Come si dimensiona un attuatore lineare?

Di che dimensione ho bisogno dell'attuatore lineare?
Quello che devi sapere quando size un attuatore lineare

Questo articolo ti aiuterà a dimenticare un attuatore lineare appropriato per la tua applicazione e coprirà alcuni criteri chiave che possono essere utilizzati per identificare l'attuatore giusto per te. Se ritieni di dover prima saperne di più sugli attuatori lineari, dai un'occhiata al nostro Blog dell'attuatore 101 o il nostro Come funzionano gli attuatori lineari.

Tipi di attuatore lineare

Ci sono quattro tipi principali di Attuatori lineari: Idraulico, elettrico, pneumatico e meccanico. Ognuno di questi ha i propri svantaggi e benefici, ma in generale, attuatori lineari elettrici ti danno il miglior equilibrio di semplice implementazione, precisione e forza. Poiché gli attuatori idraulici, pneumatici e meccanici hanno allestimenti più complessi, potrebbe essere necessario considerare ulteriori fattori quando size questi tipi di attuatori. Se ritieni di dover saperne di più sul diverso tipo di attuatori lineari, dai un'occhiata questa guida.

 Come dimensionare un attuatore lineare

Esistono diverse varianti di ciascun tipo di attuatore lineare disponibile, come colonne di sollevamento E Traccia gli attuatori. La selezione del tipo giusto e delle dimensioni dell'attuatore lineare dipenderà dalle esigenze dell'applicazione. Ecco alcuni requisiti comuni che probabilmente dovrai dimenticare l'attuatore lineare giusto. Ma se stai cercando uno strumento per scricchiolare i numeri per te, dai un'occhiata al nostro Calcolatore dell'attuatore lineare.

Forza

La forza necessaria dal tuo attuatore lineare è correlata a quanto peso stai tirando, spingendo, sollevando o tenuti. Esistono due tipi di specifiche di forza che i produttori di attuatori lineari forniranno: dinamici e statici.

 

Forza dinamica (o carico) è la forza massima che l'attuatore può applicare per spostare un oggetto. Utilizzerai questa specifica per determinare se un attuatore sarà in grado di spostare il carico desiderato. Alcuni attuatori lineari avranno una diversa specifica di carico dinamico per spingere e tirare, il che significa che l'attuatore non può spingere o tirare la stessa forza massima.

 

Forza statica (o carico) è il peso massimo che l'attuatore può contenere quando non si muove. Il limite di carico statico è importante da considerare in applicazioni come un Scrivania sit-stand, dove ci si può aspettare che l'attuatore abbia un peso grande quando non si muove.

 Come si misura un attuatore lineare

La forza necessaria in qualsiasi applicazione dipende da più della quantità di peso che stai muovendo, ma anche dal numero di attuatori in uso e dalla geometria fisica del tuo design. Per determinare i requisiti di forza esatti, è possibile applicare due formule di fisica di base: somma delle forze e somma delle coppie. Se stai spostando solo un oggetto lungo un asse, devi semplicemente assicurarti che la forza totale da tutti gli attuatori sia maggiore del peso che stai muovendo, come il diagramma a blocchi a destra. Ma se stai usando l'attuatore per aprire un coperchio, ad esempio, questo diventa più complesso perché le forze coinvolte verranno applicate a diversi angoli. Se sei bravo nella trigonometria e conosci la tua fisica, puoi usare la somma di forze e coppie per determinare il tuo requisito di forza esatto. Ma in caso contrario, puoi usare la nostra pratica Calcolatore dell'attuatore lineare, che è progettato solo per queste situazioni difficili.

 Ecco come dimension un attuatore lineare

NOTA: Una volta determinato il requisito di forza desiderato, è meglio selezionare un attuatore che ha una specifica di forza statica e dinamica maggiore di cui è necessario, poiché queste specifiche dovrebbero essere i limiti assoluti della tua capacità operativa.

Lunghezza della corsa

La distanza necessaria per spostare un oggetto con un attuatore lineare è il requisito della lunghezza della corsa. Potrebbe essere necessario utilizzare un po 'di trigonometria per identificare la distanza esatta di cui hai bisogno dall'attuatore lineare desiderato in applicazioni come l'apertura di un coperchio. A seconda del tipo di attuatore che stai usando, la lunghezza di Stoke potrebbe significare qualcosa di leggermente diverso (cioè come negli attuatori della pista, la lunghezza della corsa è la lunghezza della pista). Ma per la maggior parte, una volta che conosci la distanza che desideri che il tuo attuatore lineare si muova, dovresti scegliere un attuatore con una lunghezza della corsa a quel valore o sopra di quel valore. La lunghezza della corsa avrà un impatto su alcune delle caratteristiche dell'attuatore lineare inclusa la lunghezza totale.

Velocità

In alcune applicazioni, la velocità sarà un requisito chiave nel design, mentre in altre situazioni, può essere meno importante della lunghezza o della forza dell'ictus. Come la lunghezza della corsa, se hai una velocità desiderata che desideri che il tuo attuatore si muova, allora dovresti selezionare un attuatore lineare con specifiche di velocità alla o intorno alla velocità desiderata. Tuttavia, la velocità effettiva alla quale il tuo attuatore si muoverà sarà influenzata dalla dimensione del carico in cui si sta muovendo. Questo effetto non è sempre significativo, ma alcuni produttori di attuatori lineari forniranno grafici per le prestazioni di velocità rispetto al carico, come di seguito, che consente di ottenere una stima della velocità dell'attuatore per un determinato carico.

In generale, per gli attuatori lineari elettronici, gli attuatori di forza superiore si muoveranno più lentamente degli attuatori a bassa forza. Se hai bisogno di attuatori ad alta forza e ad alta velocità, potrebbe essere necessario considerare altri tipi di attuatori.

 grafico per mostrare come dimensionare un attuatore lineare

La velocità massima non è sempre importante, a volte vuoi il controllo. Se hai bisogno di controllo della velocità, dovrai interfacciarsi l'attuatore con un Driver del motore e microcontrollore Arduino. Ti consigliamo di assicurarti che il tuo attuatore possa facilmente essere in grado di interfacciarsi con il driver del motore e il potenziale fornire feedback se si desidera un controllo a circuito chiuso.

Requisiti di alimentazione

Esistono due aspetti dei requisiti di alimentazione per qualsiasi attuatore lineare elettronico, ingresso di tensione e disegno massimo di corrente. La tensione di ingresso o la tensione nominale è la tensione per cui l'attuatore è progettato e dovrebbe essere la tensione massima fornita all'attuatore. La tensione di ingresso può essere AC o DC e sono in genere valori standard, come 12 V DC o 120 V CA. Il sorteggio massimo di corrente è la quantità massima di corrente che l'attuatore disegnerà in sicurezza e, a differenza della tensione, il sorteggio effettivo della corrente dell'attuatore dovrebbe essere inferiore a questo valore. L'attuazione effettiva di corrente dell'attuatore sarà correlata alla dimensione del carico sull'attuatore, un carico maggiore comporterà un disegno di corrente più elevato.

 Requisiti di potenza per il dimensionamento di un attuatore lineare

Se il tuo attuatore è la principale caratteristica elettromeccanica del tuo progetto, puoi semplicemente utilizzare i suoi requisiti di alimentazione per identificare gli alimentatori e altri componenti elettrici per il tuo progetto. Ma in un sistema più complesso, come una piattaforma robotica, potresti essere vincolato a una particolare tensione o al massimo disegno di corrente. I requisiti di alimentazione saranno inoltre importanti nelle applicazioni a batteria poiché maggiore è il sorteggio attuale, più velocemente morirà la batteria. Se possibile, è possibile utilizzare un attuatore di tensione più elevato (ovvero passare da 12 V a 24 V) poiché gli attuatori di tensione più elevati assorbiranno meno corrente per lo stesso livello di forza e velocità.

Considerazioni specifiche sull'applicazione

Mentre questo blog ha coperto alcune specifiche chiave per dimensioni del tuo attuatore lineare, ci saranno sempre esigenze specifiche dell'applicazione che dovrai considerare quando selezioni l'attuatore lineare giusto. Come l'ambiente in cui il tuo attuatore sarà in lavoro, il che può avere un impatto sulla durata e includerebbe specifiche come la temperatura operativa, la classe di protezione del contenitore (IP) e materiale dell'attuatore. Dimensioni fisiche e opzioni di montaggio disponibili per un attuatore può o meno funzionare all'interno del progetto. Altre importanti considerazioni sui requisiti includono: Requisito del ciclo di lavoro, Requisito del livello di rumore o requisito di feedback.

 Grafico di valutazione IP per un attuatore lineare

Ora che hai gli strumenti per le esigenze per dimensionare l'attuatore giusto per le tue esigenze, puoi controllare la nostra selezione di Attuatori lineari a Firglli Automation.

 

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

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