Determinación de la fuerza que entrega su actuador lineal

¿No debería saberlo ya?

Al seleccionar un actuador lineal Para cualquier proyecto, siempre debe determinar una estimación de la cantidad de fuerza requerida de su actuador lineal, ya que es un aspecto clave para elegir el más adecuado para su proyecto. Pero el Los cálculos para determinar estas estimaciones pueden ser complejos. y sujeto a errores de medición y redondeo. Si bien algunas aplicaciones pueden ser sencillas, como empujar un objeto hacia arriba y hacia abajo, se vuelve mucho más complejo cuando es necesario tener en cuenta otras fuerzas, como la fricción, que es difícil de identificar, ya que el coeficiente de fricción exacto es difícil de determinar y propenso a errores. . Luego están las aplicaciones que requieren cambiar los ángulos de fuerza, como abrir una escotilla, lo que significa que la fuerza requerida de su actuador cambiará a través de su funcionamiento. Incluso con nuestro Calculadora de actuador lineal Para ayudarlo en sus cálculos, si cambia ligeramente la posición de montaje cuando construye físicamente su proyecto, cambiará la fuerza requerida para ser entregada por su actuador lineal.

 Aplicación del actuador lineal Hatch

¿Por qué querrías saberlo?

Hay algunas razones prácticas por las que le gustaría saber la fuerza exacta que entrega su actuador lineal fuera de la curiosidad básica. En primer lugar, es posible que necesite saber la fuerza exacta que se está aplicando para resolver un problema con su diseño. Esto podría variar desde que el actuador lineal no pueda mover la carga deseada hasta que el actuador lineal se mueva más lento de lo deseado. Para el último problema, puede usar gráficos de rendimiento de velocidad VS carga, como el que se muestra a continuación, para ver cómo esperaría que cambie la velocidad del actuador para una carga determinada. Como puede ver en el gráfico a continuación, el impacto de la carga en la velocidad de su actuador lineal variará en función de su actuador lineal seleccionado.

Gráfico de rendimiento de velocidad VS carga

En segundo lugar, es posible que desee conocer la fuerza exacta entregada por su actuador lineal, si le preocupa la vida útil de su actuador lineal. Si bien un actuador lineal está clasificado para entregar una fuerza máxima, cuanto más cerca esté del límite resultará en una esperanza de vida más corta para ese actuador. Esto se debe simplemente a que la fuerza más alta requerida resultará en más tensión en los componentes del actuador. Si mide la fuerza entregada por su actuador y está cerca de la capacidad de carga del actuador, puede considerar actualizar a un actuador de mayor fuerza nominal para mejorar la esperanza de vida.

Por último, es posible que desee saber la fuerza exacta entregada por su actuador lineal, si su sistema se queda sin batería. Esto se debe a que cuanto mayor sea la fuerza entregada por un actuador lineal, más energía consumirá y se agotará la batería más rápido. Como se ve en el gráfico de rendimiento de carga VS actual en la sección siguiente, el uso de un actuador de fuerza mayor resultará en una reducción en el consumo de corriente para una carga determinada. También puede considerar cambiar de un actuador de 12 V a un actuador de 24 V, ya que el consumo de corriente será menor para una carga determinada en un actuador de 24 V en comparación con un actuador de 12 V. 

¿Cómo se mide la fuerza exacta suministrada?

Para medir la fuerza que entrega un actuador lineal, podemos medir el consumo de corriente del actuador lineal mientras se está moviendo. Dado que la potencia consumida por el actuador está relacionada con la fuerza que suministra el actuador y que el voltaje permanecerá constante, ya sea 12 o 24 V, el consumo de corriente aumentará linealmente con un aumento de la fuerza. Esto se puede ver en el gráfico de rendimiento de carga VS actual a continuación. Una vez que se mide el consumo de corriente, puede usar el gráfico de rendimiento de carga VS actual para estimar la fuerza que entrega su actuador lineal. Esta no es una solución perfecta y aún puede estar sujeta a errores, pero es una buena solución para estimar la fuerza entregada que puede comparar con sus cálculos de diseño. También es una solución bastante simple en la que no se le pedirá que cambie drásticamente su diseño para poder estimar la fuerza que se está aplicando.

 Gráfico de rendimiento de carga VS actual

En aplicaciones en las que mueve un objeto en un eje, es decir, sin ángulos cambiantes, el valor actual debe ser algo estable, una vez que se mueve, ya que la fuerza debe ser constante en esas aplicaciones. En aplicaciones de tipo trampilla, es decir, con ángulos cambiantes, los valores actuales cambiarán ya que la fuerza no es constante. En estas aplicaciones, deberá realizar un seguimiento del valor actual a lo largo de la operación del actuador lineal para determinar dónde ocurre el valor de fuerza más alto. También habrá un pico de corriente cuando el actuador comience a moverse, esto se debe a que el coeficiente de fricción estático es mayor que el coeficiente de fricción dinámico para los mismos materiales.

¿Cómo se mide el consumo de corriente? 

Para medir el consumo actual de su actuador lineal, hay algunos métodos entre los que puede elegir. La solución más básica es usar un multímetro, configurado para leer Ampere, en serie con uno de los cables del actuador lineal, luego rastrear el consumo de corriente a medida que se mueve el actuador. A medida que el actuador se mueve, el consumo de corriente se mostrará en el multímetro para que lo rastree. Otra opción es utilizar un sensor actual que, al igual que el multímetro, se conectará en serie con uno de los cables del actuador lineal. A diferencia del multímetro, el sensor de corriente no tendrá una pantalla que pueda leer simplemente, necesitará medir la salida de voltaje analógico del sensor, que aumenta con valores de corriente más altos, para medir la corriente. Lo más probable es que necesite utilizar un microcontrolador para leer este valor analógico y convertirlo en una lectura de corriente real utilizando el valor de sensibilidad del sensor. Si bien existe una configuración adicional con el uso de un sensor de corriente, tiene la ventaja de que el microcontrolador puede medir y guardar constantemente la lectura del consumo de corriente mucho más rápido que un humano.

Unidad de sensor de corriente de efecto Hall

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