Električni linearni aktuator: 9 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Ta Instructable govori o izdelavi zmogljivega linearnega pogona s tipičnimi gospodinjskimi orodji iz najmanj komponent iz trgovine s strojno opremo - brez rezkanja ali struženja, vendar bo malo rezanja in vrtanja! Ta Instructable vas bo vodil skozi podrobnosti oblikovanja linearnega aktuatorja z električnim motorjem izvijača, ki ustreza vašim potrebam.

Linearni pogoni za težke obremenitve so razumljivo dragi, saj je za zanesljivo delovanje potrebna natančna mehanska zasnova, ki je le redko upravičena za enkraten projekt doma.

Pričakuje se, da linearni aktuator potegne ali potisne breme v eni ravnini (npr. Navzgor in navzgor ali navzgor in navzdol), zato je zasnovan za določeno največjo obremenitev in razdaljo, znano kot "metanje".

Glavna težava pri takem projektu je pomanjkanje zmogljivosti obdelave za izdelavo zanesljivih sklopk na pogon in drsnik. Šestkotna gred izvijača in navojna cev iz pohištvenega okovja D.i.y so rešili te težave.

1. korak: Tukaj je slika enote, ki sem jo naredil za odpiranje in zapiranje dvojnega okna rastlinjaka:

Ta navodila imajo dva dela, saj imamo električni in mehanski del.

: OPOZORILO:: OPOZORILO:: OPOZORILO:: OPOZORILO:: OPOZORILO:: OPOZORILO:: OPOZORILO:

Ta naprava lahko deluje z veliko silo in z njo je treba ravnati zelo previdno.

Priporoča se nadzor v sili "STOP"

mehanizem pa mora biti popolnoma zaprt, če je nameščen na dostopnem mestu.

2. korak: Orodja, potrebna za izdelavo tega linearnega aktuatorja v tem navodilu, so:

Ročna žaga

Vrtalnik in svedri za pritrdilne vijake, na primer 2,5 mm in 3 mm

Izvijač za pritrdilne vijake

Dva ključa M6

Ravna pilica ali pesek/stekleni papir za odstranjevanje madežev

3. korak: Mehanski deli, potrebni za izdelavo linearnega pogona v tem navodilu, so:

Navojna palica s svinčevim vijakom M6, dolga 310 milimetrov

Vodilo 2 off 10 x 20 x 1,5 mm neenakomeren pravokotni aluminij (530 mm okvir tba) 3 izklop 10 x 20 x 1,5 mm neenakomeren pravokotni aluminij (50 mm prečni nosilci in nosilec) 2 izklopljeno 10 x 20 x 1,5 mm neenaki pravokotni aluminij (distančniki 20 mm) skupaj 1150 mm

Premikajoči se del - drsnik 1 off 10 x 10 kvadratni aluminij (dolžina 450 mm) 1 off 10 x 10 aluminij kvadratnega prereza (dolžina 12 mm) skupaj 462 mm

M6 matice in podložke ter pritrdilni vijaki: 1 off M6 navojna cev (x25mm) 4 off M6 matice 2 off M6 pritrdilni vijaki podložk skupaj 14

Motorni električni izvijač

4. korak: Električni deli, potrebni za krmiljenje linearnega aktuatorja v tem navodilu, so:

Napajanje

Stikalo za vklop

Preklopni rele

Končna stikala

Priključna žica

Elektromotor - nastavljen navzdol

Električni izvijač, ki je tukaj uporabljen, je nominalno 2,4 voltov in je deloval na dveh Ni-Cad-jevih celicah za ponovno polnjenje, zato bi bil ustrezen napajalnik osebni računalnik P. S. U, ki daje možnost 3,3-voltnega in 5-voltnega pogona. Tok (amperaža) je lahko do 6 amperov. zato morajo biti vsi sestavni deli in ožičenje ustrezni.

Kot se je zgodilo, sem se odločil, da bom ostal pri dveh Ni-Cad-ovih celicah, ki jih je mogoče ponovno napolniti, saj bo operacija občasna in to je pomenilo, da lahko uporabim obstoječi polnilnik!

5. korak: Ta odsek je postopek načrtovanja z gradnjo, ki sledi v naslednjem razdelku

Okvir pritrdi vse med seboj in prenese obremenitev; gibljivi del drsi v okvirju in ga premika "potujoča" matica na svinčenem vijaku, ki ga poganja elektromotor. Svinčni vijak je pritrjen na koncu motorja, "potujoča" matica pa je pritrjena na gibljivi del, tako da pri vrtenju vijaka prisili gibljivi del, da sledi gibanju. Uporabljam dele, ki so ostali od aktuatorja grean-house:

Navojna palica M6, dolga 310 milimetrov

10 x 20 x 1,5 mm neenakomeren pravokotni aluminij (dolg 1,2 metra)

10 x 10 kvadratnih prerezov aluminij (1,0 metra dolg)

Elektromotor - nastavljen navzdol

Vse mere potrebnih delov so povezane z "metom", kar pomeni, kako daleč se lahko premika "potujoča" matica. obstajajo trije deli svinčevega vijaka, na vsakem koncu in "potujoča" matica.

Vsak fiksni konec navojne palice ima odsek, ki zmanjša razpoložljivi vijačni navoj; uporabna dolžina navoja postane 310 mm -25 (palica) -40 (matice in ležaj = 245 mm, kar je efektivna razdalja vožnje).

Premični del ima tri dele; povezava z "potujočo" matico, "metom" in podaljškom: "met" je premik svinčenega vijaka, podaljšek pa je dolžina, potrebna za stabilnost in doseg do predmeta, ki se poganja.

Za okvir uporabljam polovico razdalje "metanja" v okvirju, tako da je 245/2 = 122,5, nato dodam dolžino svinčenega vijaka, da dobim 122,5 + 310 = 432,5 mm minus končno razdaljo približno 24 mm, torej je približno 405 mm minimalno in zaokrožil ga bom na 450 mm, kar daje dodatek za pritrditev. (310/2 = 160 *3 = 465 mm)

Okvir mora zajemati vodilni vijak, nosilno dolžino in zagotoviti pritrditev za elektromotor.

Uporabljam odseke 10 x 20 x 1,5 mm za križne naramnice in držim drsnik v okvirju vodila.

Uporabljam aluminijaste odrezke 10 x 10 kvadratnega preseka za ugotavljanje razmerja med svinčevim vijakom in 10 x 10 kvadratnim aluminijastim gibljivim delom.

6. korak: Mehanski deli:

Torej potrebni deli postanejo: 1 off navojna palica M6 dolžine 310 milimetrov 5 off M6 matice 2 off M6 podložke

2 off 10 x 20 x 1,5 mm neenakomeren pravokotni aluminij (okvir 450 mm t.b.a)

3 iz 10 x 20 x 1,5 mm neenakopravnega pravokotnega aluminija (50 mm prečni nosilci in nosilec)

skupaj 1260 mm

1 iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10 (dolžina 450 mm)

1 iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10 (dolžine 12 mm)

skupaj 462 mm

pritrdilni vijaki skupaj 14

Elektromotor - nastavljen navzdol

Elektromotor je treba poravnati in pritrditi na okvir, to pa naredimo z dvema podpornima palicama: V tem primeru je premer motorja 40 mm, kar pomeni, da je središče na 20 mm, ki se mora poravnati z navojem svinčenega vijaka. Dve podporni palici sta priviti na okvir in "zaskočiti" elektromotor, tako da sta razporejeni tako, da spustita sredinsko črto.

2 iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10, dovolj dolgi, da podpirajo elektromotor.

Vodilni vijak poteka centralno v 10 mm kanalu okvirja, podporne palice pa so nameščene na spodnji strani okvirja: Malo matematike. z uporabo pravokotnih trikotnikov dobimo sosednjo stran 5 mm in hipotenzije 40/2 = 20 mm, torej 20 na kvadrat = 400 minus 5 na kvadrat (25) = 375, od tega je kvadratni koren 19,365; širina "zibelke" za premer 40 mm je dvakrat večja pri 38,7, kar bo spustilo osrednjo črto elektromotorja, vendar pazite, da je odstopanje le +/- 0,5 mm = razlika od 4 do 6 mm!

7. korak: Priprava delov

Navojna palica potrebuje rezo za izvijač, prva slika pa prikazuje, kako mi jo je uspelo držati varno za rezanje z žago.

na vsakem koncu navojne palice je narejena majhna reža za namestitev vijakov, kot je prikazano na drugi sliki tukaj, nato pa nameščena na koncu palice drsnika, kot je prikazano na tretji sliki tukaj.

Aluminijasti profili so razrezani na dolžino:

1 iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10 (dolžina 450 mm)

plus majhen vodnik

1 iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10 (dolžine 12 mm)

ki se uporablja za fiksni konec.

2 izklopa 10 x 20 x 1,5 mm neenakomernega pravokotnega aluminija (okvir 450 mm t.b.a) 2 izklopa 10 x 20 x 1,5 mm neenakomernega pravokotnega aluminija (50-milimetrski naramniki)

vključno z

2 iz 10 x 20 x 1,5 mm neenakopravnega pravokotnega aluminija (distančniki 20 mm)

ker se bodo matice M6 treba vrteti s svinčevim vijakom, zato se distančniki uporabljajo za razširitev drsnega kanala kot dela križnega oprijema.

Profesionalna naprava bi imela koaksialni drsnik in vodilni vijak:

cev z navojem M6 je nameščena v drsniku 1 od cevi z navojem M6 (x25 mm)

1 off navojna palica M6, dolga 310 milimetrov

4 off M6 Nuts

2 off M6 podložke.

Za pritrditev elektromotorja iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10 sta dodani dve podpori.

8. korak: Sestavljanje mehanizma

Na teh slikah si lahko ogledate konstrukcijo fiksnega konca vijaka.

Vijak je privit v drsnik in potisnjen v kanal, tako da skozi fiksno vodilo za pritrditev, kot je opisano spodaj, preide nekaj 100 mm navoja

Majhno vodilo je pritrjeno v kanalu skupaj z distančniki, saj se bodo matice M6 morale vrteti s svinčevim vijakom. Majhno vodilo preprečuje, da bi vijačni navoj prerezal na ležajnem območju. Kot ležaj sem uporabil primeren kos aluminija kvadratnega premera 8 x 8 v majhnem vodilu.

1 iz aluminija kvadratnega premera 10 x 10 (dolžine 12 mm)

Tu uporabljena tehnika je pritrditev svinčenega vijaka s parom zapornih matic.

Če je na vijak pritrjena matica, poleg nje pa je potegnjena še ena, lahko oba ostaneta na svojem mestu tako, da eno zategnete drug proti drugemu.

Zaporedje na vodilnem vijaku je 2 x M6 matice, 1 x M6 podložka, fiksno vodilo, 1 x M6 podložka, 2 x M6 matice.

Zvijača je v tem, da zavijete na prva dva matica in podložko mimo fiksnega vodila, nato dodate naslednjo podložko in postavite drugi dve matici na koncu svinčenega vijaka, zaklenjeni na svojem mestu: Za konec najdalje dve matici potegnete nazaj, da se dotaknete fiksnega vodila, nato držite najdaljšo matico, medtem ko je notranja matica zaklenjena proti njej, tako da ostane malo konca, tako da se lahko svinčev vijak prosto vrti.

Kosi "zibelke" motorja so priviti v skladu z izračuni glede na premer telesa izvijača, izvijač pa je poravnan v režo vodilnega vijaka.

Za zagotovitev zanesljivosti enote moram ponuditi dva nasveta:

1). Neizogibno bo prišlo do manjše napačne poravnave, zato sem ugotovil, da je najbolje, da na stik vodilnega vijaka in nastavka za izvijač namestite nekakšno pušo; zadostuje drugi rokav kakega napajalnega kabla ali katere koli plastične cevi.

2). Vzmet v šesterokotniku ohišja izvijača drži bit na svojem mestu proti koncu svinčenega vijaka; v razpršilniku mila lahko najdete primerno vzmet.

Nazadnje je na drsnik privit prečni drog, ki služi držanju drsnika v kanalu in priročno aktivira končna stikala.

9. korak: Elektrika

Noben linearni pogon ne bi bil popoln brez omejevalnih naprav, ki bi preprečile prehod katerega koli konca "lopute", z elektromotorjem pa je enostavno namestiti mikro stikala, ki imajo prednosti tako odprtih kot normalno zaprtih stikov.

Prva slika prikazuje mikro stikala, pripravljena za ožičenje. Opomba: prikazana mikro stikala so največja končna stikala, zato so potrebna dodatna stikala za samodejno zaustavitev motorja v drugem položaju.

Na zgornji sliki je prikazano klasično ožičenje dvopolnega / dvojnega stikala za vzvratno vožnjo elektromotorja DC, to je dva niza neodvisnih preklopnih kontaktov.

Elektromotor je priključen na skupne kontakte, prikazane tukaj kot črno-rdeči, medtem ko se napajanje napaja na en par kontaktov, ki so tukaj prikazani kot modri in rjavi, ki so nato navzkrižno povezani z drugim parom stikov, rumenim in modre žice.

V tem primeru je navzkrižno ožičenje zamenjano z normalno zaprtimi kontakti stikala, da se prepreči prekoračitev, vsa dodatna končna stikala pa so preprosto vezana zaporedno: na tem stikalu je rjava žica nameščena v nasprotju z modro.

Med preskušanjem preverite, ali motor deluje v pravi smeri in ali stikala delujejo v pravem smislu!