Innenleben eines Linearantriebs

Wie ein Linearantrieb tatsächlich funktioniert

Es beginnt mit der Rotationsbewegung.

Wir dachten, Sie möchten genau verstehen, wie ein Linearaktuator funktioniert, und wenn Sie die Grundprinzipien verstehen, würden Sie verstehen, warum es immer einen Kompromiss zwischen Kraft und Geschwindigkeit gibt und wie wichtig dies für Sie bei der Auswahl des richtigen Aktuators ist für Ihre Bewerbung.

Linearaktuatoren arbeiten normalerweise nach demselben Prinzip, dh sie drehen die Drehbewegung eines Wechselstrom- oder Gleichstrommotors über eine Leitspindel in eine Linearbewegung um. Die meisten Aktuatoren werden von typischen 12V-24-Gleichstrommotoren angetrieben, um die Drehbewegung zu erzeugen. Durch Zahnräder und eine Leitspindel wird diese Drehbewegung in eine lineare Bewegung umgewandelt.

Was steckt noch in einem Aktuator?

90% der Linearaktuatoren sind mit eingebauten Endschaltern ausgestattet, die den Aktuator automatisch stoppen, wenn er das Ende seines Hubs erreicht, sowohl in der ausgefahrenen als auch in der eingefahrenen Position. Weitere Hauptkomponenten sind das Getriebe, eine Gewindespindel und eine Acme-Antriebsmutter, die sich ebenfalls verdoppeln, um den Endschalter zu betätigen, sobald er seine Position am Ende des Hubs erreicht hat, entweder ausgefahren oder eingefahren. Die Zahnräder werden einfach verwendet, um die Drehzahl des Gleichstrommotors zu verringern, was wiederum die Drehmomentkraft erhöht, und wenn sie über die Leitspindel in eine lineare Bewegung umgewandelt werden, bieten sie auch mehr lineare Kraft. Wie zu erwarten ist, ist die Kraft umso geringer, je niedriger das Übersetzungsverhältnis, desto höher die Geschwindigkeit. Durch das Wechseln dieser Gänge bieten wir allen unseren Aktuatoren unterschiedliche Geschwindigkeiten und Kräfte. Unten sehen Sie das Innenleben eines Stellantriebs, während wir den Motor in beide Richtungen laufen lassen.

Mit Firgelli-Aktuatoren ändern wir die Länge der Leitspindeln und Stangen / Wellen, um längere oder kürzere Hübe zu erzielen, und wir ändern die Übersetzungsverhältnisse, um Ihnen verschiedene Optionen wie Kraft und Geschwindigkeit zu bieten. Da die Drehzahl des Gleichstrommotors konstant ist, werden Kraft und Drehzahl immer gegeneinander abgewogen. Dies bedeutet, dass ein Linearantrieb mit hoher Kraft ein hohes Übersetzungsverhältnis verwendet, dies verringert jedoch die Geschwindigkeit und umgekehrt. Denken Sie daran, dass die Drehzahl des Gleichstrommotors mit der Spannung konstant ist. Wenn Sie mit einer höheren Spannung arbeiten, wird die Drehzahl erhöht, der Lebenszyklus kann jedoch verkürzt werden.

Alle guten Dinge gehen zu Ende

Eine der wichtigsten Komponenten eines Linearantriebs sind End-of-End-Mikroschalter. Diese sind sehr wichtig, da der Aktuator ohne diese einfach versucht, in Bewegung zu bleiben, selbst wenn er die Grenze seines Hubs erreicht hat. Das Ergebnis wird entweder intern ein mechanischer Fehler sein, wahrscheinlich wenn der Gleichstrommotor durchbrennt, weil er sich immer noch drehen möchte.

Sie fragen sich vielleicht, wie Sie einen Aktuator umkehren können, wenn er den Endschalter auslöst? Wie Sie in der Abbildung unten sehen können, hat jeder Endschalter auch eine DIODE. Dioden arbeiten als eine Art Einweg-Rückschlagventil für Strom. Sie ermöglichen den Durchfluss in die eine, aber nicht in die andere Richtung. Dies bedeutet, dass Sie die Polarität des Motors immer noch umkehren können. Auch wenn er nicht in eine Richtung fährt, weil er sich am Ende seiner Fahrt befindet, kann der Aktuator dennoch in die andere Richtung fahren .

 

Das Verfahren, das in Linearaktuatoren verwendet wird, um die Wellenbewegung der Aktoren am Ende jedes Hubs zu stoppen, ist die Verwendung von Micro-Switches, um die Leistung an den Gleichstrommotor zu schneiden, wenn die Grenze ausgelöst wird. Die Micro-Schalter haben Dioden auf ihnen, die es Ihnen ermöglichen, die Polarität umzukehren, um die Richtung zu ändern und der Motor kann rückwärts arbeiten, auch wenn der Endschalter ausgelöst wird. Dioden funktionieren als eine Art Einbahnstraße. Strom kann also nur in eine Richtung durch eine Diode gehen, aber nicht umgekehrt.  Sobald sich die Antriebswelle zurückgezogen hat und den Verlängerungs-Endschalter nicht mehr berührt, geht der Strom wieder durch den Endschalter und ermöglicht die Bewegung in beide Richtungen.
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