Električni linearni aktuator: 9 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Ovaj Instructable govori o izradi snažnog linearnog aktuatora s tipičnim kućanskim alatima od najmanje komponenti iz trgovine željeza - bez glodanja ili okretanja, ali bit će malo rezanja i bušenja! Ovaj Instructable vodit će vas kroz detalje o projektiranju linearnog aktuatora prema vašim potrebama pomoću električnog motora za odvijač.

Linearni aktuatori za teške uvjete rada razumljivo su skupi jer je za pouzdan rad potrebna precizna mehanička konstrukcija i rijetko se može opravdati za jednokratni kućni projekt.

Od linearnog pogona se očekuje da vuče ili gura teret u jednoj ravnini (npr. Unutra-van-izlaz ili gore-dolje) pa je dizajniran za određeno maksimalno opterećenje i udaljenost, poznatu kao "bacanje".

Glavna poteškoća u ovakvom projektu je nedostatak mogućnosti obrade za izradu pouzdanih spojki na pogon i klizač. Šesterokutna osovina odvijača i cijev s navojem iz okova za namještaj D.i.y riješili su ove probleme.

Korak 1: Evo slike jedinice koju sam napravio za otvaranje i zatvaranje dvostrukog prozora staklenika:

Ovaj Instructable ima dva dijela jer imamo električni i mehanički dio.

: UPOZORENJE:: UPOZORENJE:: UPOZORENJE:: UPOZORENJE:: UPOZORENJE:: UPOZORENJE:: UPOZORENJE:

Ovaj uređaj može djelovati velikom silom i njime treba rukovati iznimno oprezno.

Savjetuje se hitna kontrola "STOP"

a mehanizam bi trebao biti potpuno zatvoren ako je postavljen na pristupačnom mjestu.

Korak 2: Alati potrebni za izradu ovog linearnog aktuatora u ovom uputu su:

Nožna pila

Svrdlo i svrdlo za pričvršćivanje vijaka, npr. 2,5 mm i 3 mm

Odvijač za pričvrsne vijke

Dva ključa M6

Ravna turpija ili papir za pijesak/staklo za uklanjanje mrlja

Korak 3: Mehanički dijelovi potrebni za izradu linearnog aktuatora u ovom uputstvu su:

Olovni vijak M6 s navojem duljine 310 milimetara

Okvir vodilice 2 isključen 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (okvir 530 mm tba) 3 isključen 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (50 mm poprečni nosači i nosač) 2 isključeno 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (odstojnici 20 mm) ukupno 1150 mm

Pokretni dio - klizač 1 od aluminija 10 x 10 kvadratnog presjeka (dugačak 450 mm) 1 isključen aluminij kvadratnog presjeka 10 x 10 (duljine 12 mm) ukupno 462 mm

M6 matice i podloške i vijci za pričvršćivanje: 1 isključeno M6 cijev s navojem (x25 mm) 4 isključeno M6 matice 2 isključeno M6 Podloške pričvrsni vijci ukupno 14

Motorni električni odvijač

Korak 4: Električni dijelovi potrebni za upravljanje linearnim aktuatorom u ovom uputstvu su:

Napajanje strujom

prekidač za napajanje

Preklopni relej

Granični prekidači

Spojna žica

Elektromotor - usmjeren prema dolje

Električni odvijač koji se ovdje koristi je nominalno 2,4 V i radio je na dvije Ni-Cad ćelije za ponovno punjenje pa bi prikladno napajanje bilo osobno računalo P. S. U koje daje mogućnost pogona od 3,3 V i 5 V. Struja (amperaža) može biti do 6 ampera. pa sve komponente i ožičenje moraju biti prikladni.

Kako se to događa, odlučio sam ostati s dvije Ni-Cad ćelije za ponovno punjenje jer će operacija biti isprekidana, a to je značilo da bih mogao koristiti postojeći punjač!

Korak 5: Ovaj odjeljak je proces projektiranja s izgradnjom koja slijedi u sljedećem odjeljku

Okvir učvršćuje sve međusobno i podnosi opterećenje; pokretni dio klizi u okviru i pomiče se "putujućom" maticom na olovnom vijku koji pokreće elektromotor. Olovni vijak je pričvršćen na kraju motora, a "putujuća" matica pričvršćena je na pokretni dio tako da pri okretanju vijka tjera pokretni dio da prati kretanje. Koristim dijelove koji su preostali od aktuatora grean-housea, a to su:

M6 navojna šipka duga 310 milimetara

10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (dugačak 1,2 metra)

Aluminij 10 x 10 kvadratnog presjeka (dugačak 1,0 metar)

Elektromotor - usmjeren prema dolje

Sve potrebne dimenzije dijelova odnose se na "bacanje", što znači koliko se daleko može "pomaknuti" matica. postoje tri dijela olovnog vijka, odnosno svaki kraj i "putujuća" matica.

Svaki fiksni kraj navojne šipke ima presjek koji smanjuje raspoloživi navoj vijka; korisna duljina navoja postaje 310 mm -25 (štap) -40 (matice i ležaj = 245 mm što je efektivna udaljenost hoda).

Pokretni dio ima tri dijela; priključak na "putujuću" maticu, "bacanje" i produžetak: "Bacanje" je hod olovnog vijka, a produžetak je duljina potrebna za stabilnost plus doseg do objekta koji se pokreće.

Koristim polovicu udaljenosti "bacanja" u okviru za stabilnost pa je 245/2 = 122,5, a zatim dodajem duljinu olovnog vijka kako bih dobio 122,5 + 310 = 432,5 mm minus krajnji granični razmak oko 24 mm, tako da je oko 405 mm minimalno, a ja ću ga zaokružiti na 450 mm što daje dodatni doprinos za pričvršćivanje. (310/2 = 160 *3 = 465 mm)

Okvir mora obuhvatiti olovni vijak, dužinu potpore i osigurati montažu za elektromotor.

Koristim izreze 10 x 20 x 1,5 mm za poprečne podupirače i držim klizač u okviru vodilice.

Koristim aluminijske izreze 10 x 10 kvadratnog presjeka za pronalaženje odnosa olovnog vijka prema pokretnom aluminijskom dijelu 10 x 10 kvadratnog presjeka.

Korak 6: Mehanički dijelovi:

Dakle, potrebni dijelovi postaju: 1 off M6 navojna šipka duga 310 milimetara 5 off M6 Matica 2 off M6 Podloške

2 isključena 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (okvir od 450 mm t.b.a)

3 off 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (50 mm poprečni nosači i nosač)

ukupno 1260 mm

1 od 10 x 10 aluminija kvadratnog presjeka (duljine 450 mm)

1 od aluminija kvadratnog presjeka 10 x 10 (duljine 12 mm)

ukupno 462 mm

vijci za pričvršćivanje ukupno 14

Elektromotor - usmjeren prema dolje

Elektromotor se mora poravnati i pričvrstiti na okvir, a to se postiže s dvije potporne šipke: U ovom slučaju promjer motora je 40 mm, što znači da je središte na 20 mm, što se mora poravnati s navojem olovnog vijka. Dvije potporne šipke pričvršćene su za okvir i "drže" elektromotor tako da su razmaknute kako bi spustile središnju liniju.

2 od aluminija 10 x 10 kvadratnog presjeka, dovoljno dugo da podrži elektromotor.

Olovni vijak prolazi središnje u 10 mm kanalu okvira, a potporne šipke su postavljene na donjoj strani okvira: Malo matematike. korištenjem pravokutnih trokuta daje susjednu stranu od 5 mm i hipotenzije 40/2 = 20 mm pa je 20 na kvadrat = 400 minus 5 na kvadrat (25) = 375 od čega je kvadratni korijen 19,365; širina "kolijevke" za promjer 40 mm dvostruko je veća od 38,7, što će samo tako ispustiti središnju liniju elektromotora, ali pazite da je tolerancija samo +/- 0,5 mm = razlika od 4 do 6 mm!

Korak 7: Priprema dijelova

Navojnoj šipci je potrebno izrezati utor za odvijač, a prva slika ovdje prikazuje kako sam je uspio držati sigurnom za rezanje pomoću pile.

mali utor za postavljanje vijaka napravljen je na svakom kraju navojne šipke kao što je prikazano na drugoj slici ovdje, a zatim se montira na kraj klizne šipke kao što je prikazano na trećoj slici ovdje.

Aluminijski dijelovi su izrezani na duljinu:

1 od aluminija kvadratnog presjeka 10 x 10 (duljine 450 mm)

plus mali vodič

1 od aluminija kvadratnog presjeka 10 x 10 (duljine 12 mm)

koji se koristi za fiksni kraj.

2 isključeno aluminij pod jednakim pravim kutom 10 x 20 x 1,5 mm (aluminijski okvir 450 mm t.b.a) 2 isključen 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (poprečni držači 50 mm)

uključujući

2 isključena 10 x 20 x 1,5 mm nejednaki pravokutni aluminij (odstojnici 20 mm)

jer će se matice M6 morati okretati s olovnim vijkom pa se odstojnici koriste za proširenje kanala klizača kao dijela poprečnog podupiranja.

Profesionalni uređaj imao bi koaksijalni klizač i vodeći vijak:

cijev s navojem M6 nalazi se unutar klizača 1 od cijevi s navojem M6 (x25 mm)

1 off M6 navojna šipka duga 310 milimetara

4 off M6 Matice

2 isključena podloška M6.

Za montažu elektromotora od aluminija kvadratnog presjeka 10 x 10 dodana su dva nosača.

Korak 8: Sastavljanje mehanizma

Na ovim slikama možete vidjeti konstrukciju fiksnog kraja olovnog vijka.

Olovni vijak je uvrnut u klizač i uvučen u kanal tako da kroz fiksnu vodilicu prođe nekih 100 mm navoja za pričvršćivanje, kako je dolje opisano

Mala vodilica učvršćena je u kanalu zajedno s odstojnim dijelovima jer će se matice M6 morati okretati pomoću olovnog vijka. Mala vodilica sprječava rezanje navoja vijka na području ležaja, a ja sam koristio prikladan komad aluminija 8 x 8 kvadratnog presjeka unutar male vodilice kao ležaj.

1 od aluminija kvadratnog presjeka 10 x 10 (duljine 12 mm)

Tehnika koja se ovdje koristi je pričvršćivanje olovnog vijka na mjesto s par matica.

Ako je matica pričvršćena na vijak, a druga je navučena pored njih, dvije se mogu natjerati da ostanu na mjestu zatezanjem jedne o drugu.

Slijed na olovnom vijku je 2 x M6 matice, 1 x M6 podloška, fiksna vodilica, 1 x M6 podloška, 2 x M6 matice.

Trik je ovdje u tome da prođete na prve dvije matice i podlošku pored fiksne vodilice, a zatim dodate sljedeću podlošku i postavite druge dvije matice na kraj olovnog vijka, zaključane na mjestu: Za kraj, najudaljenije dvije matice se pokreću natrag kako bi dodirnuli fiksnu vodilicu, tada se drži najudaljenija matica, dok je unutarnja matica pričvršćena prema njoj, ostavljajući tako malo kraja, pa se olovni vijak može slobodno okretati.

Komadići "kolijevke" motora pričvršćuju se na mjesto prema proračunima na temelju promjera tijela odvijača, a bitak odvijača poravnava se u utor olovnog vijka.

Moram vam ponuditi dva savjeta kako bih uređaj učinio pouzdanim:

1). Neminovno će doći do malog pogrešnog poravnanja pa sam otkrio da je najbolje postaviti neku vrstu čahure preko spoja olovnog vijka i odvijača; druga čahura nekog napajanja ili bilo koje plastične cijevi bit će dovoljna.

2). Opruga u šesterokutnom ugradnom elementu odvijača drži bit na svom mjestu uz kraj olovnog vijka; odgovarajuća opruga mogla bi se pronaći u dozatoru sapuna.

Konačno, na klizač je pričvršćen poprečni nosač koji služi za držanje klizača u kanalu i prikladno aktivira krajnje prekidače.

Korak 9: Elektrika

Nijedan linearni pogon ne bi bio potpun bez ograničavanja uređaja za zaustavljanje prelaska preko bilo kojeg kraja "odbijanja", a s elektromotorom je lako postaviti mikroprekidače, koji imaju prednost i normalno otvorenih i normalno zatvorenih kontakata.

Prva slika prikazuje mikro prekidače spremne za ožičenje. Napomena: prikazani mikroprekidači su maksimalni krajnji prekidači pa su potrebni dodatni prekidači za automatsko zaustavljanje motora u drugom položaju.

Na gornjoj slici prikazano je klasično ožičenje dvopolnog / dvostrukog prekidača za preokretanje DC motora, tj. Dva seta neovisnih kontakata za prebacivanje.

Elektromotor je spojen na uobičajene kontakte, ovdje prikazane kao crno-crveni, dok se napajanje napaja na jedan par kontakata, ovdje prikazanih kao plavi i smeđi, koji su zatim međusobno povezani s drugim parom kontakata, žutim i Plave žice.

U tom slučaju križno ožičenje zamjenjuje se normalno zatvorenim kontaktima mikroprekidača kako bi se spriječilo prevrtanje, a svi dodatni krajnji prekidači jednostavno se spajaju u seriju: Na ovom prekidaču smeđa je žica postavljena nasuprot plavoj.

Prilikom testiranja provjerite radi li motor u pravom smjeru i rade li prekidači u pravom smislu!