您如何確定線性執行器的尺寸?

我需要什麼尺寸的線性執行器?
調整線性執行器尺寸時需要了解的內容

本文將幫助您確定適合您的應用的線性致動器的尺寸,並涵蓋一些關鍵條件,這些條件可用來確定適合您的致動器。如果您認為需要首先了解有關線性執行器的更多信息,請查看我們的 執行器101博客 或我們的 線性致動器的工作原理。

線性執行器的類型

有四種主要類型的 線性執行器:液壓,電動,氣動和機械。這些中的每一個都有其自身的缺點和益處,但是通常,線性電動執行器可為您提供簡單實現,精度和力的最佳平衡。由於液壓,氣動和機械執行器的設置較為複雜,因此在確定這些類型的執行器的尺寸時可能需要考慮其他因素。如果您需要了解有關不同類型的線性執行器的更多信息,請查看 本指南.

 線性執行器的尺寸

每種類型的線性執行器都有不同的變化形式,例如 升降柱履帶執行器。選擇合適的類型和尺寸的線性執行器將取決於您的應用需求。您可能需要確定一些正確的尺寸,然後選擇合適的線性執行器。但是,如果您正在尋找一種可以為您計算數字的工具,請查看我們的 線性執行器計算器.

線性執行器所需的力與您要拉,推,抬或握住的重量有關。線性執行器製造商將提供兩種類型的力規格:動態和靜態。

 

動態力 (或負載)是執行器施加以移動物體的最大力。您將使用此規範來確定執行器是否能夠移動所需的負載。某些線性執行器將具有不同的推和拉動載荷規格,這意味著執行器無法推或拉相同的最大力。

 

靜力 (或負載)是執行器不移動時可以保持的最大重量。靜態負載限制在諸如 坐站式辦公桌,在不移動時,執行器可能會承受較大的重量。

 線性執行器尺寸如何

您在任何應用中所需的力不僅取決於所移動的重量,還取決於所用致動器的數量和設計的物理幾何形狀。要確定確切的力要求,您可以應用兩個基本的物理公式:力的總和和轉矩的總和。如果僅沿一個軸移動對象,則只需要確保來自所有執行器的總力大於所移動的重量即可,如右圖的框圖。但是,例如,如果您使用執行器打開蓋子,由於涉及的力將以不同的角度施加,這將變得更加複雜。如果您擅長三角學並且熟悉物理學,則可以使用力和扭矩的總和來確定您的確切力要求。但是,如果沒有,您可以使用我們的便捷工具 線性執行器計算器, 專為這些困難的情況而設計。

 這就是您確定線性執行器尺寸的方式

注意: 一旦確定了所需的力要求,最佳實踐就是選擇一個具有更大靜力和動態力規格的執行器,因為這些規格應該是操作能力的絕對極限。

行程

使用線性執行器移動對象所需的距離是您的行程長度要求。在打開蓋子之類的應用中,您可能需要使用一些三角函數來確定距所需線性致動器的確切距離。根據您使用的執行器的類型,行程長度可能會略有不同(例如,在履帶式執行器中,行程長度就是履帶的長度)。但是在大多數情況下,一旦知道了線性致動器要移動的距離,就應該選擇行程長度等於或大於該值的致動器。行程長度將影響線性執行器的某些功能,包括總長度。

速度

在某些應用中,速度將是設計中的關鍵要求,而在其他情況下,速度可能不如行程長度或作用力重要。像行程長度一樣,如果希望執行器移動的是期望速度,則應選擇速度規格在期望速度左右的線性執行器。雖然,執行器移動的實際速度將受到其移動負載大小的影響。這種影響並不總是很明顯,但是某些線性執行器製造商將提供如下的“速度與負載”性能圖,使您可以估算給定負載下執行器的速度。

一般而言,對於電子線性致動器,高力致動器的運動將比低力致動器慢。如果需要高力和高速的執行器,則可能需要考慮其他類型的執行器。

 該圖顯示瞭如何調整線性執行器的尺寸

最高速度並不總是很重要,有時您需要控制。如果需要速度控制,則需要將執行器與 電機驅動器和Arduino微控制器。您需要確保執行器可以輕鬆地與電動機驅動器連接,並且在需要閉環控制時可以提供反饋。

電源要求

任何電子線性致動器的功率要求有兩個方面,即電壓輸入和最大電流消耗。輸入電壓或額定電壓是執行器的設計電壓,應該是提供給執行器的最大電壓。輸入電壓可以是AC或DC,通常是標準值,例如12V DC或120V AC。最大電流消耗是執行器將安全吸收的最大電流量,與電壓不同,執行器的實際電流消耗應小於此值。執行器的實際電流消耗與執行器上負載的大小有關,負載越大,電流消耗就越大。

 調整線性執行器的功率要求

如果執行器是項目的主要機電功能,則只需使用其電源要求即可確定項目的電源和其他電氣組件。但是在更複雜的系統(例如機器人平台)中,您可能會受限於特定的電壓或最大電流消耗。功率要求在電池供電的應用中也很重要,因為電流消耗越高,電池就會越快耗盡。如果可能的話,您可以使用較高電壓的執行器(即從12V變為24V),因為較高電壓的執行器在相同的力和速度下會消耗較少的電流。

特定於應用程序的注意事項

儘管此博客涵蓋了一些確定線性執行器尺寸的關鍵規格,但是在選擇正確的線性執行器時,總會有一些特定的應用需求。像執行器的工作環境一樣,這可能會影響耐用性,並且包括諸如工作溫度,外殼防護等級(IP)和執行器材料之類的規格。執行器可用的物理尺寸和安裝選項在項目中可能會也可能不會起作用。其他重要的需求注意事項包括: 佔空比要求,噪聲級別要求或反饋要求。

 線性執行器的IP等級表

現在,您已經擁有了適合您需求的定尺寸執行器所需的工具,您可以查看我們精選的 菲爾格利自動化的線性執行器.

 

{1} https://techathlon.com/ip68-ip67-code-rating-smartphones/

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