Alles wat u moet weten over lineaire actuatoren
Dit artikel geeft u een basiskennis van hoe actuatoren werk en de terminologie die wordt gebruikt om ze te beschrijven. Als u de basis begrijpt, zal het veel gemakkelijker voor u zijn om uw eigen elektrische auto te selecteren lineaire aandrijving.
Wat is een actuator?
Een aandrijving is een apparaat dat een energiebroninvoer en een externe signaalinvoer vereist. Deze ingangen creëren een uitgang, meestal in de vorm van beweging, die roterend of lineair kan zijn. Voor de doeleinden van dit artikel concentreren we ons op actuatoren die lineaire beweging creëren, maar we hebben een veel gedetailleerder artikel gemaakt dat zich specifiek richt op actuatoren in het algemeen. Om dat te bekijken, ga hierheen "Aandrijvingen"
Om u verder te helpen hebben we een artikel gemaakt met de naam “Koop geen lineaire actuator voordat u deze vijf stappen heeft gelezen.” Dit kan u helpen de vele valkuilen te vermijden die gepaard gaan met het online kopen van een elektrische lineaire actuator.
We hebben ook een rekenmachine gemaakt waarmee u kunt berekenen welk type lineaire actuator u mogelijk nodig heeft voor een specifieke toepassing. Voer gewoon enkele basisgegevens in de rekenmachine in en de resultaten worden weergegeven. Klik hier voor de lineaire actuatorcalculator
Videodemonstratie van een actuator
Wat is een lineaire actuator?
Een elektrische lineaire aandrijving is een apparaat dat de rotatiebeweging van een AC- of DC-motor omzet in lineaire beweging. Het kan zowel duw- als trekbewegingen verzorgen.
Deze beweging maakt het mogelijk om met een simpele druk op de knop objecten op te tillen, te laten vallen, te verschuiven, te verstellen, te kantelen, te duwen of te trekken. Denk eens na over alle mogelijkheden met een product dat al dit werk met één druk op de knop voor u kan doen! en om het nog aantrekkelijker te maken zijn deze elektrische actuatoren ongelooflijk eenvoudig en veilig te installeren en in te stellen. Tegenwoordig worden er wereldwijd honderden miljoenen actuatoren gebruikt om veel verschillende taken uit te voeren. We zeggen altijd dat een lineaire actuator bij uitstek geschikt is voor toepassingen die vies, saai of gevaarlijk zijn in 3D. Met de vooruitgang van de domotica zien we nu echter dat ze op grote schaal worden gebruikt in huis en op kantoor om nieuwe taken uit te voeren, zoals het tillen van tv's en projectoren, bureauliften, pop-outs voor luidsprekers en ook liften voor keukenapparatuur.
Bovendien zorgen lineaire actuatoren ervoor dat de operator volledige controle heeft over de veilige en nauwkeurige bewegingscontrole die ze bieden. Ze zijn energiezuinig en hebben een lange levensduur met weinig tot geen onderhoud.
Het installeren van een elektrische lineaire actuator is zeer eenvoudig vergeleken met hydraulische of pneumatische systemen. Ze nemen ook veel minder ruimte in beslag en zijn aanzienlijk goedkoper dan hydraulische en pneumatische actuatoren, omdat ze geen pompen of slangen hebben.
Een elektrische lineaire actuator bestaat uit een gelijkstroom- of wisselstroommotor, een reeks tandwielen en een spindel met aandrijfmoer die de hoofdstangas in en uit duwt. Dit is in essentie waar alle lineaire actuatoren uit bestaan. Het enige dat van actuator tot actuator verandert, zijn de motorgrootte, de tandwieloverbrenging en de spindel. Sommige andere elektronica helpt bij het bepalen van de hoeveelheid slaglimietschakelingen en positionele feedbackopties, maar in principe is een actuator niets meer dan een motor, enkele tandwielen en een spindel.
Wat is een hefkolom?
Hefkolommen zijn een andere vorm van lineaire actuator. Meestal zorgen ze voor een langere slag omdat ze meerdere fasen hebben. Hierdoor kunnen ze langer uitzetten en samentrekken dan wanneer ze volledig gesloten zijn. Een andere manier om het te zeggen is dat a kolom lift is een actuator binnen een actuator.
Een ander voordeel van een kolomlift is dat de lineaire geleiding in de structuur van de actuator is ingebouwd en niet extern hoeft te worden toegevoegd. Lineaire actuatoren kunnen doorgaans niet goed overweg met zijbelasting (dat bespreken we later). Kolomliften hebben een ingebouwd geleidingssysteem en daarom zijn ze voor sommige toepassingen beter dan andere.
Wat is een micro-lineaire actuator
Micro-lineaire actuatoren of mini-lineaire actuatoren worden gebruikt in toepassingen waar de ruimte beperkt is of de vereiste slag van de actuator klein is. Misschien moet u iets kleins of niet zo ver verplaatsen, dan zou een Micro Lineaire Actuator ideaal zijn voor een dergelijke toepassing. De slagen van de Micro Actuators zijn doorgaans 10 mm tot 100 mm en zijn zeer compact van formaat. Een van de nadelen van een microlineaire actuator is dat de krachten doorgaans kleiner zijn vanwege de kleinere motoren die ze aandrijven
De voordelen van elektrische lineaire actuatoren ten opzichte van hydraulische systemen
Elektrische lineaire actuatoren zijn de perfecte oplossing als u een eenvoudige, veilige en schone beweging nodig heeft met nauwkeurige en soepele bewegingscontrole. Voor het verstellen, kantelen, duwen, trekken en heffen met vrij grote krachten kun je kiezen voor actuatorsystemen.
Een hydraulisch systeem is in staat tot enorme krachten, maar die systemen vereisen hogedrukpompen, hogedrukkleppen en leidingen, en een tank om al die hydraulische vloeistof in op te slaan. Dus als je veel ruimte hebt en geld geen probleem is, dan is hydrauliek zou de juiste weg kunnen zijn.
De hydraulische actuator gebruikt vloeistof om een zuiger heen en weer te duwen, terwijl een elektrische lineaire actuator een AC- of DC-motor gebruikt om een spindel aan te drijven. De spindel is voorzien van een moer die op en neer langs de spindel loopt, waardoor een roterende beweging wordt omgezet in een lineaire beweging.
Vanuit operationeel oogpunt kleven er nadelen aan het gebruik van hydrauliek. De belangrijkste daarvan is controle. Je hebt heel weinig precisiecontrole als het om deze systemen gaat.
Een elektrische lineaire actuator heeft een lange levensduur en vergt weinig tot geen onderhoud. Dit zorgt voor zeer lage totale bedrijfskosten in vergelijking met andere systemen.
Elektrische actuatorsystemen zijn stil, schoon, niet-giftig en energiezuinig. Ze voldoen aan de steeds hogere eisen en wetgeving op het gebied van milieuvriendelijke apparatuur.
Wat zijn enkele praktijkvoorbeelden van wat een lineaire actuator kan doen?
Lineaire actuatoren brengen dingen in beweging en we hebben door de jaren heen duizenden toepassingen gezien.
Enkele voorbeelden van praktische automatiseringstoepassingen zijn:
- Gemotoriseerde luiken
- Liften voor keukenapparatuur
- Gaspedaalbediening
- Scheepsmotorluiken
- Uitschuifbare treden
- Sneeuwschuiver-afstellers
- Hoppers
- Verborgen deuren
- Zonnepanelen
- Schuifdeuren
- Behandelingen voor schuiframen
- Implementaties in de landbouw
- Animatronica en robotica
Industriële toepassingen zijn onder meer:
- Demperbediening en in hoogte verstelbare werkstations
- Domotica zoals bewegende tv's of projectoren
Wat is het verschil tussen statische belasting en dynamische belasting?
Mogelijk ziet u op onze specificatiebladen zowel statische als dynamische belasting. Dynamische of hefbelasting is de kracht die op de lineaire actuator wordt uitgeoefend terwijl deze in beweging is. Statische belasting, ook wel houdbelasting genoemd, is de kracht die op de lineaire actuator wordt uitgeoefend wanneer deze niet in beweging is. De dynamische belasting is wat je nodig hebt om iets te verplaatsen en de statische belasting is wat je nodig hebt om dat iets op zijn plaats te houden.
In welke richting kunnen belastingen worden toegepast op lineaire actuatoren?
Lineaire actuatoren kunnen worden gebruikt in trek-, compressie- of combinatietoepassingen. Dit noemen we de duw- of trekkracht. Zijbelasting of kruisbelasting moet worden vermeden. In een situatie waarin zijdelingse belasting niet kan worden vermeden, raden wij klanten aan lineaire glijrails te gebruiken lade glijdt in hun systeem. De glijrail kan veel meer zijdelingse belasting aan dan de actuator. Door de zijbelasting te verminderen kan de lineaire actuator zijn maximale duw- en trekkracht uitoefenen.
Is zijdelingse belasting toegestaan op lineaire actuatoren?
Zijbelasting, of radiale belasting, is een kracht die loodrecht op de middellijn van de lineaire actuator wordt uitgeoefend. Excentrische belasting is elke kracht waarvan het zwaartepunt niet via de lengteas van de actuator werkt. Zowel zijdelingse belasting als excentrische belasting moeten altijd worden vermeden, omdat deze vastlopen kunnen veroorzaken en de levensduur van de lineaire actuator kunnen verkorten. Als u echter een lade geleider in de toepassing zal dit een grote invloed hebben op de hoeveelheid belasting die kan worden toegepast. Door het object te plaatsen, beweegt u zich op een lade geleider hierdoor kan het gewicht door de slede worden gedragen in plaats van dat de actuator al het gewicht op zich neemt. Een andere optie als u te maken heeft met zijbelasting is het gebruik van een spooractuator.
Hebben lineaire actuatoren eindschakelaars?
De meeste lineaire actuatoren worden geleverd met ingebouwde eindschakelaars. Het type eindschakelaars dat beschikbaar is, verschilt per productreeks. Deze omvatten elektromechanische, magnetische nabijheid en roterende nok. Eindschakelaars zijn normaal gesproken vooraf ingesteld op actuatoren om de slag van de actuator te stoppen wanneer deze volledig uitschuift en volledig intrekt. Het doel van het gebruik van eindschakelaars in lineaire actuatoren is om te voorkomen dat de actuator afslaat zodra deze het einde van zijn mechanische limiet bereikt. Als de actuator afslaat, proberen de motoren nog steeds door te gaan, wat er uiteindelijk toe zal leiden dat de motor doorbrandt. Dit is de reden waarom actuatoren doorgaans ingebouwde eindschakelaars hebben, om de elektrische stroom naar de motor uit te schakelen zodra deze het einde van de slag bereikt. Door de polariteit om te keren, kan de actuator vervolgens van richting veranderen.
Eindschakelaars zijn belangrijk omdat ze voorkomen dat de actuator doorbrandt en de motor afslaat wanneer deze het einde van de slag bereikt. De eindschakelaar onderbreekt eenvoudigweg de stroom naar de motor.
Externe eindschakelaars bieden u de flexibiliteit om de bewegingslimieten in uw systeem in te stellen op basis van uw specifieke toepassing. De klant is verantwoordelijk voor het correct instellen van de eindschakelaar in de unit. Als de eindschakelaars niet of onjuist zijn ingesteld, kan de unit tijdens bedrijf beschadigd raken.
Wat is een lineaire actuator met verstelbare eindschakelaar?
Actuators met ingebouwde eindschakelaars zijn niet instelbaar omdat ze in de fabriek zijn ingesteld toen ze werden gemonteerd. Echter Firgelli® heeft 's werelds eerste extern verstelbare eindschakelaaractuator ontwikkeld (patent aangevraagd) waarmee de gebruiker de laatste centimeter van de slag van de stoppositie van de actuator kan aanpassen. We hebben hier een apart artikel geschreven over dit slimme nieuwe apparaat "Hoe werkt een verstelbare eindschakelaaractuator?". Dit nieuwe product maakt het heel eenvoudig om de laatste eindslag van de slag aan te passen om te helpen bij het installatieproces van de applicatie. In de meeste gevallen is het onwaarschijnlijk dat de toepassing een exact vaste slaglengte vereist, of in sommige gevallen moet de slag mogelijk worden aangepast in de loop van de tijd aangepast, en dat is waar dit type lineaire actuator bijzonder handig zou zijn. In veel gevallen vereist de toepassing dat de slag ervan in de loop van de tijd wordt aangepast om rekening te houden met krimp of slijtage of een toepassing in de loop van de tijd. Dus een lineaire actuator die heeft ingebouwde instelbare eindschakelaars die echt helpen om alles soepel te laten verlopen. De onderstaande video laat zien hoe dit type actuator werkt.
Welk type motoren gebruiken de lineaire actuatoren?
Lineaire actuatoren zijn verkrijgbaar met AC- of DC-motorvarianten. Elke reeks heeft echter voorkeursstandaardtypen. DC-motoren zijn het populairst en zijn doorgaans 12 volt. 24 volt-motoren worden gebruikt voor meer industriële toepassingen of in actuatoren met hoge kracht, waar ze efficiënter zijn.
De AC-motoren zijn ofwel 220-240 VAC 1-fase motoren, 220-240/380-415 VAC 3-fase motoren (50/60Hz) of 24VDC motoren.
Zijn lineaire actuatoren verkrijgbaar in verschillende snelheden?
Deze video hieronder is een korte introductie van alle belangrijke functies van onze Premium Lineaire actuatoren.
Lineaire actuatoren zijn verkrijgbaar in verschillende lineaire snelheden en bij elk product wordt een standaardlijst meegeleverd. Om verschillende snelheden te bereiken, zal de versnelling op de actuator veranderen. Houd er rekening mee dat wanneer er van versnelling wordt veranderd om de snelheid te beïnvloeden, de kracht ook zal veranderen. Kracht en snelheid zijn altijd een wisselwerking met elkaar.
Wat is de inschakelduur van een lineaire actuator?
arbeidscyclus De beoordeling voor een lineaire actuator wordt doorgaans uitgedrukt als een percentage van de 'aan-tijd' (de verhouding tussen de aan-tijd en de totale tijd) of als de afgelegde afstand over een bepaalde periode. De inschakelduur wordt voor verschillende actuatortypen anders uitgedrukt. Zie de blogpost voor een meer gedetailleerde bespreking van de duty-cycle "Wat is de inschakelduur in een lineaire actuator?"
Welk type montage hebben de lineaire actuatoren?
De lineaire actuatoren hebben over het algemeen bevestigingspunten die we gaffels noemen aan elk uiteinde van de actuator om een draaiende beweging mogelijk te maken. Er zijn een aantal opties. Dubbele gaffel is standaard, maar doorgaans heeft elke actuator zijn eigen gestandaardiseerde montagebeugel dat je zou gebruiken.
Welk type behuizingen hebben de lineaire actuatoren?
Lineaire actuatoren hebben verschillende IP-classificaties. Hoe lager het getal, hoe lager de bescherming. IP54 biedt bijvoorbeeld basisbescherming zoals stof en IP66 biedt een waterdichte bescherming en is ideaal voor gebruik buitenshuis. Onderstaande grafiek toont de IP-classificatie van elk van deze apparaten Firgelli's lineaire actuatoren. We schreven ook een aparte blogpost over dit onderwerp lineaire actuator IP-classificaties hier.
Is achterwaarts rijden mogelijk in elektromechanische lineaire actuatoren?
Tenzij anders vermeld, is achteruitrijden mogelijk in alle elektrische lineaire actuatoren. Bij achteruitrijden wordt een kracht uitgeoefend die groter is dan de statische kracht, waardoor de aandrijfas kan bewegen zonder dat er kracht op wordt uitgeoefend. Actuators die een kogelomloopspindel gebruiken, zijn normaal gesproken uitgerust met een elektrische rem (meestal op een motor gemonteerd) om te voorkomen dat de belasting de actuator terugdrijft.
Kan een lineaire actuator tot een harde stop worden gebracht?
We raden toepassingen met mogelijke harde stops af, omdat dit ertoe kan leiden dat de actuator vastloopt. Voorbeelden van vastlopen zijn onder meer het overschrijden van de eindschakelaars en het intern blokkeren van de moer en schroef aan de uiterste uiteinden van de slag, of het aandrijven van de actuator tegen een onbeweeglijk object, waardoor de actuator ernstig wordt overbelast.
Wat zijn de gemeenschappelijke factoren bij het falen van een lineaire actuator?
Onjuiste belasting, onjuiste installatie, overmatig gebruik en extreme omstandigheden kunnen bijdragen aan voortijdige uitval van de actuator. De meest populaire is overbelasting door krachtversterking.
Als u in de toekomst uw lineaire actuator moet vervangen, kunt u terecht bij onzevervanging van de aandrijving artikel zal een grote hulp zijn.
Kunnen twee of meer lineaire actuatoren worden gesynchroniseerd?
Kleine verschillen in motorsnelheid bij identieke actuatoren zijn redelijk normaal. En verschillende actuatorbelastingen kunnen ervoor zorgen dat de eenheden heel gemakkelijk uit de synchronisatie raken. Er kan daarom niet gegarandeerd worden dat de units synchroon werken. Voor exacte synchronisatie wordt een gesloten regelsysteem aanbevolen. Dit is mogelijk met behulp van een actuator met ingebouwde feedback. De feedbackgegevens worden verzonden naar een controleur en de controller berekent vervolgens hoe de actuatoren samen kunnen werken, ongeacht hun belastings- of snelheidsverschillen. Feedback-actuatoren omvatten potentiometers, optische sensoren of hall-sensoren. Onze blogpost "Het bereiken van gesynchroniseerde beweging met behulp van Firgelli Lineaire actuatoren" geeft meer gedetailleerde informatie over dit onderwerp.
Zijn de actuatoren levenslang gesmeerd?
Lineaire actuatoren zijn vetgesmeerd voor de interne delen van de actuator, inclusief versnellingsbakconstructies en de spindel- en moerconstructies. De actuatoren zijn levenslang gesmeerd.
Temperatuurtest
Bij de temperatuurtest worden de actuatoren getest op hun werking bij extreme temperaturen en op snelle temperatuurveranderingen. In de meeste gevallen worden tests uitgevoerd op de actuator om herhaaldelijk van een omgeving van +100°C naar -20°C te kunnen gaan en toch de volledige functionaliteit te behouden.
Toekomstige functies voor actuatoren
Naarmate de technologie vordert, zijn er verschillende toekomstige functies die aan actuatoren kunnen worden toegevoegd om ze beter te maken. Enkele potentiële toekomstige functies zijn onder meer:
Slimme sensoren: Actuators kunnen worden uitgerust met slimme sensoren die veranderingen in de positie, druk of temperatuur van de stoel kunnen detecteren. Deze informatie kan worden gebruikt om de beweging van de actuator aan te passen en de gebruiker een meer persoonlijke en comfortabele ervaring te bieden.
Geavanceerde besturingssystemen: Actuators kunnen worden geïntegreerd met geavanceerde besturingssystemen die een nauwkeurigere en flexibelere bewegingscontrole mogelijk maken. Deze besturingssystemen kunnen ook AI-algoritmen bevatten die de bewegingsvoorkeuren van de gebruiker leren en de beweging van de actuator dienovereenkomstig aanpassen.
Draadloze connectiviteit: Actuatoren kunnen worden uitgerust met draadloze connectiviteit, waardoor ze op afstand kunnen worden bediend via een smartphone-app of een ander draadloos apparaat. Dit zou meer gemak en flexibiliteit mogelijk maken bij het aanpassen van de positie van de stoel.
Energie oogsten: Actuators kunnen worden ontworpen om energie te oogsten uit de beweging van de stoel of de lichaamswarmte van de gebruiker, waardoor de behoefte aan externe energiebronnen wordt verminderd en de duurzaamheid van de actuator wordt vergroot.
Zelfdiagnostische en zelfherstellende mogelijkheden: Actuators kunnen worden uitgerust met zelfdiagnostische en zelfherstellende mogelijkheden die eventuele problemen of storingen automatisch kunnen detecteren en oplossen, waardoor uitvaltijd en onderhoudskosten worden verminderd.
Geluidsreductie: Actuators kunnen worden ontworpen met geluidsreducerende eigenschappen, zoals geluidsdempende materialen of geavanceerde motortechnologieën, om het tijdens bedrijf geproduceerde geluid te verminderen en de gebruiker een rustiger ervaring te bieden.
Over het geheel genomen kunnen deze toekomstige functies actuatoren beter maken door hun prestaties, gemak, duurzaamheid en veiligheid te verbeteren.
Voor een meer diepgaande blik op hoe een lineaire actuator werkt, hebben we dit artikel gemaakt "Binnenin een lineaire actuator: hoe een actuator werkt."
