چه قدرتی از محرک خطی لازم دارم؟

من به دنبال چه هستم؟

قدرت یک محرک خطی میزان نیرویی است که می تواند تحویل دهد. این به طور معمول از نظر Newtons (N) برای واحدهای متریک و پوند (پوند) برای واحدهای امپریالیستی مشاهده می شود. دو نوع مشخصات نیرو وجود دارد که تولید کنندگان محرک خطی ارائه می دهند: پویا و استاتیک.

نیروی پویا (یا بار پویا) حداکثر نیرویی است که محرک می تواند برای جابجایی یک شی اعمال کند.

نیروی ایستا (یا بار استاتیک) حداکثر وزنی است که محرک هنگام حرکت نمی تواند نگه دارد.

این مشخصات نیرو به طور کلی عوامل اصلی در تعیین چه محرک خطی برای پروژه خود هستند. اگر نمی دانید هنگام انتخاب یک محرک خطی ، چه فاکتورهای دیگری را می خواهید در نظر بگیرید ، پست ما را در این مورد بررسی کنید اینجا.  

هنگام تلاش برای جابجایی یک شی با یک محرک خطی ، باید تعیین کنید که حداقل نیروی پویا محرک خطی شما می تواند داشته باشد. این نیرو بیش از مقدار وزنی که می خواهید حرکت کنید بستگی دارد ، بلکه تعداد محرک های درگیر و هندسه فیزیکی طراحی شما نیز وجود دارد. برای تعیین نیاز دقیق نیروی در هر برنامه ، باید اولین قانون حرکت نیوتن را اعمال کنید. این قانون بیان می کند که یک شیء در حالت استراحت تمایل دارد در حالت استراحت بماند مگر اینکه توسط یک نیروی عدم تعادل عمل شود. برای ما ، این بدان معناست که نیرو از محرک خطی ما باید بیشتر از مجموع نیروهایی باشد که در برابر جهت مورد نظر ما عمل می کنند. این راهنما شما را در نحوه محاسبه نیروهای درگیر با استفاده از نمونه های اساسی طی می کند.

سریع کنار: نمودارهای بدن رایگان نمودارهای ساده اشیاء هستند که برای تجسم نیروهای اعمال شده روی آن استفاده می شوند. استفاده از این نمودارها عمل خوبی برای تجسم تمام نیروهای درگیر و جهت گیری آنها است.

حرکت یک بعدی

ساده ترین مورد استفاده از محرک خطی برای ارائه حرکت ، استفاده از یک محرک برای جابجایی یک شی در یک محور است. همانطور که در نمودار بدن آزاد در کنار این پاراگراف نشان داده شده است ، نیرویی که توسط محرک خطی اعمال می شود برچسب به عنوان F است و وزن شیء به عنوان W. به عنوان W. برای تعیین نیروی پویا مورد نیاز از محرک خطی ، به سادگی جمع می کنید نیروهای در جهت های منفی از مجموع نیروها در جهت مثبت ، که باید بیشتر از صفر باشد تا منجر به Motio \ n شود. برای این مثال ، F - W> 0 می شود. سپس باید F را برای F حل کنید ، که F> W می شود.  این بدان معنی است که نیاز به نیروی پویا از محرک خطی باید بزرگتر از وزن جسم باشد.     

در موردی که از بیش از یک محرک خطی استفاده می کنید ، مانند بدن آزاد نمودار نشان داده شده در اینجا ، شما همان روند فوق را دنبال می کنید. برای این مثال ، جمع شدن نیروها F - W> 0 یا 2*F - W> 0. می شود. سپس حل برای F F> ½*W می شود. این بدان معناست که نیرویی که توسط یک محرک اعمال می شود می تواند کمتر از وزن جسم باشد ، اما نیروی کل هر دو باید بزرگتر باشد.

اصطکاک

موارد فوق اصطکاک را در محاسبات تعادل نیرو خود نادیده گرفت ، که ممکن است در درخواست شما اینگونه باشد یا نباشد. میزان نیروی اصطکاک (F) برابر با ضریب اصطکاک (U) برابر یک نیروی عادی (N) است. ضریب اصطکاک به طور معمول بین 0 تا 1 است (اگرچه می تواند از 1 بیشتر باشد) و بستگی به این دارد که چه مواد کشویی از یکدیگر عبور می کنند و همچنین از روغن کاری استفاده می شود یا خیر.
ضریب اصطکاک نیز پس از حرکت یک شیء تغییر می کند و اغلب به عنوان مقادیر استاتیک و پویا داده می شود. مقدار استاتیک همیشه از ارزش پویا (به دلیل قانون اول نیوتن) بزرگتر خواهد بود و همانطور که ما در تلاش برای جابجایی یک شی هستیم ، می خواهید از مقدار استاتیک ضریب اصطکاک استفاده کنید. نیروی عادی نیروی حاصل است که برای پشتیبانی از یک شیء روی یک شی یا سطح دیگر استفاده می شود. به عنوان مثال ، اگر در خانه خود روی یک طبقه ایستاده اید ، کف شما با اعمال نیروی رو به بالا بر شما برابر با وزن خود ، از شما پشتیبانی می کند ، این یک نیروی عادی است. نیروی عادی همیشه عمود بر نیروی اصطکاک عمل خواهد کرد و نیروی اصطکاک همیشه در برابر جهت مورد نظر شما عمل خواهد کرد.

در موقعیت ها ، مانند موارد فوق ، جایی که شیء که شما در حال حرکت هستید در امتداد سطح کشویی نیست ، اصطکاک را می توان نادیده گرفت. در حالی که از نظر فنی ، مؤلفه های پشتیبانی از شیء شما ، خواه آنها از حرکات خطی مانند هستند ریل های کشویی یا خود محرک خطی ، برای شروع حرکت ، اصطکاک داخلی را برای غلبه بر آن خواهید داشت ، اما نسبتاً ناچیز خواهد بود.

اگر در حال حرکت یک شی در یک سطح هستید ، اصطکاک باید در محاسبات نیروی شما در نظر گرفته شود. نمودار بدن آزاد در بالا نمونه ای از کشو را نشان می دهد که توسط یک محرک خطی تحت فشار قرار می گیرد. هر یک اسلاید کشو میزان اصطکاک قابل توجهی را در اختیار شما قرار می دهد زیرا آنها از یک بار عمود بر (W) پشتیبانی می کنند. از آنجا که دو اسلاید کشو وجود دارد ، نیروی عادی (N) اعمال شده توسط یکی از اسلایدهای کشو برابر با نیمی از بار (W) خواهد بود. جمع بندی نیروها و حل F در این مثال منجر به این خواهد شد:

f> u*(0.5*w) + u*(0.5*w) = u*w

بنابراین ، نیرویی که از محرک خطی نیاز دارید باید بیشتر از نیروی کل اصطکاک باشد. بخش دشوار در این موارد تعیین ضریب اصطکاک است. اگر می توانید ضریب دقیق اصطکاک را در برنامه خود تعیین کنید ، می توانید به سادگی از فرمول فوق برای حل حداقل نیروی پویا خود استفاده کنید. اگر نمی توانید ضریب اصطکاک را تعیین کنید ، می توانید فرض کنید که برابر با 1 باشد. این احتمالاً بیشتر از ضریب واقعی اصطکاک خواهد بود ، بنابراین استفاده از یک فرض ایمن برای تعیین میزان نیرو مورد نیاز شما از محرک خطی خود است. بشر

حرکت دو بعدی

تا کنون ، ما فقط به حرکت یک شیء در امتداد یک محور نگاه کرده ایم ، اما ممکن است شما به حرکت در دو محور یا با زاویه نیاز داشته باشید. در این موارد ، شما هنوز هم می توانید از جمع بندی نیرو برای تعیین نیروی پویا مورد نیاز استفاده کنید اما باید چندین محور را در نظر بگیریم و از برخی مثلثات استفاده کنیم. در مثال زیر از فشار دادن یک شی به سمت سطح شیب دار ، جهت حرکت در یک زاویه (تتا) است. برای ساده سازی محاسبات ما ، می توانید انتخاب کنید که یک محور به موازات جهت حرکت باشد و محور دیگر همانطور که نشان داده شده عمود خواهد بود.

اکنون که محورها جابجا شده اند ، باید با استفاده از مثلثات و شیب رمپ (تتا) ، وزن جسم را به دو مؤلفه نیرو تقسیم کنید. یکی از این نیروها بر خلاف جهت حرکت ما عمل خواهد کرد و دیگری عمود بر سطح سطح شیب عمل می کند. نیروی طبیعی که برای تعیین نیروی اصطکاک استفاده می شود ، برابر با مؤلفه عمود بر وزن جسم خواهد بود. حل جمع آوری نیروها برای تعیین F منجر به:

f> w*sin (theta) + u*n = w*sin (theta) + u*w*cos (تتا)

حرکت چرخشی

در حالی که محرک های خطی حرکت خطی را فراهم می کنند ، می توان از آنها برای ایجاد چرخش در برنامه هایی مانند باز کردن درب یا دریچه نیز استفاده کرد. نیروی پویا مورد نیاز برای تأمین چرخش نیاز به گشتاور نامتعادل دارد تا یک نیروی نامتعادل. گشتاور یک نیروی چرخشی است که باعث چرخش می شود و برابر با نیرویی است که زمان عمود بر نقطه چرخش است. بنابراین ، برای ایجاد چرخش ، یک محرک خطی باید گشتاور بیشتری را از مجموع گشتاور هایی که در برابر جهت چرخش مورد نظر کار می کنند فراهم کند.

مقدار گشتاور محرک خطی شما اعمال می شود به دو عامل بستگی دارد ، نیروی اعمال شده و فاصله از نقطه چرخش. در مثالهای بالا ، جمع بندی گشتاور ها یکسان به نظر می رسد:

f*y*cos (alpha) - w*x*cos (alpha)> 0

فاصله از نقطه چرخش تا نیرو از محرک خطی y است و فاصله از نقطه چرخش تا مرکز ثقل دریچه x است. از آنجا که دریچه در زاویه ای (آلفا) قرار دارد ، می توانیم فاصله عمود بر هر نیرو را با زمان فاصله توسط کسین زاویه تعیین کنیم. حل برای نیروی پویا محرک خطی ، F ، منجر به:

f> (w*x)/y

در مورد سمت چپ ، نیروی پویا محرک خطی ، F ، می تواند کمتر یا برابر با وزن دریچه باشد ، زیرا از نقطه چرخش (y> x) به روش دیگری عمل می کند. در حالی که در مورد سمت راست ، F باید بزرگتر از W باشد زیرا F به نقطه چرخش نزدیکتر عمل می کند ، (y

در برخی از برنامه ها ، نیرویی که توسط محرک خطی اعمال می شود ، باید مانند زاویه ای مانند تصویر بالا باشد. این باعث می شود محاسبات کمی پیچیده تر شود زیرا نیرویی که توسط محرک خطی اعمال می شود ، باید در اجزای عمودی و افقی شکسته شود. نمودار بدن رایگان برای تصویر بالا در زیر نشان داده شده است:

جمع بندی گشتاورها برای این مثال:

((f*cos (بتا))*(l*sin (alpha))) + (f*sin (beta))*(l*cos (alpha)) - w*(x*cos (alpha)> 0

از آنجا که نیرو از محرک خطی (F) در زاویه ای (بتا) اعمال می شود ، باید به مؤلفه عمودی (F*SIN (بتا)) و مؤلفه افقی (F*cos (بتا)) تقسیم شود ، همانطور که نشان داده شده است. در مثال رمپ بالا. مؤلفه عمودی نیرو باعث گشتاور در مورد لولا می شود زیرا فاصله افقی بین نیرو و لولا وجود دارد. به طور مشابه ، مؤلفه افقی نیرو نیز باعث گشتاور در مورد لولا می شود زیرا فاصله عمودی بین نیرو و لولا وجود دارد. شما می توانید این مسافت ها را بر اساس طول دریچه (L) و زاویه دریچه (آلفا) تعیین کنید ، همانطور که در مثال قبلی دریچه نشان داده شده است. برای تعیین نیروی پویا مورد نیاز ، باید معادله فوق را برای F حل کنید. متأسفانه ، نیرو از محرک خطی (F) تابعی خواهد بود که به زاویه دریچه (آلفا) وابسته است. از آنجا که این زاویه هنگام باز کردن دریچه تغییر می کند ، حداقل نیروی مورد نیاز از محرک خطی نیز تغییر خواهد کرد. این بدان معنی است که شما باید معادله فوق را بر روی زوایای مختلف حل کنید تا بالاترین حداقل نیروی مورد نیاز برای استفاده برای مشخصات نیروی پویا خود را پیدا کنید. اگر زاویه ای که در آن نیرو اعمال می شود (بتا) نیز با باز شدن دریچه تغییر می کند ، این حتی می تواند دشوارتر باشد ، این بدان معنی است که این عملکردی از زاویه دریچه (آلفا) نیز خواهد بود. اگر ریاضیات خود را به خوبی می شناسید ، می توانید نیاز دقیق نیروی پویا مورد نیاز خود را از محرک خطی خود تعیین کنید. اما اگر اینطور نیست ، می توانید از مفید ما استفاده کنید ماشین حساب محرک خطی, که فقط برای این شرایط دشوار طراحی شده است.

موقعیت های استاتیک

در یک وضعیت استاتیک ، جمع بندی نیروها و جمع بندی گشتاور ها با صفر برابر خواهد بود زیرا هیچ نیرو یا گشتاور نامتعادل وجود ندارد. اگر می خواهید اطمینان حاصل کنید که طراحی شما برای یک بار معین پایدار است یا اطمینان حاصل می کنید که محرک خطی شما یک بار معین را نگه می دارد ، هنوز هم می توانید از تکنیک های فوق استفاده کنید تا اطمینان حاصل کنید که همه نیروها و گشتاور ها متعادل هستند. هنگام بررسی موقعیت های استاتیک ، به جای مشخصات نیروی پویا ، از مشخصات نیروی استاتیک برای محرک خطی خود استفاده خواهید کرد.

اکنون که می دانید چگونه می توانید تعیین کننده خطی خطی خود را تعیین کنید ، می توانید مناسب خود را برای نیازهای خود در ما پیدا کنید انتخاب در Firgelli اتوماسیون.