Lo que necesita saber al dimensionar un actuador lineal
Este artículo lo ayudará a evaluar un actuador lineal apropiado para su aplicación y cubrirá algunos criterios clave que pueden usarse para identificar el actuador adecuado para usted. Si siente que primero necesita aprender más sobre los actuadores lineales, consulte nuestro Blog del actuador 101 o nuestro Cómo funcionan los actuadores lineales.
Tipos de actuador lineal
Hay cuatro tipos principales de actuadores lineales: Hidráulico, eléctrico, neumático y mecánico. Cada uno de estos tiene sus propios inconvenientes y beneficios, pero en general, los actuadores lineales eléctricos le brindan el mejor equilibrio de implementación, precisión y fuerza simples. Como los actuadores hidráulicos, neumáticos y mecánicos tienen configuraciones más complejas, es posible que deba considerar factores adicionales al dimensionar este tipo de actuadores. Si cree que necesita aprender más sobre el tipo diferente de actuadores lineales, consulte esta guía.
Hay diferentes variaciones de cada tipo de actuador lineal disponible, como columnas de levantamiento y rastrear actuadores. La selección del tipo y tamaño correctos del actuador lineal dependerá de las necesidades de su aplicación. Aquí hay algunos requisitos comunes que probablemente necesitará para dimensionar el actuador lineal correcto. Pero si está buscando una herramienta para obtener los números para usted, consulte nuestro Calculadora de actuador lineal.
Fuerza
La fuerza que necesita de su actuador lineal está relacionada con la cantidad de peso que está tirando, empujando, levantando o sosteniendo. Hay dos tipos de especificaciones de fuerza que darán los fabricantes de actuadores lineales: dinámico y estático.
Fuerza dinámica (o carga) es la máxima fuerza que el actuador puede aplicar para mover un objeto. Utilizará esta especificación para determinar si un actuador podrá mover o no la carga deseada. Algunos actuadores lineales tendrán una especificación de carga dinámica diferente para empujar y tirar, lo que significa que el actuador no puede empujar o tirar de la misma fuerza máxima.
Fuerza estática (o carga) es el peso máximo que el actuador puede contener cuando no se mueve. El límite de carga estática es importante considerar en aplicaciones como un Escritorio, donde se espera que el actuador tenga un gran peso cuando no se mueva.
La fuerza que necesita en cualquier aplicación depende de algo más que la cantidad de peso que está moviendo, pero también la cantidad de actuadores en uso y la geometría física de su diseño. Para determinar los requisitos de la fuerza exacta, puede aplicar dos fórmulas básicas de física: suma de fuerzas y suma de pares. Si solo está moviendo un objeto a lo largo de un eje, simplemente necesita asegurarse de que la fuerza total de todos sus actuadores sea mayor que el peso que está moviendo, como el diagrama de bloques a la derecha. Pero si está utilizando el actuador para abrir una tapa, por ejemplo, esto se vuelve más complejo porque las fuerzas involucradas se aplicarán en diferentes ángulos. Si es bueno en la trigonometría y conoce su física, puede usar la suma de fuerzas y pares para determinar su requisito de fuerza exacta. Pero si no, puedes usar nuestro Handy Calculadora de actuador lineal, que está diseñado solo para estas situaciones difíciles.
NOTA: Una vez que haya determinado su requisito de fuerza deseado, es una mejor práctica seleccionar un actuador que tenga una mayor especificación de fuerza estática y dinámica que necesita, ya que estas especificaciones deben ser los límites absolutos de su capacidad operativa.
Longitud de la carrera
La distancia que necesita para mover un objeto con un actuador lineal es su requisito de longitud de carrera. Es posible que deba usar algo de trigonometría para identificar la distancia exacta que necesita del actuador lineal deseado en aplicaciones como abrir una tapa. Dependiendo del tipo de actuador que esté utilizando, la longitud de Stoke podría significar algo ligeramente diferente (es decir, como en los actuadores de pista, la longitud del trazo es la longitud de la pista). Pero en su mayor parte, una vez que conozca la distancia que desea que su actuador lineal se mueva, debe elegir un actuador con una longitud de carrera en ese valor o superior. La longitud del accidente cerebrovascular afectará algunas de las características del actuador lineal, incluida la longitud total.
Velocidad
En algunas aplicaciones, la velocidad será un requisito clave en su diseño, mientras que en otras situaciones, puede ser menos importante que la longitud o la fuerza del accidente cerebrovascular. Al igual que la longitud del trazo, si tiene una velocidad deseada que desea que su actuador se mueva, entonces debe seleccionar un actuador lineal con especificaciones de velocidad a la velocidad deseada o alrededor. Aunque, la velocidad real a la que se moverá su actuador se verá afectada por el tamaño de la carga que se está moviendo. Este efecto no siempre es significativo, pero algunos fabricantes de actuadores lineales proporcionarán gráficos de rendimiento de velocidad frente a carga, como a continuación, que le permite obtener una estimación de la velocidad del actuador para una carga dada.
En términos generales, para los actuadores lineales electrónicos, los actuadores de fuerza superior se moverán más lento que los actuadores de baja fuerza. Si necesita actuadores de alta fuerza y alta velocidad, es posible que deba considerar otros tipos de actuadores.
La velocidad máxima no siempre es importante, a veces quieres control. Si necesita control de velocidad, deberá interactuar su actuador con un Motor Driver y Arduino Microcontroller. Deseará asegurarse de que su actuador pueda interactuar fácilmente con el controlador de su motor y el potencial proporcione comentarios si se desea el control de circuito cerrado.
requerimientos de energía
Hay dos aspectos de los requisitos de potencia para cualquier actuador lineal electrónico, entrada de voltaje y sorteo de corriente máxima. El voltaje de entrada o el voltaje nominal es el voltaje para el que está diseñado el actuador y debe ser el voltaje máximo suministrado al actuador. El voltaje de entrada puede ser CA o CC y típicamente son valores estándar, como 12V DC o 120V de CA. Max Corred Draw es la cantidad máxima de corriente que el actuador dibujará de manera segura y, a diferencia del voltaje, el sorteo de corriente real de su actuador debe en menor a este valor. El sorteo actual real de su actuador estará relacionado con el tamaño de la carga en el actuador, una carga más grande dará como resultado un mayor sorteo de corriente.
Si su actuador es la principal característica electromecánica de su proyecto, simplemente puede usar sus requisitos de energía para identificar los suministros de alimentación y otros componentes eléctricos para su proyecto. Pero en un sistema más complejo, como una plataforma robótica, puede estar limitado a un voltaje particular o un sorteo de corriente máxima. Los requisitos de energía también serán importantes en las aplicaciones alimentadas por la batería, ya que cuanto mayor sea su sorteo actual, más rápido morirá su batería. Si es posible, puede usar un actuador de voltaje más alto (es decir, que pasa de 12 V a 24 V), ya que los actuadores de mayor voltaje atraerán menos corriente para el mismo nivel de fuerza y velocidad.
Consideraciones específicas de la aplicación
Si bien este blog ha cubierto algunas especificaciones clave para dimensionar su actuador lineal, siempre habrá necesidades específicas de la aplicación que deberá considerar al seleccionar el actuador lineal correcto. Al igual que el entorno en el que su actuador estará trabajando, lo que puede afectar la durabilidad e incluiría especificaciones como la temperatura de funcionamiento, la clase de protección del recinto (IP) y material del actuador. El tamaño físico y las opciones de montaje disponibles para un actuador pueden o no funcionar dentro del proyecto. Otras consideraciones de requisitos importantes incluyen: requisito del ciclo de trabajo, requisito de nivel de ruido o un requisito de retroalimentación.
Ahora que tiene las necesidades de las herramientas para calificar el actuador adecuado para sus necesidades, puede verificar nuestra selección de Actuadores lineales en Firglli Automation.
[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code rating-smartphones/
