Những điều bạn cần biết khi định cỡ Bộ truyền động tuyến tính
Bài viết này sẽ giúp bạn xác định kích thước bộ truyền động tuyến tính thích hợp cho ứng dụng của mình và sẽ đề cập đến một số tiêu chí chính có thể sử dụng để xác định bộ truyền động tuyến tính phù hợp với bạn. Nếu bạn cảm thấy cần tìm hiểu thêm về bộ truyền động tuyến tính trước tiên, hãy xem Blog thiết bị truyền động 101 hoặc của chúng tôi Bộ truyền động tuyến tính hoạt động như thế nào.
Các loại thiết bị truyền động tuyến tính
Có bốn loại chính của bộ truyền động tuyến tính: Thủy lực, Điện, Khí nén và Cơ khí. Mỗi loại đều có nhược điểm và lợi ích riêng, nhưng nhìn chung, bộ truyền động tuyến tính điện mang lại cho bạn sự cân bằng tốt nhất giữa việc thực hiện đơn giản, độ chính xác và lực. Vì các bộ truyền động thủy lực, khí nén và cơ khí có thiết lập phức tạp hơn nên bạn có thể cần xem xét các yếu tố bổ sung khi định cỡ các loại bộ truyền động này. Nếu bạn cảm thấy cần tìm hiểu thêm về các loại bộ truyền động tuyến tính khác nhau, hãy xem hướng dẫn này.
Có sẵn các biến thể khác nhau của từng loại thiết bị truyền động tuyến tính, như cột nâng Và theo dõi thiết bị truyền động. Việc lựa chọn loại và kích thước phù hợp của bộ truyền động tuyến tính sẽ phụ thuộc vào nhu cầu ứng dụng của bạn. Dưới đây là một số yêu cầu phổ biến mà bạn có thể cần để xác định kích thước của bộ truyền động tuyến tính phù hợp. Nhưng nếu bạn đang tìm kiếm một công cụ để xử lý các con số cho mình, hãy xem Máy tính truyền động tuyến tính.
Lực lượng
Lực bạn yêu cầu từ bộ truyền động tuyến tính có liên quan đến trọng lượng bạn đang kéo, đẩy, nâng hoặc giữ. Có hai loại thông số lực mà các nhà sản xuất bộ truyền động tuyến tính sẽ đưa ra: Động và Tĩnh.
Lực động (hoặc tải) là lực tối đa mà bộ truyền động có thể tác dụng để di chuyển một vật thể. Bạn sẽ sử dụng thông số kỹ thuật này để xác định xem bộ truyền động có thể di chuyển tải mong muốn của bạn hay không. Một số bộ truyền động tuyến tính sẽ có thông số tải động khác nhau để đẩy và kéo, có nghĩa là bộ truyền động không thể đẩy hoặc kéo cùng một lực tối đa.
Lực tĩnh (hoặc tải) là trọng lượng tối đa mà bộ truyền động có thể giữ khi nó không chuyển động. Giới hạn tải tĩnh là điều quan trọng cần xem xét trong các ứng dụng như Bàn ngồi đứng, trong đó bộ truyền động có thể phải chịu một trọng lượng lớn khi không chuyển động.
Lực bạn yêu cầu trong bất kỳ ứng dụng nào không chỉ phụ thuộc vào trọng lượng bạn đang di chuyển mà còn phụ thuộc vào số lượng bộ truyền động đang sử dụng và hình dạng vật lý của thiết kế của bạn. Để xác định chính xác yêu cầu về lực, bạn có thể áp dụng hai công thức vật lý cơ bản: tổng lực và tổng mô men. Nếu bạn chỉ di chuyển một vật dọc theo một trục, bạn chỉ cần đảm bảo tổng lực từ tất cả các bộ truyền động lớn hơn trọng lượng bạn đang di chuyển, như sơ đồ khối bên phải. Nhưng nếu bạn đang sử dụng bộ truyền động để mở nắp chẳng hạn, thì việc này trở nên phức tạp hơn vì các lực liên quan sẽ được tác dụng ở các góc khác nhau. Nếu bạn giỏi lượng giác và hiểu biết về vật lý, bạn có thể sử dụng tổng lực và mô men xoắn để xác định yêu cầu lực chính xác của mình. Nhưng nếu không, bạn có thể sử dụng tiện ích của chúng tôi Máy tính truyền động tuyến tính, được thiết kế dành riêng cho những tình huống khó khăn này.
GHI CHÚ: Khi bạn đã xác định được yêu cầu về lực mong muốn, cách tốt nhất là chọn bộ truyền động có thông số lực tĩnh và động lớn hơn mà bạn yêu cầu vì những thông số kỹ thuật này phải là giới hạn tuyệt đối cho khả năng hoạt động của bạn.
Chiều dài hành trình
Khoảng cách bạn cần để di chuyển một vật thể bằng bộ truyền động tuyến tính là yêu cầu về độ dài hành trình của bạn. Bạn có thể cần sử dụng một số phép lượng giác để xác định khoảng cách chính xác bạn cần từ bộ truyền động tuyến tính mong muốn trong các ứng dụng như mở nắp. Tùy thuộc vào loại bộ truyền động bạn đang sử dụng, độ dài hành trình có thể có ý nghĩa hơi khác một chút (tức là giống như trong bộ truyền động đường ray, độ dài hành trình là độ dài của đường ray). Nhưng phần lớn, khi bạn biết khoảng cách bạn muốn bộ truyền động tuyến tính di chuyển, bạn nên chọn bộ truyền động có độ dài hành trình bằng hoặc cao hơn giá trị đó. Độ dài hành trình sẽ tác động đến một số tính năng của bộ truyền động tuyến tính bao gồm tổng chiều dài.
Tốc độ
Trong một số ứng dụng, tốc độ sẽ là yêu cầu chính trong thiết kế của bạn, trong khi trong các trường hợp khác, nó có thể ít quan trọng hơn chiều dài hành trình hoặc lực. Giống như chiều dài hành trình, nếu bạn có tốc độ mong muốn mà bạn muốn bộ truyền động của mình di chuyển thì bạn nên chọn bộ truyền động tuyến tính có thông số tốc độ ở hoặc xung quanh tốc độ mong muốn của bạn. Mặc dù vậy, tốc độ thực tế mà bộ truyền động của bạn di chuyển sẽ bị ảnh hưởng bởi kích thước tải mà nó đang di chuyển. Ảnh hưởng này không phải lúc nào cũng đáng kể, nhưng một số nhà sản xuất bộ truyền động tuyến tính sẽ cung cấp biểu đồ hiệu suất Tốc độ và Tải, như bên dưới, cho phép bạn ước tính tốc độ của bộ truyền động cho một tải nhất định.
Nói chung, đối với bộ truyền động tuyến tính điện tử, bộ truyền động lực cao hơn sẽ chuyển động chậm hơn bộ truyền động lực thấp. Nếu bạn cần bộ truyền động lực cao và tốc độ cao, bạn có thể cần xem xét các loại bộ truyền động khác.
Tốc độ tối đa không phải lúc nào cũng quan trọng, đôi khi bạn muốn kiểm soát. Nếu bạn yêu cầu điều khiển tốc độ, bạn sẽ cần kết nối bộ truyền động của mình với một trình điều khiển động cơ và vi điều khiển Arduino. Bạn sẽ muốn đảm bảo rằng bộ truyền động của bạn có thể dễ dàng giao tiếp với trình điều khiển động cơ và có khả năng cung cấp phản hồi nếu muốn điều khiển vòng kín.
Yêu cầu về nguồn điện
Có hai khía cạnh về yêu cầu năng lượng đối với bất kỳ bộ truyền động tuyến tính điện tử nào, đầu vào điện áp và dòng điện tối đa. Điện áp đầu vào hoặc điện áp định mức là điện áp mà bộ truyền động được thiết kế và phải là điện áp tối đa cung cấp cho bộ truyền động. Điện áp đầu vào có thể là AC hoặc DC và thường là các giá trị tiêu chuẩn, như 12V DC hoặc 120V AC. Mức tiêu thụ dòng điện tối đa là lượng dòng điện tối đa mà bộ truyền động sẽ rút ra một cách an toàn và không giống như điện áp, mức tiêu thụ dòng điện thực tế của bộ truyền động của bạn phải thấp hơn giá trị này. Mức tiêu thụ dòng điện thực tế của bộ truyền động của bạn sẽ liên quan đến kích thước của tải trên bộ truyền động, tải càng lớn sẽ dẫn đến mức tiêu thụ dòng điện cao hơn.
Nếu bộ truyền động là tính năng cơ điện chính của dự án, bạn có thể chỉ cần sử dụng các yêu cầu về năng lượng của nó để xác định nguồn điện và các bộ phận điện khác cho dự án của mình. Nhưng trong hệ thống phức tạp hơn, chẳng hạn như nền tảng robot, bạn có thể bị hạn chế ở một điện áp cụ thể hoặc mức dòng điện tối đa. Yêu cầu về năng lượng cũng sẽ rất quan trọng trong các ứng dụng chạy bằng pin vì mức tiêu thụ hiện tại của bạn càng cao thì pin của bạn sẽ càng nhanh hết. Nếu có thể, bạn có thể sử dụng bộ truyền động điện áp cao hơn (tức là từ 12V đến 24V) vì bộ truyền động điện áp cao hơn sẽ tiêu thụ ít dòng điện hơn ở cùng mức lực và tốc độ.
Những cân nhắc cụ thể về ứng dụng
Mặc dù blog này đã đề cập đến một số thông số kỹ thuật chính để xác định kích thước bộ truyền động tuyến tính của bạn, nhưng sẽ luôn có những nhu cầu cụ thể về ứng dụng mà bạn cần cân nhắc khi chọn bộ truyền động tuyến tính phù hợp. Giống như môi trường mà thiết bị truyền động của bạn sẽ hoạt động, môi trường này có thể ảnh hưởng đến độ bền và sẽ bao gồm các thông số kỹ thuật như nhiệt độ vận hành, lớp bảo vệ vỏ (IP) và vật liệu của bộ truyền động. Kích thước vật lý và các tùy chọn lắp đặt có sẵn cho bộ truyền động có thể hoạt động hoặc không hoạt động trong dự án. Các cân nhắc yêu cầu quan trọng khác bao gồm: yêu cầu chu kỳ nhiệm vụ, yêu cầu về độ ồn hoặc yêu cầu phản hồi.
Bây giờ bạn đã có các công cụ cần thiết để xác định kích thước bộ truyền động phù hợp với nhu cầu của mình, bạn có thể kiểm tra lựa chọn của chúng tôi về thiết bị truyền động tuyến tính tại Firglli Automation.
[1] https://techathlon.com/ip68-ip67-code-rated-smartphones/
