Что нужно знать при выборе линейного привода
Эта статья поможет вам выбрать подходящий линейный привод для вашего применения и будет охватывать некоторые ключевые критерии, которые можно использовать для определения привода, который подходит именно вам. Если вы чувствуете, что вам нужно сначала узнать больше о линейных приводах, посетите наш Блог Актуатора 101 или наш Как работают линейные приводы.
Типы линейных приводов
Существует четыре основных типа линейные приводы: Гидравлический, Электрический, Пневматический и Механический. У каждого из них есть свои недостатки и преимущества, но, как правило, электрические линейные приводы обеспечивают наилучший баланс простоты реализации, точности и силы. Поскольку гидравлические, пневматические и механические приводы имеют более сложную конструкцию, вам, возможно, придется учитывать дополнительные факторы при выборе этих типов приводов. Если вы чувствуете, что вам нужно узнать больше о различных типах линейных приводов, посетите это руководство.
Доступны различные варианты каждого типа линейного привода, например подъемные колонны и гусеничные приводы. Выбор правильного типа и размера линейного привода будет зависеть от потребностей вашего применения. Вот несколько общих требований, которые вам, вероятно, понадобятся для выбора правильного линейного привода. Но если вы ищете инструмент, который поможет вам подсчитать цифры, ознакомьтесь с нашим Калькулятор линейного привода.
Сила
Усилие, которое вам требуется от линейного привода, зависит от того, какой вес вы тянете, толкаете, поднимаете или удерживаете. Производители линейных приводов предоставляют два типа характеристик силы: динамические и статические.
Динамическая сила (или нагрузка) — это максимальная сила, которую привод может приложить для перемещения объекта. Вы будете использовать эту спецификацию, чтобы определить, сможет ли привод перемещать желаемую нагрузку. Некоторые линейные приводы будут иметь разные характеристики динамической нагрузки для толкания и тяги, что означает, что привод не может толкать или тянуть с одинаковой максимальной силой.
Статическая сила (или нагрузка) — это максимальный вес, который может выдержать привод, когда он неподвижен. Предел статической нагрузки важно учитывать в таких приложениях, как Стол для сидения и стояния, где можно ожидать, что привод будет удерживать большой вес, когда он не движется.
Усилие, необходимое вам в любом приложении, зависит не только от количества перемещаемого веса, но также от количества используемых приводов и физической геометрии вашей конструкции. Чтобы определить точные требования к силе, вы можете применить две основные формулы физики: суммирование сил и суммирование крутящих моментов. Если вы перемещаете объект только по одной оси, вам просто нужно убедиться, что общая сила всех ваших приводов превышает вес, который вы перемещаете, как показано на блок-схеме справа. Но если вы используете привод, например, чтобы открыть крышку, это становится более сложным, поскольку задействованные силы будут прикладываться под разными углами. Если вы хорошо разбираетесь в тригонометрии и знаете физику, вы можете использовать суммирование сил и моментов, чтобы определить точную требуемую силу. А если нет, то вы можете воспользоваться нашим удобным Калькулятор линейного привода, который создан как раз для таких сложных ситуаций.
ПРИМЕЧАНИЕ: После того, как вы определили требуемое усилие, лучше всего выбрать привод, который имеет более высокие характеристики статической и динамической силы, которые вам нужны, поскольку эти характеристики должны быть абсолютными пределами ваших эксплуатационных возможностей.
Длина хода
Расстояние, на которое вам нужно переместить объект с помощью линейного привода, — это требуемая длина хода. Возможно, вам придется использовать тригонометрию, чтобы определить точное расстояние, которое вам нужно от желаемого линейного привода в таких приложениях, как открытие крышки. В зависимости от типа привода, который вы используете, длина хода может означать что-то немного другое (т. е., как и в гусеничных приводах, длина хода равна длине гусеницы). Но по большей части, как только вы знаете расстояние, на которое вы хотите, чтобы ваш линейный привод перемещался, вам следует выбрать привод с длиной хода, равной или превышающей это значение. Длина хода влияет на некоторые характеристики линейного привода, включая общую длину.
Скорость
В некоторых случаях скорость будет ключевым требованием в вашей конструкции, тогда как в других ситуациях она может быть менее важной, чем длина хода или сила. Как и в случае с длиной хода, если у вас есть желаемая скорость, с которой вы хотите, чтобы привод двигался, вам следует выбрать линейный привод с заданной скоростью, равной или близкой к желаемой скорости. Однако фактическая скорость, с которой будет двигаться ваш привод, будет зависеть от размера груза, который он перемещает. Это влияние не всегда существенно, но некоторые производители линейных приводов предоставляют графики зависимости скорости от нагрузки, как показано ниже, которые позволяют получить оценку скорости привода для заданной нагрузки.
Вообще говоря, для электронных линейных приводов приводы с более высоким усилием будут двигаться медленнее, чем приводы с низким усилием. Если вам нужны мощные и высокоскоростные приводы, возможно, вам придется рассмотреть другие типы приводов.
Максимальная скорость не всегда важна, иногда хочется контроля. Если вам требуется контроль скорости, вам необходимо подключить привод к Драйвер двигателя и микроконтроллер Arduino. Вам необходимо убедиться, что ваш привод может легко взаимодействовать с драйвером двигателя и потенциально обеспечивать обратную связь, если требуется управление с обратной связью.
Требования к питанию
Существует два аспекта требований к питанию для любого электронного линейного привода: входное напряжение и максимальное потребление тока. Входное напряжение или номинальное напряжение — это напряжение, на которое рассчитан привод, и оно должно соответствовать максимальному напряжению, подаваемому на привод. Входное напряжение может быть переменным или постоянным током и обычно имеет стандартные значения, например 12 В постоянного тока или 120 В переменного тока. Максимальное потребление тока — это максимальный ток, который привод будет безопасно потреблять, и, в отличие от напряжения, фактическое потребление тока вашего привода должно быть ниже этого значения. Фактическое потребление тока вашего привода будет зависеть от размера нагрузки на привод: чем больше нагрузка, тем выше потребление тока.
Если ваш привод является основным электромеханическим элементом вашего проекта, вы можете просто использовать его требования к питанию для определения источников питания и других электрических компонентов для вашего проекта. Но в более сложной системе, такой как роботизированная платформа, вы можете быть ограничены определенным напряжением или максимальным потреблением тока. Требования к питанию также будут важны для приложений с батарейным питанием, поскольку чем выше потребление тока, тем быстрее разрядится батарея. Если возможно, вы можете использовать привод с более высоким напряжением (т. е. с напряжением от 12 В до 24 В), поскольку приводы с более высоким напряжением будут потреблять меньший ток при том же уровне силы и скорости.
Особенности применения
Несмотря на то, что в этом блоге описаны некоторые ключевые характеристики, необходимые для определения размера вашего линейного привода, при выборе правильного линейного привода всегда будут учитываться специфические потребности конкретного применения. Например, окружающая среда, в которой будет работать ваш привод, может повлиять на долговечность и включает такие характеристики, как рабочая температура, класс защиты корпуса (ИП) и материал привода. Физический размер и варианты монтажа, доступные для привода, могут подходить или не подходить в рамках проекта. Другие важные соображения по поводу требований включают в себя: требование рабочего цикла, требование к уровню шума или требование обратной связи.
Теперь, когда у вас есть необходимые инструменты для выбора подходящего привода для ваших нужд, вы можете проверить наш выбор линейные приводы в Firglli Automation.
[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code-rating-smartphones/
