Come si dimensiona un attuatore lineare?

Di quali dimensioni ho bisogno per l'attuatore lineare?
Cosa è necessario sapere per il dimensionamento di un attuatore lineare

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

Tipi di attuatori lineari

Esistono quattro tipi principali di file attuatori lineari: Idraulico, elettrico, pneumatico e meccanico. Ognuno di questi ha i propri svantaggi e vantaggi, ma generalmente gli attuatori lineari elettrici offrono il miglior equilibrio tra semplicità di implementazione, precisione e forza. Poiché gli attuatori idraulici, pneumatici e meccanici hanno configurazioni più complesse, potrebbe essere necessario considerare ulteriori fattori durante il dimensionamento di questi tipi di attuatori. Se ritieni di aver bisogno di saperne di più sui diversi tipi di attuatori lineari, dai un'occhiata questa guida.

 come dimensionare un attuatore lineare

Sono disponibili diverse varianti di ogni tipo di attuatore lineare, come colonne di sollevamento e attuatori di binario. La selezione del giusto tipo e dimensione di attuatore lineare dipenderà dalle esigenze dell'applicazione. Di seguito sono riportati alcuni requisiti comuni di cui probabilmente avrai bisogno per dimensionare l'attuatore lineare corretto. Ma se stai cercando uno strumento per sgranocchiare i numeri, dai un'occhiata al nostro Calcolatore dell'attuatore lineare.

Vigore

La forza richiesta dal tuo attuatore lineare è correlata a quanto peso stai tirando, spingendo, sollevando o trattenendo. Esistono due tipi di specifiche di forza fornite dai produttori di attuatori lineari: dinamica e statica.

 

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 specifica di carico dinamico diversa per la spinta e la trazione, 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 sostenere quando non è in movimento. Il limite di carico statico è importante da considerare in applicazioni come a Scrivania in piedi, dove ci si può aspettare che l'attuatore sostenga un peso elevato quando non si muove.

 come si dimensiona un attuatore lineare

La forza richiesta in qualsiasi applicazione dipende non solo dalla quantità di peso che si sta spostando, ma anche dal numero di attuatori in uso e dalla geometria fisica del progetto. Per determinare i requisiti di forza esatti, è possibile applicare due formule fisiche di base: somma delle forze e somma dei momenti. Se stai spostando solo un oggetto lungo un asse, devi semplicemente assicurarti che la forza totale di tutti i tuoi attuatori sia maggiore del peso che stai spostando, come lo schema a blocchi a destra. Ma se si utilizza l'attuatore per aprire un coperchio, ad esempio, questo diventa più complesso perché le forze coinvolte verranno applicate ad angoli diversi. Se sei bravo in trigonometria e conosci la tua fisica, puoi usare la somma di forze e coppie per determinare il tuo requisito di forza esatto. In caso contrario, puoi utilizzare il nostro pratico Calcolatore dell'attuatore lineare, che è progettato proprio per queste situazioni difficili.

 ecco come si dimensiona un attuatore lineare

NOTA: Dopo aver determinato il requisito di forza desiderato, è buona norma selezionare un attuatore con una specifica di forza statica e dinamica maggiore richiesta poiché queste specifiche dovrebbero essere i limiti assoluti della capacità operativa.

Lunghezza del tratto

La distanza necessaria per spostare un oggetto con un attuatore lineare è la lunghezza della corsa richiesta. 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 utilizzando, la lunghezza della corsa potrebbe significare qualcosa di leggermente diverso (ad esempio, come negli attuatori del binario, la lunghezza della corsa è la lunghezza del binario). Ma per la maggior parte, una volta che conosci la distanza che vuoi che il tuo attuatore lineare si muova, dovresti scegliere un attuatore con una lunghezza della corsa uguale o superiore a quel valore. La lunghezza della corsa influirà su alcune delle caratteristiche dell'attuatore lineare, inclusa la lunghezza totale.

Velocità

In alcune applicazioni, la velocità sarà un requisito chiave nella progettazione, mentre in altre situazioni potrebbe essere meno importante della lunghezza della corsa o della forza. Come la lunghezza della corsa, se si desidera che si muova l'attuatore a una velocità desiderata, è necessario selezionare un attuatore lineare con specifica della velocità pari o intorno alla velocità desiderata. Tuttavia, la velocità effettiva alla quale si muoverà l'attuatore sarà influenzata dalle dimensioni del carico su cui si muove. Questo effetto non è sempre significativo, ma alcuni produttori di attuatori lineari forniranno grafici sulle prestazioni di velocità e carico, come di seguito, che consentono di ottenere una stima della velocità dell'attuatore per un dato carico.

In generale, per gli attuatori lineari elettronici, gli attuatori a forza maggiore si muoveranno più lentamente rispetto agli attuatori a forza ridotta. Se sono necessari 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 del controllo della velocità, dovrai interfacciare il tuo attuatore con un driver del motore e microcontrollore Arduino. Dovrai assicurarti che il tuo attuatore possa essere facilmente in grado di interfacciarsi con il driver del motore e fornire un feedback potenziale se si desidera il controllo ad anello chiuso.

Requisiti di alimentazione

Ci sono due aspetti dei requisiti di alimentazione per qualsiasi attuatore lineare elettronico, ingresso di tensione e assorbimento di corrente massimo. La tensione di ingresso o la tensione nominale è la tensione per cui è progettato l'attuatore 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 12V DC o 120V AC. L'assorbimento di corrente massimo è la quantità massima di corrente che l'attuatore assorbirà in sicurezza e, a differenza della tensione, l'assorbimento di corrente effettivo dell'attuatore dovrebbe essere inferiore a questo valore. L'assorbimento di corrente effettivo dell'attuatore sarà correlato alla dimensione del carico sull'attuatore, maggiore è il carico si tradurrà in un assorbimento di corrente maggiore.

 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 assorbimento di corrente massimo. I requisiti di alimentazione saranno importanti anche nelle applicazioni alimentate a batteria poiché maggiore è l'assorbimento di corrente, più velocemente la batteria si esaurirà. Se possibile, è possibile utilizzare un attuatore a tensione più elevata (ovvero passando da 12V a 24V) poiché gli attuatori a tensione più elevata assorbiranno meno corrente per lo stesso livello di forza e velocità.

Considerazioni specifiche sull'applicazione

Sebbene questo blog abbia coperto alcune specifiche chiave per dimensionare il 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 funzionerà, che potrebbe influire sulla durata e includerebbe specifiche come temperatura di esercizio, classe di protezione della custodia (IP) e materiale dell'attuatore. Le dimensioni fisiche e le opzioni di montaggio disponibili per un attuatore possono o non possono funzionare all'interno del progetto. Altre importanti considerazioni sui requisiti includono: requisito del ciclo di lavoro, requisito del livello di rumore o un requisito di feedback.

 Tabella di valutazione IP per un attuatore lineare

Ora che hai gli strumenti necessari per ridimensionare l'attuatore giusto per le tue esigenze, puoi controllare la nostra selezione di attuatori lineari presso Firglli Automation.

 

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

Share this article

Prodotti in primo piano

Attuatori lineari Classic Rod
Attuatori lineari Classic Rod In Stock
From $109.99USD
water resistant IP66 Premium Linear Actuator
Attuatori lineari Premium In Stock
$129.99USD
Bullet Serie 50 Cal. Attuatori lineari
Bullet Serie 50 Cal. Attuatori lineari In Stock
From $279.99USD

Hai bisogno di aiuto per trovare l'attuatore giusto?

Progettiamo di precisione e produciamo i nostri prodotti in modo da ottenere prezzi diretti dai produttori. Offriamo la spedizione in giornata e un'assistenza clienti competente. Prova a utilizzare il nostro calcolatore dell'attuatore per ottenere aiuto nella scelta dell'attuatore giusto per la tua applicazione.