كيف يمكنك تحديد حجم المحرك الخطي؟

ما تحتاج إلى معرفته عند تغيير حجم المحرك الخطي

ستساعدك هذه المقالة في تحديد حجم المشغل الخطي المناسب لتطبيقك وستغطي بعض المعايير الأساسية التي يمكن استخدامها لتحديد المشغل المناسب لك. إذا كنت تشعر أنك بحاجة إلى معرفة المزيد عن المحركات الخطية أولاً، فاطلع على موقعنا المحرك 101 بلوق أو لدينا كيف تعمل المحركات الخطية.

تحجيم المحرك يمكن وضعها في 3 أقسام رئيسية. 1. القوة المطلوبة، 2. السكتة الدماغية المطلوبة، 3. السرعة المطلوبة. عادةً ما يكون أحد هذه الأشياء هو الأكثر أهمية بالنسبة لك مثل السكتة الدماغية، لأنه لفتح أو إغلاق شيء ما، فإن السكتة الدماغية هي شيء لا يمكن استبداله. السكتات الدماغية هي المسافة التي تتحرك من خلالها المحركات. القوة، هي عادةً ما تكون التالية وتمثل مقدار القوة المطلوبة لدفع أو سحب الجهاز الذي تريد تحريكه. وأخيرًا، السرعة، هي الميزة التي يحتاجها معظم الناس وبالتالي يمكن مقايضتها بالقوة. تذكر أنه كلما زادت القوة، انخفضت السرعة، والعكس صحيح. 

لنستعرض كل ميزة واحدة تلو الأخرى:

قوة

ترتبط القوة التي تحتاجها من المحرك الخطي الخاص بك بمقدار الوزن الذي تقوم بسحبه أو دفعه أو رفعه أو حمله. هناك نوعان من مواصفات القوة التي ستقدمها الشركات المصنعة للمشغلات الخطية: الديناميكية والثابتة والوحدات التي نستخدمها هي رطل (رطل) وقد ترى أيضًا نيوتن (N) مستخدمًا أيضًا. 

القوة الديناميكية (أو الحمل) هو الحد الأقصى للقوة التي يمكن للمشغل تطبيقها لتحريك جسم ما. ستستخدم هذه المواصفات لتحديد ما إذا كان المشغل سيكون قادرًا على تحريك الحمل المطلوب أم لا. سيكون لبعض المحركات الخطية مواصفات حمل ديناميكي مختلفة للدفع والسحب، مما يعني أن المشغل لا يمكنه الدفع أو السحب بنفس القوة القصوى.

القوة الساكنة (أو الحمل) هو الحد الأقصى للوزن الذي يمكن للمشغل الاحتفاظ به عندما لا يتحرك. من المهم مراعاة حد التحميل الثابت في تطبيقات مثل مكتب الجلوس والوقوف، حيث من المتوقع أن يحمل المشغل وزنًا كبيرًا عند عدم التحرك. 

تعتمد القوة التي تحتاجها في أي تطبيق على أكثر من مجرد مقدار الوزن الذي تحركه، ولكن أيضًا على عدد المحركات المستخدمة والهندسة الفيزيائية لتصميمك. لتحديد متطلبات القوة بدقة، يمكنك تطبيق صيغتين فيزيائيتين أساسيتين: جمع القوى وجمع عزم الدوران. إذا كنت تقوم بتحريك جسم ما على طول محور واحد فقط، فأنت ببساطة تحتاج إلى التأكد من أن القوة الإجمالية من جميع المحركات الخاصة بك أكبر من الوزن الذي تحركه، مثل الرسم التخطيطي الموجود على اليمين. ولكن إذا كنت تستخدم المحرك لفتح الغطاء، على سبيل المثال، يصبح الأمر أكثر تعقيدًا لأن القوى المعنية سيتم تطبيقها بزوايا مختلفة. إذا كنت جيدًا في علم المثلثات وتعرف الفيزياء الخاصة بك، فيمكنك استخدام مجموع القوى وعزم الدوران لتحديد متطلبات القوة بدقة. ولكن إذا لم يكن الأمر كذلك، يمكنك استخدام مفيد لدينا حاسبة المحرك الخطي, والذي تم تصميمه فقط لهذه المواقف الصعبة.

ملحوظة: بمجرد تحديد متطلبات القوة المطلوبة، فمن أفضل الممارسات تحديد مشغل يحتوي على مواصفات قوة ثابتة وديناميكية أكبر تحتاجها حيث يجب أن تمثل هذه المواصفات الحدود المطلقة لقدرتك التشغيلية.

طول السكتة الدماغية

المسافة التي تحتاجها لتحريك كائن باستخدام مشغل خطي هي متطلبات طول الحد. قد تحتاج إلى استخدام بعض علم المثلثات لتحديد المسافة الدقيقة التي تحتاجها من المشغل الخطي المطلوب في تطبيقات مثل فتح الغطاء. اعتمادًا على نوع المشغل الذي تستخدمه، قد يعني طول الشوط شيئًا مختلفًا قليلاً (على سبيل المثال، كما هو الحال في مشغلات المسار، يكون طول الشوط هو طول المسار). ولكن بالنسبة للجزء الأكبر، بمجرد معرفة المسافة التي تريد أن يتحركها المحرك الخطي، يجب عليك اختيار مشغل بطول حد يساوي أو أعلى من تلك القيمة. سيؤثر طول الشوط على بعض ميزات المشغل الخطي بما في ذلك الطول الإجمالي.

سرعة

في بعض التطبيقات، ستكون السرعة متطلبًا أساسيًا في تصميمك، بينما في حالات أخرى، قد تكون أقل أهمية من طول الضربة أو القوة. مثل طول الشوط، إذا كانت لديك السرعة المطلوبة التي تريد أن يتحرك بها المحرك الخاص بك، فيجب عليك تحديد مشغل خطي بمواصفات السرعة بالسرعة المطلوبة أو حولها. على الرغم من أن السرعة الفعلية التي سيتحرك بها مشغلك ستتأثر بحجم الحمل الذي يتحرك به. هذا التأثير ليس دائمًا مهمًا، ولكن بعض الشركات المصنعة للمشغلات الخطية ستوفر رسومًا بيانية لأداء السرعة مقابل الحمل، كما هو موضح أدناه، والتي تسمح لك بالحصول على تقدير لسرعة المشغل لحمل معين.

بشكل عام، بالنسبة للمحركات الخطية الإلكترونية، فإن المحركات ذات القوة العالية سوف تتحرك بشكل أبطأ من المحركات ذات القوة المنخفضة. إذا كنت بحاجة إلى محركات عالية القوة وعالية السرعة، فقد تحتاج إلى التفكير في أنواع أخرى من المحركات.

السرعة القصوى ليست مهمة دائمًا، ففي بعض الأحيان تريد التحكم. إذا كنت بحاجة إلى التحكم في السرعة، فستحتاج إلى توصيل المشغل الخاص بك بـ سائق المحرك ومتحكم اردوينو. ستحتاج إلى التأكد من أن المحرك الخاص بك يمكن أن يكون قادرًا بسهولة على التفاعل مع برنامج تشغيل المحرك الخاص بك ومن المحتمل أن يقدم تعليقات إذا كان التحكم في الحلقة المغلقة مطلوبًا.

متطلبات الطاقة

هناك جانبان لمتطلبات الطاقة لأي مشغل خطي إلكتروني، مدخلات الجهد وسحب التيار الأقصى. جهد الإدخال أو الجهد المقنن هو الجهد الذي تم تصميم المشغل من أجله ويجب أن يكون أقصى جهد يتم توفيره للمشغل. يمكن أن يكون جهد الإدخال إما تيار متردد أو تيار مستمر وعادةً ما تكون قيمًا قياسية، مثل 12 فولت تيار مستمر أو 120 فولت تيار متردد. الحد الأقصى لسحب التيار هو الحد الأقصى لمقدار التيار الذي سيسحبه المشغل بأمان، وعلى عكس الجهد، يجب أن يكون سحب التيار الفعلي لمشغلك أقل من هذه القيمة. سيكون السحب الحالي الفعلي للمشغل الخاص بك مرتبطًا بحجم الحمل على المشغل، فكلما زاد الحمل سيؤدي إلى سحب تيار أعلى.

إذا كان المشغل الخاص بك هو الميزة الكهروميكانيكية الرئيسية لمشروعك، فيمكنك ببساطة استخدام متطلبات الطاقة الخاصة به لتحديد مصادر الطاقة والمكونات الكهربائية الأخرى لمشروعك. ولكن في الأنظمة الأكثر تعقيدًا، مثل المنصة الآلية، قد تكون مقيدًا بجهد معين أو الحد الأقصى لسحب التيار. ستكون متطلبات الطاقة مهمة أيضًا في التطبيقات التي تعمل بالبطارية، حيث أنه كلما زاد السحب الحالي، زادت سرعة نفاد البطارية. إذا كان ذلك ممكنًا، يمكنك استخدام مشغل ذو جهد أعلى (أي الانتقال من 12 فولت إلى 24 فولت) لأن المشغلات ذات الجهد العالي سوف تسحب تيارًا أقل لنفس المستوى من القوة والسرعة.

اعتبارات محددة للتطبيق

في حين أن هذه المدونة قد غطت بعض المواصفات الأساسية لتحديد حجم المشغل الخطي الخاص بك، ستكون هناك دائمًا احتياجات خاصة بالتطبيقات ستحتاج إلى أخذها في الاعتبار عند اختيار المشغل الخطي المناسب. مثل البيئة التي سيعمل فيها المحرك الخاص بك، والتي قد تؤثر على المتانة وقد تتضمن مواصفات مثل درجة حرارة التشغيل، وفئة حماية العلبة (الملكية الفكرية)، والمواد من المحرك. الحجم المادي وخيارات التركيب المتاحة للمشغل قد تعمل أو لا تعمل ضمن المشروع. تشمل اعتبارات المتطلبات المهمة الأخرى ما يلي: متطلبات دورة العملأو متطلبات مستوى الضوضاء أو متطلبات التغذية الراجعة.

الآن بعد أن أصبحت لديك الأدوات اللازمة لتحديد حجم المشغل المناسب لاحتياجاتك، يمكنك التحقق من مجموعتنا المختارة المحركات الخطية في Firglli Automation.

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