: İstediğiniz kuvvet gereksinimini belirledikten sonra, ihtiyaç duyduğunuz daha büyük bir statik ve dinamik kuvvet özelliğine sahip bir aktüatör seçmek en iyi uygulamadır çünkü bu özellikler operasyonel kapasitenizin mutlak sınırları olmalıdır.
Strok Uzunluğu
Doğrusal bir aktüatör ile bir nesneyi hareket ettirmek için ihtiyacınız olan mesafe, strok uzunluğu gereksiniminizdir. Kapak açma gibi uygulamalarda, istediğiniz doğrusal aktüatörden tam olarak ihtiyacınız olan mesafeyi belirlemek için bazı trigonometri kullanmanız gerekebilir. Kullandığınız aktüatörün türüne bağlı olarak, vuruş uzunluğu biraz farklı bir anlama gelebilir (yani, ray aktüatörlerinde olduğu gibi, strok uzunluğu rayın uzunluğudur). Ancak çoğunlukla, lineer aktüatörünüzün hareket etmesini istediğiniz mesafeyi öğrendikten sonra, bu değerde veya üzerinde strok uzunluğuna sahip bir aktüatör seçmelisiniz. Strok uzunluğu, toplam uzunluk dahil olmak üzere lineer aktüatörün bazı özelliklerini etkileyecektir.
Hız
Bazı uygulamalarda hız, tasarımınızda kilit bir gereklilik olurken, diğer durumlarda strok uzunluğu veya kuvvetten daha az önemli olabilir. Strok uzunluğu gibi, aktüatörünüzün hareket etmesini istediğiniz bir hıza sahipseniz, istediğiniz hızda veya civarında hız spesifikasyonuna sahip doğrusal bir aktüatör seçmelisiniz. Bununla birlikte, aktüatörünüzün hareket edeceği gerçek hız, hareket ettiği yükün boyutundan etkilenecektir. Bu etki her zaman önemli değildir, ancak bazı doğrusal aktüatör üreticileri, belirli bir yük için aktüatörün hızının bir tahminini almanıza olanak tanıyan aşağıda olduğu gibi Hız - Yük performans grafikleri sağlayacaktır.
Genel olarak konuşursak, elektronik doğrusal aktüatörler için, daha yüksek kuvvetli aktüatörler, düşük kuvvetli aktüatörlerden daha yavaş hareket edecektir. Yüksek güçlü ve yüksek hızlı aktüatörlere ihtiyacınız varsa, diğer aktüatör türlerini düşünmeniz gerekebilir.
En yüksek hız her zaman önemli değildir, bazen kontrol istersiniz. Hız kontrolüne ihtiyacınız varsa, aktüatörünüze bir motor sürücüsü ve Arduino mikrodenetleyici. Aktüatörünüzün motor sürücünüzle kolayca arayüz oluşturabildiğinden ve kapalı döngü kontrolü istenirse potansiyel geri bildirim sağlayabildiğinden emin olmak isteyeceksiniz.
Güç Gereksinimleri
Herhangi bir elektronik doğrusal aktüatör için güç gereksinimlerinin iki yönü vardır, gerilim girişi ve maksimum akım çekimi. Giriş voltajı veya nominal voltaj, aktüatörün tasarlandığı voltajdır ve aktüatöre sağlanan maksimum voltaj olmalıdır. Giriş voltajı AC veya DC olabilir ve tipik olarak 12V DC veya 120V AC gibi standart değerlerdir. Maksimum akım çekimi, aktüatörün güvenli bir şekilde çekeceği maksimum akım miktarıdır ve gerilimden farklı olarak, aktüatörünüzün gerçek akım çekişi bu değerden daha düşük olmalıdır. Aktüatörünüzün gerçek akım çekişi, aktüatör üzerindeki yükün boyutu ile ilişkili olacaktır, yük ne kadar büyükse, daha yüksek akım çekişi ile sonuçlanacaktır.
Aktüatörünüz projenizin ana elektro-mekanik özelliği ise, projeniz için güç kaynaklarını ve diğer elektrikli bileşenleri tanımlamak için güç gereksinimlerini kullanabilirsiniz. Ancak, robotik bir platform gibi daha karmaşık bir sistemde, belirli bir voltaj veya maksimum akım çekimiyle sınırlandırılmış olabilirsiniz. Pille çalışan uygulamalarda güç gereksinimleri de önemli olacaktır çünkü mevcut çekiminiz ne kadar yüksekse piliniz o kadar hızlı bitecektir. Mümkünse, daha yüksek voltajlı aktüatörler aynı güç ve hız seviyesi için daha az akım çekeceğinden, daha yüksek voltajlı bir aktüatör kullanabilirsiniz (yani 12V'den 24V'ye kadar).
Uygulamaya Özgü Hususlar
Bu blog, lineer aktüatörünüzü boyutlandırmak için bazı temel özellikleri kapsasa da, doğru lineer aktüatörü seçerken her zaman göz önünde bulundurmanız gereken uygulamaya özel ihtiyaçlar olacaktır. Aktüatörünüzün çalışacağı ortam gibi, dayanıklılığı etkileyebilir ve çalışma sıcaklığı, muhafaza koruma sınıfı (IP) ve aktüatör malzemesi gibi özellikleri içerebilir. Bir aktüatör için mevcut fiziksel boyut ve montaj seçenekleri proje dahilinde çalışabilir veya çalışmayabilir. Diğer önemli gereksinim konuları şunları içerir: görev döngüsü gereksinimi, gürültü seviyesi gereksinimi veya bir geri bildirim gereksinimi.
Artık ihtiyaçlarınız için doğru aktüatörü boyutlandırmak için ihtiyaç duyduğunuz araçlara sahip olduğunuza göre, seçimimizi kontrol edebilirsiniz. Firglli Automation şirketinde linear actuators.
[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code-rating-smartphones/