Wie dimensioniert man einen Linearantrieb?

Welche Größe des Linearantriebs brauche ich?
Was Sie wissen müssen, wenn Sie einen Linearantrieb dimensionieren

Dieser Artikel hilft Ihnen bei der Dimensionierung eines geeigneten Linearantriebs für Ihre Anwendung und behandelt einige wichtige Kriterien, anhand derer der für Sie geeignete Stellantrieb identifiziert werden kann. Wenn Sie der Meinung sind, dass Sie zuerst mehr über Linearantriebe erfahren möchten, lesen Sie unsere Aktuator 101 Blog oder unsere Wie Linearantrieb arbeiten post.

Arten von Linearantrieben

Es gibt vier Haupttypen von Linearantriebe: Hydraulisch, elektrisch, pneumatisch und mechanisch. Jedes davon hat seine eigenen Nachteile und Vorteile, aber im Allgemeinen bieten elektrische Linearantriebe die beste Balance zwischen einfacher Implementierung, Präzision und Kraft. Da hydraulische, pneumatische und mechanische Antriebe komplexere Einstellungen aufweisen, müssen Sie möglicherweise zusätzliche Faktoren berücksichtigen, wenn Sie diese Arten von Antrieben dimensionieren. Wenn Sie der Meinung sind, dass Sie mehr über die verschiedenen Arten von Linearantrieben erfahren möchten, schauen Sie sich das an diese Anleitung.

 wie man einen Linearantrieb dimensioniert

Es gibt verschiedene Variationen von jedem Typ von Linearantrieb, wie z Hebesäulen und Spurantriebe. Die Auswahl des richtigen Typs und der richtigen Größe des Linearantriebs hängt von Ihren Anwendungsanforderungen ab. Hier sind einige allgemeine Anforderungen, die Sie wahrscheinlich benötigen, um den richtigen Linearantrieb zu dimensionieren. Wenn Sie jedoch nach einem Tool suchen, mit dem Sie die Zahlen für sich ermitteln können, lesen Sie unsere Linearantriebsrechner.

Macht

Die Kraft, die Sie von Ihrem Linearantrieb benötigen, hängt davon ab, wie viel Gewicht Sie ziehen, drücken, heben oder halten. Es gibt zwei Arten von Kraftspezifikationen, die Hersteller von Linearantrieben angeben: Dynamisch und Statisch.

 

Dynamische Kraft (oder Last) ist die maximale Kraft, die der Aktuator anwenden kann, um ein Objekt zu bewegen. Sie werden diese Spezifikation verwenden, um zu bestimmen, ob ein Aktuator Ihre gewünschte Last bewegen kann oder nicht. Einige Linearantriebe haben eine andere dynamische Lastspezifikation zum Drücken und Ziehen, was bedeutet, dass der Antrieb nicht dieselbe maximale Kraft drücken oder ziehen kann.

 

Statische Kraft (oder Last) ist das maximale Gewicht, das der Antrieb halten kann, wenn er sich nicht bewegt. Die statische Belastungsgrenze ist bei Anwendungen wie a wichtig Sitz-Steh-Schreibtisch, wo erwartet werden kann, dass der Aktuator ein großes Gewicht hält, wenn er sich nicht bewegt.

 Wie dimensioniert man einen Linearantrieb?

Die Kraft, die Sie für jede Anwendung benötigen, hängt nicht nur von der Menge des Gewichts ab, das Sie bewegen, sondern auch von der Anzahl der verwendeten Aktuatoren und der physischen Geometrie Ihres Designs. Um die genauen Kraftanforderungen zu bestimmen, können Sie zwei grundlegende physikalische Formeln anwenden: Summe der Kräfte und Summe der Drehmomente. Wenn Sie ein Objekt nur entlang einer Achse bewegen, müssen Sie lediglich sicherstellen, dass die Gesamtkraft aller Ihrer Aktuatoren größer ist als das Gewicht, das Sie bewegen, wie im Blockdiagramm rechts. Wenn Sie jedoch beispielsweise einen Deckel zum Öffnen eines Deckels verwenden, wird dies komplexer, da die beteiligten Kräfte in verschiedenen Winkeln aufgebracht werden. Wenn Sie gut in Trigonometrie sind und Ihre Physik kennen, können Sie die Summe der Kräfte und Drehmomente verwenden, um Ihren genauen Kraftbedarf zu bestimmen. Wenn nicht, können Sie unser Handy benutzen Linearantriebsrechner, Das ist nur für diese schwierigen Situationen ausgelegt.

 So dimensionieren Sie einen Linearantrieb

HINWEIS: Sobald Sie Ihren gewünschten Kraftbedarf ermittelt haben, empfiehlt es sich, einen Stellantrieb mit einer größeren statischen und dynamischen Kraftspezifikation auszuwählen, da diese Spezifikationen die absoluten Grenzen Ihrer Betriebskapazität darstellen sollten.

Strichlänge

Die Entfernung, die Sie benötigen, um ein Objekt mit einem Linearantrieb zu bewegen, ist Ihre Hublängenanforderung. Möglicherweise müssen Sie eine Trigonometrie verwenden, um den genauen Abstand zu ermitteln, den Sie von Ihrem gewünschten Linearantrieb in Anwendungen wie dem Öffnen eines Deckels benötigen. Abhängig von der Art des verwendeten Aktuators kann die Hublänge etwas anderes bedeuten (d. H. Wie bei Spuraktuatoren ist die Hublänge die Länge der Spur). Wenn Sie jedoch die Entfernung kennen, um die sich Ihr Linearantrieb bewegen soll, sollten Sie zum größten Teil einen Antrieb mit einer Hublänge wählen, die diesem Wert entspricht oder darüber liegt. Die Hublänge wirkt sich auf einige Merkmale des Linearantriebs aus, einschließlich der Gesamtlänge.

Geschwindigkeit

In einigen Anwendungen ist die Geschwindigkeit eine wichtige Anforderung in Ihrem Design, während sie in anderen Situationen möglicherweise weniger wichtig ist als die Hublänge oder die Kraft. Wenn Sie wie bei der Hublänge eine gewünschte Geschwindigkeit haben, die Ihr Aktuator bewegen soll, sollten Sie einen linearen Aktuator mit Geschwindigkeitsspezifikation bei oder um Ihre gewünschte Geschwindigkeit auswählen. Die tatsächliche Geschwindigkeit, mit der sich Ihr Stellantrieb bewegt, hängt jedoch von der Größe der Last ab, die er bewegt. Dieser Effekt ist nicht immer signifikant, aber einige Hersteller von Linearantrieben stellen Leistungsdiagramme für Geschwindigkeit und Last wie unten bereit, mit denen Sie eine Schätzung der Drehzahl des Stellantriebs für eine bestimmte Last erhalten können.

Im Allgemeinen bewegen sich bei elektronischen Linearantrieben die Aktuatoren mit höherer Kraft langsamer als Aktuatoren mit niedriger Kraft. Wenn Sie Hochleistungs- und Hochgeschwindigkeitsaktuatoren benötigen, müssen Sie möglicherweise andere Arten von Aktuatoren in Betracht ziehen.

 Grafik zur Darstellung der Größe eines Linearantriebs

Höchstgeschwindigkeit ist nicht immer wichtig, manchmal möchten Sie Kontrolle. Wenn Sie eine Geschwindigkeitsregelung benötigen, müssen Sie Ihren Stellantrieb mit einem verbinden Motortreiber und Arduino-Mikrocontroller. Sie möchten sicherstellen, dass Ihr Stellantrieb problemlos mit Ihrem Motortreiber verbunden werden kann und möglicherweise Feedback gibt, wenn eine Regelung gewünscht wird.

Strombedarf

Es gibt zwei Aspekte der Leistungsanforderungen für jeden elektronischen Linearantrieb: Spannungseingang und maximale Stromaufnahme. Die Eingangsspannung oder Nennspannung ist die Spannung, für die der Stellantrieb ausgelegt ist, und sollte die maximale Spannung sein, die dem Stellantrieb zugeführt wird. Die Eingangsspannung kann entweder AC oder DC sein und ist normalerweise Standardwerte wie 12 V DC oder 120 V AC. Die maximale Stromaufnahme ist die maximale Strommenge, die der Aktuator sicher zieht. Im Gegensatz zur Spannung sollte die tatsächliche Stromaufnahme Ihres Aktuators unter diesem Wert liegen. Die tatsächliche Stromaufnahme Ihres Stellantriebs hängt von der Größe der Belastung des Stellantriebs ab. Je größer die Last ist, desto höher ist die Stromaufnahme.

 Leistungsanforderungen für die Dimensionierung eines Linearantriebs

Wenn Ihr Stellantrieb das elektromechanische Hauptmerkmal Ihres Projekts ist, können Sie einfach anhand seines Strombedarfs die Stromversorgungen und andere elektrische Komponenten für Ihr Projekt identifizieren. In komplexeren Systemen wie einer Roboterplattform können Sie jedoch auf eine bestimmte Spannung oder maximale Stromaufnahme beschränkt sein. Der Strombedarf ist auch bei batteriebetriebenen Anwendungen wichtig. Je höher Ihre Stromaufnahme, desto schneller wird Ihre Batterie leer. Wenn möglich, können Sie einen Aktuator mit höherer Spannung verwenden (d. H. Von 12 V auf 24 V), da Aktuatoren mit höherer Spannung bei gleicher Kraft und Geschwindigkeit weniger Strom ziehen.

Anwendungsspezifische Überlegungen

In diesem Blog wurden einige wichtige Spezifikationen für die Größe Ihres Linearantriebs behandelt. Es gibt jedoch immer anwendungsspezifische Anforderungen, die Sie bei der Auswahl des richtigen Linearantriebs berücksichtigen müssen. Wie die Umgebung, in der Ihr Stellantrieb arbeitet, kann dies die Haltbarkeit beeinträchtigen und Angaben wie Betriebstemperatur, Gehäuseschutzklasse (IP) und Material des Stellantriebs enthalten. Die für einen Stellantrieb verfügbare physische Größe und Montagemöglichkeiten können innerhalb des Projekts funktionieren oder nicht. Weitere wichtige Überlegungen zu Anforderungen sind: Arbeitszyklusanforderung, Geräuschpegelanforderung oder Rückkopplungsanforderung.

 IP-Bewertungstabelle für einen Linearantrieb

Jetzt, da Sie die Werkzeuge benötigen, um den richtigen Aktor für Ihre Bedürfnisse zu dimensionieren, können Sie unsere Auswahl an Linearantriebe bei Firglli Automation.

 

[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code-rating-smartphones/

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