Können Linearaktuatoren ziehen?

 ziehen

Die kurze Antwort lautet "Ja", aber es gibt einige Faktoren, die Sie berücksichtigen müssen. Erstens sind Druckkräfte mit dem Ausfahren des Linearantriebs verbunden, und beim Zurückziehen treten Zugkräfte auf. Nicht alle Arten von Linearantrieben hat im Vergleich zum Schieben die gleiche Kraftkapazität zum Ziehen. Dies bedeutet, dass der Aktuator nicht die gleiche Last ziehen kann, die er drückt, und dieser Unterschied wird in den Spezifikationen dieses Aktuators aufgeführt. Dies ist bei pneumatischen und hydraulischen Linearantrieben viel häufiger der Fall als bei elektrische Linearantriebe.  

Pneumatische und hydraulische Linearantriebe

Pneumatische und hydraulische Linearantriebe oder Zylinder bestehen im Allgemeinen aus einem Hohlzylinder und einer Stange, die sich mit zunehmendem Druck auf einer Seite der Stange aus- oder einfahren. Der Druckanstieg wird durch Hochdruckluft für Pneumatikzylinder und durch inkompressible Flüssigkeit für Hydraulikzylinder verursacht [1]. Das Bild unten aus [2] zeigt einen grundlegenden hydraulischen Linearantrieb, der einem grundlegenden pneumatischen Linearantrieb sehr ähnlich ist. Der Druckanstieg bewirkt eine lineare Kraft, die gleich dem Druck mal der Querschnittsfläche des Hohlzylinders ist. Wie Sie in der Abbildung unten sehen können, ist das Volumen auf der Rückzugsströmungsseite des Linearantriebs aufgrund der vorhandenen Stangen kleiner als auf der Ausfahrströmungsseite. Dies bedeutet, dass die resultierende Kraft, die bei gleichem Druckanstieg erzeugt wird, beim Einfahren geringer ist als beim Ausfahren [2]. Es gibt einige verschiedene Arten von pneumatischen und hydraulischen Linearantrieben, die geringfügig unterschiedlich arbeiten und diese Verringerung der Zugkraft möglicherweise in der Mitte bewirken, aber im Allgemeinen geringer sind als die Druckkräfte für diese Arten von Linearantrieben.

 Hydraulischer Zylinder

Elektrische Linearantriebe

Der grundlegende Rutenstil elektrischer Linearantrieb funktioniert, indem ein Motor elektrische Energie in mechanische Rotation umwandelt, die dann durch ein Getriebe reduziert wird und bewirkt, dass sich eine Leitspindel dreht. Wenn sich die Gewindespindel dreht, bewegt sich eine Mutter entlang der Gewindespindel. An dieser Mutter ist die Stange angebracht, die sich nach außen bewegt, wenn die Mutter die Leitspindel nach oben bewegt und eine Druckkraft erzeugt. Das Zurückziehen der Stange zur Erzeugung einer Zugkraft erfolgt auf ähnliche Weise, außer dass sich die Mutter die Leitspindel zurückbewegt und die mechanische Drehung in die andere Richtung erfolgt. Da sind andere Arten von elektrischen Linearantrieben das funktioniert ein bisschen anders, folgt aber einer ähnlichen Methode, um Kraft zu erzeugen.

  

Die Größe der von einem elektrischen Linearantrieb erzeugten Kraft hängt von der Größe des Motors, dem Übersetzungsverhältnis und der Steigung der Leitspindel ab. Da diese Komponenten sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gleichermaßen funktionieren können, ist die Zugkraft identisch mit der Druckkraft. 

Fazit

Wenn Sie in Ihrer Anwendung eine ausreichende Zugkraft von Ihrem Linearaktuator benötigen, müssen Sie die Wahl des Aktuatortyps sorgfältig abwägen. Möglicherweise müssen Sie einen größeren pneumatischen oder hydraulischen Linearantrieb auswählen, um die erforderliche Zugkraft für dieselbe gegebene Druckkraft bereitzustellen. Oder Sie können einfach mit einem gehen elektrischer Linearantrieb das wird die gleiche Zug- und Druckkraft haben. Während diese unterschiedlich sind Arten von Aktuatoren Vor- und Nachteile haben: Wenn ausreichend gezogen werden muss, müssen Sie bedenken, dass nicht alle Aktuatoren mit derselben Kraft ziehen und drücken.

Verweise:

  1. Gonzalez, C. (April 2015) Was ist der Unterschied zwischen pneumatischen, hydraulischen und elektrischen Antrieben?. Abgerufen von: https://www.machinedesign.com/mechanical-motion-systems/linear-motion/article/21832047/whats-the-difference-between-pneumatic-hydraulic-and-electrical-actuators
  2. Gannon, M. (Februar 2017) Das geschäftliche Ende der Hydraulik: Der Zylinder. Abgerufen von: https://www.mobilehydraulictips.com/business-end-hydraulics-cylinder/

Titelbild abgerufen von:https://99percentinvisible.org/article/norman-doors-dont-know-whether-push-pull-blame-design/

 

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