リニアアクチュエータのサイズはどのように決めますか?

どのサイズのリニアアクチュエータが必要ですか?
リニアアクチュエータのサイズを決定する際に知っておくべきこと

この記事は、アプリケーションに適したリニアアクチュエータのサイズを決定するのに役立ち、適切なアクチュエータを特定するために使用できるいくつかの重要な基準について説明します。最初にリニアアクチュエータについてもっと学ぶ必要があると感じたら、私たちの アクチュエータ101ブログ または私たちの リニアアクチュエータの動作ポスト。

リニアアクチュエータの種類

4つの主なタイプがあります リニアアクチュエータ:油圧、電気、空気圧、および機械。これらにはそれぞれ独自の欠点と利点がありますが、一般に、電動リニアアクチュエータは、簡単な実装、精度、および力の最適なバランスを提供します。油圧、空気圧、および機械式アクチュエータのセットアップはより複雑であるため、これらのタイプのアクチュエータのサイズを決定する際には、追加の要素を考慮する必要がある場合があります。さまざまなタイプのリニアアクチュエータについて詳しく知る必要があると思われる場合は、 このガイド.

 リニアアクチュエータのサイズ設定方法

利用可能なリニアアクチュエータのタイプごとに異なるバリエーションがあります。 支柱を持ち上げる そして トラックアクチュエータ。リニアアクチュエータの適切なタイプとサイズの選択は、アプリケーションのニーズによって異なります。適切なリニアアクチュエータのサイズを決定するためにおそらく必要となる一般的な要件をいくつか示します。しかし、あなたがあなたのために数字を計算するためのツールを探しているなら、私たちの リニアアクチュエータ計算機.

リニアアクチュエータに必要な力は、引っ張る、押す、持ち上げる、または保持する重量に関連しています。リニアアクチュエータのメーカーが提供する力の仕様には、動的と静的の2種類があります。

 

動的な力 (または負荷)は、アクチュエータがオブジェクトを移動するために適用できる最大の力です。この仕様を使用して、アクチュエータが目的の負荷を移動できるかどうかを判断します。一部のリニアアクチュエータは、押したり引いたりするための動的負荷仕様が異なります。つまり、アクチュエータは同じ最大力を押したり引いたりすることはできません。

 

静力 (または負荷)は、アクチュエータが動いていないときに保持できる最大重量です。静的負荷制限は、次のようなアプリケーションで考慮することが重要です。 シットスタンドデスク、アクチュエータが動かないときに大きな重量を保持することが期待される場合。

 リニアアクチュエータのサイズはどのように決めますか

あらゆるアプリケーションで必要な力は、移動する重量だけでなく、使用中のアクチュエータの数や設計の物理的形状にも依存します。正確な力の要件を決定するために、力の合計とトルクの合計という2つの基本的な物理式を適用できます。 1つの軸に沿ってオブジェクトを移動するだけの場合は、右のブロック図のように、すべてのアクチュエータからの合計力が移動する重量よりも大きいことを確認する必要があります。ただし、たとえばアクチュエータを使用して蓋を開く場合、関係する力がさまざまな角度で加えられるため、これはより複雑になります。三角法が得意で、物理学を知っている場合は、力とトルクの合計を使用して、正確な力の要件を決定できます。しかし、そうでない場合は、私たちの便利なを使用することができます リニアアクチュエータ計算機, これらの困難な状況のためだけに設計されています。

 これがリニアアクチュエータのサイズです

注意: 必要な力の要件を決定したら、静的および動的な力の仕様が操作能力の絶対的な限界であるため、これらの仕様が必要なアクチュエータを選択することをお勧めします。

ストローク長

リニアアクチュエータでオブジェクトを移動するために必要な距離は、ストローク長の要件です。蓋を開けるなどのアプリケーションでは、三角法を使用して、目的のリニアアクチュエータから必要な正確な距離を特定する必要がある場合があります。使用しているアクチュエータのタイプによっては、ストロークの長さがわずかに異なる場合があります(つまり、トラックアクチュエータの場合のように、ストロークの長さはトラックの長さです)。ただし、ほとんどの場合、リニアアクチュエータの移動距離がわかったら、ストローク長がその値以上のアクチュエータを選択する必要があります。ストロークの長さは、全長を含むリニアアクチュエータのいくつかの機能に影響を与えます。

速度

一部のアプリケーションでは、速度が設計の重要な要件になりますが、他の状況では、ストロークの長さや力ほど重要ではない場合があります。ストローク長と同様に、アクチュエータを動かしたい速度がある場合は、希望の速度またはその前後の速度仕様のリニアアクチュエータを選択する必要があります。ただし、アクチュエータが移動する実際の速度は、アクチュエータが移動する負荷のサイズに影響されます。この影響は必ずしも重要ではありませんが、一部のリニアアクチュエータの製造元は、以下のような速度と負荷のパフォーマンスグラフを提供します。これにより、特定の負荷に対するアクチュエータの速度の推定値を取得できます。

一般的に言えば、電子リニアアクチュエータの場合、高力のアクチュエータは低力のアクチュエータよりもゆっくりと動きます。高力で高速のアクチュエータが必要な場合は、他のタイプのアクチュエータを検討する必要があるかもしれません。

 リニアアクチュエータのサイズを決める方法を示すグラフ

最高速度は必ずしも重要ではなく、制御が必要な場合もあります。速度制御が必要な場合は、アクチュエータを モータードライバーとArduinoマイクロコントローラー。アクチュエータがモータードライバーと簡単にインターフェースできることを確認し、閉ループ制御が必要な場合はフィードバックを提供できるようにする必要があります。

電力要件

電子リニアアクチュエータの電力要件には、電圧入力と最大消費電流の2つの側面があります。入力電圧または定格電圧は、アクチュエータが設計されている電圧であり、アクチュエータに供給される最大電圧である必要があります。入力電圧はACまたはDCのいずれかであり、通常は12VDCまたは120VACなどの標準値です。最大消費電流は、アクチュエータが安全に消費する最大電流量であり、電圧とは異なり、アクチュエータの実際の消費電流はこの値よりも低くする必要があります。アクチュエータの実際の消費電流は、アクチュエータの負荷のサイズに関連します。負荷が大きいほど、消費電流は大きくなります。

 リニアアクチュエータのサイジングに必要な電力

アクチュエータがプロジェクトの主要な電気機械的機能である場合は、その電力要件を使用して、プロジェクトの電源やその他の電気部品を特定できます。ただし、ロボットプラットフォームなどのより複雑なシステムでは、特定の電圧または最大消費電流に制限される場合があります。消費電流が大きいほど、バッテリーの消耗が早くなるため、バッテリー駆動のアプリケーションでは電力要件も重要になります。可能であれば、高電圧アクチュエータを使用すると、同じレベルの力と速度で消費電流が少なくなるため、高電圧アクチュエータを使用できます(つまり、12Vから24Vになります)。

アプリケーション固有の考慮事項

このブログでは、リニアアクチュエータのサイズを決定するためのいくつかの重要な仕様について説明していますが、適切なリニアアクチュエータを選択する際に考慮する必要のあるアプリケーション固有のニーズは常にあります。アクチュエータが動作する環境と同様に、耐久性に影響を与える可能性があり、動作温度、エンクロージャ保護クラス(IP)、アクチュエータの材質などの仕様が含まれます。アクチュエータに使用できる物理的なサイズと取り付けオプションは、プロジェクト内で機能する場合と機能しない場合があります。その他の重要な要件の考慮事項は次のとおりです。 デューティサイクル要件、ノイズレベル要件、またはフィードバック要件。

 リニアアクチュエータのIP定格チャート

ニーズに合ったアクチュエータのサイズを決定するためのニーズツールが揃ったので、次の選択肢を確認できます。 FirglliAutomationのリニアアクチュエータ.

 

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

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