Comment dimensionner un actionneur linéaire?

De quelle taille d'actionneur linéaire ai-je besoin?
Ce que vous devez savoir lors du dimensionnement d'un actionneur linéaire

Cet article vous aidera à dimensionner un actionneur linéaire approprié pour votre application et couvrira certains critères clés pouvant être utilisés pour identifier l'actionneur qui vous convient. Si vous sentez que vous devez d'abord en savoir plus sur les actionneurs linéaires, consultez notre Blog Actuator 101 ou notre Comment fonctionne l'actionneur linéaire.

Types d'actionneur linéaire

Il existe quatre types principaux de actionneurs linéaires: Hydraulique, électrique, pneumatique et mécanique. Chacun de ceux-ci a ses propres inconvénients et avantages, mais en général, les actionneurs linéaires électriques vous offrent le meilleur équilibre entre mise en œuvre simple, précision et force. Les actionneurs hydrauliques, pneumatiques et mécaniques ayant des configurations plus complexes, vous devrez peut-être prendre en compte des facteurs supplémentaires lors du dimensionnement de ces types d'actionneurs. Si vous sentez que vous avez besoin d'en savoir plus sur les différents types d'actionneurs linéaires, consultez ce guide.

 comment dimensionner un actionneur linéaire

Il existe différentes variantes de chaque type d'actionneur linéaire disponible, comme colonnes de levage et actionneurs de voie. Le choix du bon type et de la bonne taille d'actionneur linéaire dépendra des besoins de votre application. Voici quelques exigences courantes dont vous aurez probablement besoin pour dimensionner le bon actionneur linéaire. Mais si vous recherchez un outil pour calculer les chiffres à votre place, consultez notre Calculateur d'actionneur linéaire.

Obliger

La force dont vous avez besoin de votre actionneur linéaire est liée au poids que vous tirez, poussez, soulevez ou tenez. Il existe deux types de spécifications de force que les fabricants d'actionneurs linéaires donneront: Dynamique et Statique.

 

Force dynamique (ou charge) est la force maximale que l'actionneur peut appliquer pour déplacer un objet. Vous utiliserez cette spécification pour déterminer si un actionneur pourra ou non déplacer la charge souhaitée. Certains actionneurs linéaires auront une spécification de charge dynamique différente pour la poussée et la traction, ce qui signifie que l'actionneur ne peut pas pousser ou tirer la même force maximale.

 

Force statique (ou charge) est le poids maximum que l'actionneur peut supporter lorsqu'il ne bouge pas. La limite de charge statique est importante à prendre en compte dans les applications comme Bureau assis-debout, où l'on peut s'attendre à ce que l'actionneur supporte un poids important lorsqu'il ne bouge pas.

 comment dimensionner un actionneur linéaire

La force dont vous avez besoin dans toute application dépend plus que du poids que vous déplacez, mais également du nombre d'actionneurs utilisés et de la géométrie physique de votre conception. Pour déterminer les exigences de force exactes, vous pouvez appliquer deux formules physiques de base: la somme des forces et la somme des couples. Si vous ne déplacez un objet que le long d'un axe, vous devez simplement vous assurer que la force totale de tous vos actionneurs est supérieure au poids que vous déplacez, comme le schéma de principe à droite. Mais si vous utilisez un actionneur pour ouvrir un couvercle, par exemple, cela devient plus complexe car les forces impliquées seront appliquées à des angles différents. Si vous êtes bon en trigonométrie et que vous connaissez votre physique, vous pouvez utiliser la somme des forces et des couples pour déterminer votre exigence de force exacte. Mais sinon, vous pouvez utiliser notre pratique Calculateur d'actionneur linéaire, qui est conçu uniquement pour ces situations difficiles.

 voici comment dimensionner un actionneur linéaire

REMARQUE: Une fois que vous avez déterminé votre exigence de force souhaitée, il est préférable de sélectionner un actionneur qui a une plus grande spécification de force statique et dynamique dont vous avez besoin, car ces spécifications doivent être les limites absolues de votre capacité opérationnelle.

Longueur de course

La distance dont vous avez besoin pour déplacer un objet avec un actionneur linéaire est votre exigence de longueur de course. Vous devrez peut-être utiliser une certaine trigonométrie pour identifier la distance exacte dont vous avez besoin par rapport à l'actionneur linéaire souhaité dans des applications telles que l'ouverture d'un couvercle. Selon le type d'actionneur que vous utilisez, la longueur de course peut signifier quelque chose de légèrement différent (c'est-à-dire que dans les actionneurs de piste, la longueur de course est la longueur de la piste). Mais pour la plupart, une fois que vous connaissez la distance à laquelle vous voulez que votre actionneur linéaire se déplace, vous devez choisir un actionneur avec une longueur de course égale ou supérieure à cette valeur. La longueur de course aura un impact sur certaines caractéristiques de l'actionneur linéaire, y compris la longueur totale.

La vitesse

Dans certaines applications, la vitesse sera une exigence clé dans votre conception, tandis que dans d'autres situations, elle peut être moins importante que la longueur de course ou la force. Comme pour la longueur de course, si vous souhaitez que votre actionneur se déplace à la vitesse souhaitée, vous devez sélectionner un actionneur linéaire avec une spécification de vitesse à ou autour de la vitesse souhaitée. Cependant, la vitesse réelle à laquelle votre actionneur se déplacera sera affectée par la taille de la charge qu'il déplace. Cet effet n’est pas toujours significatif, mais certains fabricants d’actionneurs linéaires fourniront des graphiques de performances Vitesse / Charge, comme ci-dessous, qui vous permettent d’obtenir une estimation de la vitesse de l’actionneur pour une charge donnée.

D'une manière générale, pour les actionneurs linéaires électroniques, les actionneurs à force plus élevée se déplaceront plus lentement que les actionneurs à faible force. Si vous avez besoin d'actionneurs à force élevée et à vitesse élevée, vous devrez peut-être envisager d'autres types d'actionneurs.

 graphique pour montrer comment dimensionner un actionneur linéaire

La vitesse de pointe n'est pas toujours importante, parfois vous voulez le contrôle. Si vous avez besoin d'un contrôle de vitesse, vous devrez interfacer votre actionneur avec un pilote de moteur et microcontrôleur Arduino. Vous voudrez vous assurer que votre actionneur peut facilement être en mesure de s'interfacer avec votre pilote de moteur et fournir un retour potentiel si une commande en boucle fermée est souhaitée.

Exigences d'alimentation

Il existe deux aspects des exigences de puissance pour tout actionneur linéaire électronique, l'entrée de tension et la consommation de courant maximale. La tension d'entrée ou la tension nominale est la tension pour laquelle l'actionneur est conçu et doit être la tension maximale fournie à l'actionneur. La tension d'entrée peut être CA ou CC et sont généralement des valeurs standard, comme 12 V CC ou 120 V CA. La consommation de courant maximale est la quantité maximale de courant que l'actionneur tirera en toute sécurité et contrairement à la tension, la consommation de courant réelle de votre actionneur doit être inférieure à cette valeur. La consommation de courant réelle de votre actionneur sera liée à la taille de la charge sur l'actionneur, plus la charge sera élevée, plus la consommation de courant sera élevée.

 exigences de puissance pour dimensionner un actionneur linéaire

Si votre actionneur est la principale caractéristique électromécanique de votre projet, vous pouvez simplement utiliser ses besoins en énergie pour identifier les alimentations et autres composants électriques de votre projet. Mais dans un système plus complexe, comme une plate-forme robotique, vous pouvez être contraint à une tension particulière ou à une consommation de courant maximale. Les besoins en énergie seront également importants dans les applications alimentées par batterie car plus votre consommation de courant est élevée, plus votre batterie mourra rapidement. Si possible, vous pouvez utiliser un actionneur à tension plus élevée (c'est-à-dire allant de 12 V à 24 V) car les actionneurs à tension plus élevée tireront moins de courant pour le même niveau de force et de vitesse.

Considérations spécifiques à l'application

Bien que ce blog ait couvert certaines spécifications clés pour dimensionner votre actionneur linéaire, il y aura toujours des besoins spécifiques à l'application dont vous devrez tenir compte lors de la sélection du bon actionneur linéaire. Comme l'environnement dans lequel votre actionneur fonctionnera, ce qui peut avoir un impact sur la durabilité et inclurait des spécifications telles que la température de fonctionnement, la classe de protection du boîtier (IP) et le matériau de l'actionneur. La taille physique et les options de montage disponibles pour un actionneur peuvent ou non fonctionner dans le projet. D'autres considérations importantes concernant les exigences comprennent: exigence de cycle de service, une exigence de niveau de bruit ou une exigence de rétroaction.

 Tableau de classification IP pour un actionneur linéaire

Maintenant que vous avez les outils nécessaires pour tailler le bon actionneur pour vos besoins, vous pouvez vérifier notre sélection de actionneurs linéaires chez Firglli Automation.

 

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

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