Determinando a força que está sendo aplicada por seu atuador linear

Você já não deveria saber?

Ao selecionar um atuador linear para qualquer projeto, você deve sempre determinar uma estimativa da quantidade de força necessária do seu atuador linear, pois é um aspecto fundamental na escolha do atuador certo para o seu projeto. Mas o cálculos para determinar essas estimativas podem ser complexos e sujeito a erros de medição e arredondamento. Embora algumas aplicações possam ser simples, como empurrar um objeto para cima e para baixo, torna-se muito mais complexo quando você precisa levar em consideração outras forças, como o atrito, que é difícil de identificar, pois o coeficiente exato de atrito é difícil de determinar e sujeito a erros. . Depois, há aplicações que exigem a alteração dos ângulos de força, como na abertura de uma escotilha, o que significa que a força exigida do seu atuador mudará durante sua operação. Mesmo com o nosso Calculadora de Atuador Linear auxiliando você em seus cálculos, se você alterar ligeiramente a posição de montagem ao construir fisicamente seu projeto, isso alterará a força necessária a ser aplicada pelo seu atuador linear.

 Aplicação do Atuador Linear Hatch

Por que você gostaria de saber?

Existem alguns motivos práticos pelos quais você gostaria de saber a força exata aplicada pelo seu atuador linear, fora da curiosidade básica. Em primeiro lugar, você pode precisar saber a força exata aplicada para resolver um problema em seu projeto. Isso pode variar desde o atuador linear sendo incapaz de mover a carga desejada até o atuador linear se movendo mais lentamente do que o desejado. Para o último problema, você pode usar gráficos de desempenho Velocidade VS Carga, como o mostrado abaixo, para ver como você esperaria que a velocidade do atuador mudasse para uma determinada carga. Como você pode ver no gráfico abaixo, o quanto a velocidade do seu atuador linear é impactada pela carga varia de acordo com o atuador linear selecionado.

Gráfico de desempenho de velocidade versus carga

Em segundo lugar, você pode querer saber a força exata aplicada pelo seu atuador linear, se estiver preocupado com a vida útil do seu atuador linear. Embora um atuador linear seja classificado para uma força máxima a ser aplicada, quanto mais próximo você estiver do limite resultará em uma expectativa de vida útil mais curta para esse atuador. Isto ocorre simplesmente porque a maior força necessária resultará em mais tensão nos componentes do atuador. Se você medir a força aplicada pelo seu atuador e ela estiver próxima da classificação de carga do atuador, considere atualizar para um atuador com classificação de força mais alta para a melhoria da esperança de vida.

 

Finalmente, você pode querer saber a força exata aplicada pelo seu atuador linear, se o seu sistema funcionar com bateria. Isso ocorre porque quanto maior a força aplicada por um atuador linear, mais energia ele consumirá e descarregará a bateria mais rapidamente. Conforme visto no gráfico de desempenho Corrente VS Carga na seção abaixo, o uso de um atuador de força mais alta resultará em uma redução no consumo de corrente para uma determinada carga. Você também pode considerar mudar de um atuador de 12 V para um atuador de 24 V, pois o consumo de corrente será menor para uma determinada carga no atuador de 24 V em comparação com um atuador de 12 V. 

Como você mede a força exata aplicada?

Para medir a força aplicada por um atuador linear, podemos medir o consumo de corrente do atuador linear enquanto ele está em movimento. Como a energia consumida pelo atuador está relacionada à força aplicada pelo atuador e a tensão permanecerá consistente, seja 12 ou 24 V, o consumo de corrente aumentará linearmente com o aumento da força. Isso pode ser visto no gráfico de desempenho do Current VS Load abaixo. Depois que o consumo de corrente for medido, você poderá usar o gráfico de desempenho Corrente VS Carga para estimar a força aplicada pelo seu atuador linear. Esta não é uma solução perfeita e ainda pode estar sujeita a erros, mas é uma boa solução para estimar a força aplicada que você pode comparar com seus cálculos de projeto. É também uma solução bastante simples, onde você não precisará alterar drasticamente seu projeto para poder estimar a força aplicada.

 Gráfico atual de desempenho de carga VS

Em aplicações onde você está movendo um objeto em um eixo, ou seja, sem alteração de ângulos, o valor atual deve ser um tanto estável, uma vez em movimento, pois a força deve ser constante nessas aplicações. Em aplicações do tipo hachura, ou seja, com ângulos variáveis, os valores atuais mudarão, pois a força não é constante. Nessas aplicações, você precisará acompanhar o valor da corrente durante toda a operação do atuador linear para determinar onde ocorre o valor de força mais alto. Também haverá um pico de corrente quando o atuador começar a se mover, isso ocorre porque o coeficiente de atrito estático é maior que o coeficiente de atrito dinâmico para os mesmos materiais.

Como você mede o consumo atual? 

Para medir o sorteio atual do seu atuador linear, existem alguns métodos que você pode escolher. A solução mais básica é usar um multímetro, configurado para ler Ampere, em série com um dos terminais do atuador linear e, em seguida, rastrear o consumo de corrente conforme o atuador se move. À medida que o atuador se move, o consumo atual será exibido no multímetro para você acompanhar. Outra opção é usar um Sensor atual que, como o multímetro, será conectado em série com um dos cabos do atuador linear. Ao contrário do multímetro, o sensor de corrente não terá um display que você possa simplesmente ler, você precisará medir a saída de tensão analógica do sensor, que aumenta com valores de corrente mais altos, para medir a corrente. Provavelmente, você precisará usar um microcontrolador para ler esse valor analógico e convertê-lo em uma leitura de corrente real usando o valor de sensibilidade do sensor. Embora haja configuração adicional com o uso de um sensor de corrente, ele tem a vantagem de que o microcontrolador pode medir e salvar constantemente a leitura do consumo de corrente muito mais rápido do que um ser humano.

Unidade de sensor de corrente de efeito Hall

Share This Article
Tags:

Need Help Finding the Right Actuator?

We precision engineer and manufacture our products so you get direct manufacturers pricing. We offer same day shipping and knowledgeable customer support. Try using our Actuator Calculator to get help picking the right actuator for your application.