Elektrische lineaire actuator - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:18

Deze Instructable gaat over het maken van een krachtige lineaire actuator met typisch huishoudelijk gereedschap van het minimum aan componenten uit de ijzerhandel - geen frezen of draaien, maar er zal een beetje snijden en boren zijn! Deze Instructable zal u door de details van het ontwerpen van een lineaire actuator leiden om aan uw behoeften te voldoen door een elektrische screwdiver-motor te gebruiken.

Heavy-duty lineaire actuatoren zijn begrijpelijkerwijs duur, aangezien een nauwkeurig mechanisch ontwerp vereist is voor een betrouwbare werking en zelden gerechtvaardigd kan worden voor een eenmalig thuisproject.

Van een lineaire actuator wordt verwacht dat hij een last in één vlak trekt of duwt (bijvoorbeeld in-en-uit of op en neer), dus het is ontworpen voor een bepaalde maximale belasting en een afstand, bekend als de "worp".

De grootste moeilijkheid bij een project als dit is het gebrek aan bewerkingscapaciteit voor het maken van betrouwbare koppelingen aan de aandrijving en de schuif. De zeskantschacht van de schroevendraaier en een schroefdraadbuis van DIY meubelbeslag losten deze problemen op.

Stap 1: Hier is een afbeelding van de eenheid die ik heb gemaakt om het dubbele raam van de kas te openen en te sluiten:

Deze Instructable bestaat uit twee delen, omdat we een elektrisch en een mechanisch gedeelte hebben.

:WAARSCHUWING::WAARSCHUWING::WAARSCHUWING::WAARSCHUWING::WAARSCHUWING::WAARSCHUWING::WAARSCHUWING:

Dit apparaat kan een grote kracht uitoefenen en moet met uiterste voorzichtigheid worden bediend.

Een noodbediening "STOP" wordt geadviseerd

en het mechanisme moet volledig worden omsloten als het op een toegankelijke locatie wordt gemonteerd.

Stap 2: De gereedschappen die nodig zijn om deze lineaire actuator in deze Instructable te maken, zijn:

een ijzerzaag

A Boor en boren voor de bevestigingsschroeven, bijv. 2,5 mm en 3 mm

Schroevendraaier voor de bevestigingsschroeven

Twee M6-sleutels

Een platte vijl of schuur-/glaspapier om te ontbramen

Stap 3: De mechanische onderdelen die nodig zijn om de lineaire actuator in deze instructable te maken, zijn:

De loden schroef M6 draadstang van 310 millimeter lang

Een geleidingsframe 2 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (530 mm frame tba) 3 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (50 mm kruisschoren en beugel) 2 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (20 mm afstandhouders) totaal 1150 mm

Het bewegende deel - de schuif 1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (450 mm lang) 1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (12 mm lang) totaal 462 mm

M6 moeren en ringen en bevestigingsschroeven: 1 stuks M6 buis met schroefdraad (x25mm) 4 stuks M6 moeren 2 stuks M6 ringen bevestigingsschroeven totaal 14

Een motor bijv. elektrische schroevendraaier

Stap 4: De elektrische onderdelen die nodig zijn om de lineaire actuator in deze Instructable te besturen, zijn:

Stroomvoorziening

aan/uit-schakelaar

Omschakelrelais

Eindschakelaars

Aansluitdraad

Een elektromotor - naar beneden gericht

De elektrische schroevendraaier die hier wordt gebruikt, is nominaal 2,4 volt en werkte op twee oplaadbare Ni-Cad-cellen, dus een geschikte voeding zou een P. S. U van de pc zijn met de optie van 3,3 volt en 5 volt aandrijfvermogen. De stroom (stroomsterkte) kan oplopen tot 6 ampère. dus alle componenten en bedrading moeten geschikt zijn.

Toevallig besloot ik om bij de twee Ni-Cad oplaadbare cellen te blijven, omdat de operatie met tussenpozen zou plaatsvinden en het betekende dat ik de bestaande oplader kon gebruiken!

Stap 5: Deze sectie is het ontwerpproces met de constructie die volgt in de volgende sectie

The Frame borgt alles ten opzichte van elkaar en neemt de belasting op; het bewegende deel schuift in het frame en wordt bewogen door een "rijdende" moer op de loodschroef die wordt aangedreven door een elektromotor. De spindel is bevestigd aan het motoruiteinde en de "bewegende" moer is bevestigd aan het bewegende deel, zodat wanneer de schroef wordt gedraaid het het bewegende deel dwingt om de beweging te volgen. Ik gebruik de overgebleven onderdelen van de grean-house-actuator, namelijk:

M6 draadstang van 310 millimeter lang

10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (1,2 meter lang)

10 x 10 vierkante sectie aluminium (1,0 meter lang)

Een elektromotor - naar beneden gericht

De afmetingen van de benodigde onderdelen zijn allemaal gerelateerd aan de "worp", wat betekent hoe ver de "bewegende" moer kan bewegen. er zijn drie secties van een loodschroef, d.w.z. elk uiteinde en de "reizende" moer.

Elk vast uiteinde van de draadstang heeft een sectie die de beschikbare schroefdraad vermindert; de bruikbare draadlengte wordt 310 mm -25 (stang) -40 (moeren en lager = 245 mm, wat de effectieve reisafstand is.

Het bewegende deel heeft drie secties; de verbinding met de "reizende" moer, de "worp" en verlenging: De "worp" is de slag van de schroef en de verlenging is de lengte die nodig is voor stabiliteit plus bereik tot het object dat wordt aangedreven.

Ik gebruik de helft van de "worp" afstand in het frame voor stabiliteit, dus 245/2 = 122,5, dan voeg ik de lengte van de schroef toe om 122,5 + 310 = 432,5 mm te geven minus de eind-stop afstand van ongeveer 24 mm, dus ongeveer 405 mm is de minimum en ik ga het afronden tot 450 mm, wat de extra geeft om de bevestiging te maken. (310/2 = 160 *3 = 465mm)

Het frame moet de loodschroef, de steunlengte omsluiten en een bevestiging voor de elektromotor bieden.

Ik gebruik 10 x 20 x 1,5 mm uitsnijdingen voor kruisbeugels en houd de schuif in het geleideframe.

Ik gebruik 10 x 10 vierkante doorsnede aluminium restanten voor het lokaliseren van de relatie van de loodschroef tot het 10 x 10 vierkante aluminium bewegende deel.

Stap 6: Mechanische onderdelen:

De benodigde onderdelen worden dus: 1 stuks M6 draadstang van 310 millimeter lang 5 stuks M6 moeren 2 stuks M6 ringen

2 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (450 mm frame t.b.a)

3 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (50 mm kruisschoren en beugel)

totaal 1260 mm

1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (450 mm lang)

1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (12 mm lang)

totaal 462mm

bevestigingsschroeven totaal 14

Een elektromotor - naar beneden gericht

De elektromotor moet worden uitgelijnd en aan het frame worden bevestigd en dit wordt gedaan met twee steunstangen: In dit geval is de motordiameter 40 mm, wat betekent dat het midden op 20 mm moet liggen en moet worden uitgelijnd met de schroefdraad van de schroefdraad. De twee steunstangen worden aan het frame geschroefd en "wiegen" de elektromotor zodat ze op afstand van elkaar staan om de middellijn te verlagen.

2 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium, lang genoeg om de elektromotor te ondersteunen.

De loodschroef loopt centraal in het 10 mm kanaal van het frame en de steunstangen zijn aan de onderkant van het frame gemonteerd: A little Math. het gebruik van rechthoekige driehoeken geeft een aangrenzende zijde van 5 mm en een hypotenue van 40/2 = 20 mm, dus 20 kwadraat = 400 min 5 kwadraat (25) = 375 waarvan de vierkantswortel 19.365 is; de "wieg"-breedte voor een diameter van 40 mm is het dubbele van 38,7, wat de middellijn van de elektromotor precies zal verlagen, maar pas op dat een tolerantie van slechts +/- 0,5 mm = 4 tot 6 mm verschil!

Stap 7: De onderdelen voorbereiden

De draadstang heeft een sleuf van een schroevendraaier nodig en de eerste foto hier laat zien hoe ik hem veilig heb kunnen houden om te zagen met de ijzerzaag.

een kleine gleuf voor het plaatsen van schroeven is gemaakt aan elk uiteinde van de draadstang zoals weergegeven in de tweede afbeelding hier en vervolgens gemonteerd in het uiteinde van de schuifstang zoals weergegeven in de derde afbeelding hier.

De aluminium profielen worden op lengte gezaagd:

1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (450 mm lang)

plus een kleine gids

1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (12 mm lang)

die wordt gebruikt voor het vaste uiteinde.

2 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (450 mm frame t.b.a) 2 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (50 mm kruisschoren)

inclusief

2 stuks 10 x 20 x 1,5 mm ongelijke rechte hoek aluminium (20 mm afstandhouders)

omdat de M6-moeren met de loodschroef moeten draaien, zodat afstandhouders worden gebruikt om het schuifkanaal te verbreden als onderdeel van de kruisversteviging.

Een professioneel apparaat zou een coaxiale schuifregelaar en spindel hebben:

de M6-schroefdraadbuis is gemonteerd in de schuif 1 van M6-schroefdraadbuis (x25mm)

1 stuks M6 draadstang van 310 millimeter lang

4 van M6 Moeren

2 stuks M6 ringen.

Er zijn twee steunen toegevoegd om de elektromotor van 10 x 10 vierkante sectie aluminium te monteren.

Stap 8: Het mechanisme monteren

Op deze foto's ziet u de constructie van het vaste uiteinde van de loden schroef.

De loodschroef wordt in de schuif geschroefd en in het kanaal geschoven zodat er ongeveer 100 mm draad door de vaste geleider wordt geleid voor bevestiging zoals hieronder beschreven

De kleine geleider wordt met de afstandsstukken in het kanaal bevestigd, aangezien de M6-moeren met de schroef moeten draaien. De kleine geleider voorkomt dat de schroefdraad in het lagergebied snijdt en ik heb een handig stuk aluminium van 8 x 8 vierkante secties in de kleine geleider als lager gebruikt.

1 van 10 x 10 vierkante sectie aluminium (12 mm lang)

De techniek die hier wordt gebruikt, is om de loden schroef op zijn plaats te bevestigen met een paar borgmoeren.

Als een moer op een schroef is gemonteerd en een andere ernaast wordt aangedraaid, kunnen de twee op hun plaats blijven door de ene tegen de andere aan te draaien.

De volgorde op de spindel is 2 x M6 moeren, 1 x M6 ring, de vaste geleider, 1 x M6 ring, 2 x M6 moeren.

De truc hier is om op de eerste twee moeren en sluitring langs de vaste geleider te lopen, dan de volgende sluitring toe te voegen en de andere twee moeren aan het einde van de voorlopende schroef te plaatsen, op hun plaats vergrendeld: om te eindigen, worden de verste twee moeren gedraaid terug om de vaste geleider aan te raken, dan wordt de verste moer vastgehouden terwijl de binnenste moer er naar toe is vergrendeld, zodat er een klein beetje speling overblijft zodat de loden schroef vrij kan draaien.

De "cradle"-stukken van de motor worden op hun plaats geschroefd volgens de berekeningen op basis van de diameter van het schroevendraaierlichaam en het schroevendraaierbit wordt uitgelijnd in de gleuf van de spindel.

Er zijn twee tips die ik heb om hulp te bieden om het apparaat betrouwbaar te maken:

1). Er zal onvermijdelijk een kleine foutieve uitlijning zijn, dus ik heb ontdekt dat het het beste is om een soort huls over de ontmoeting van de loodschroef en het schroevendraaierbit te plaatsen; de andere huls van een stroomkabel of een plastic slang is voldoende.

2). Een veer in de zeskant van de schroevendraaier houdt het bit op zijn plaats tegen het uiteinde van de spindel; een geschikte veer kan worden gevonden in een wegwerpzeepdispenser.

Ten slotte wordt een dwarsbalk op de schuif geschroefd die dient om de schuif in het kanaal te houden en gemakkelijk de eindschakelaars activeert.

Stap 9: de elektriciteit

Geen enkele lineaire actuator zou compleet zijn zonder begrenzingsinrichtingen om het overlopen van beide uiteinden van de "thow" te stoppen en met een elektromotor is het eenvoudig om microschakelaars te monteren, die het voordeel hebben van zowel normaal open als normaal gesloten contacten.

De eerste foto toont de microschakelaars klaar voor bedrading. Let op: de getoonde microschakelaars zijn de maximale eindschakelaars, dus er zijn extra schakelaars nodig om de motor automatisch op een andere positie te stoppen.

De afbeelding hierboven toont de klassieke bedrading van de dubbelpolige / dubbele worpschakelaar voor het omkeren van een DC-elektromotor, d.w.z. twee sets onafhankelijke wisselcontacten.

De elektromotor is verbonden met de gemeenschappelijke contacten, hier weergegeven als zwart en rood, terwijl de stroom wordt geleverd aan één paar contacten, hier weergegeven als blauw en bruin, die vervolgens kruiselings zijn verbonden met het andere paar contacten, de gele en blauwe draden.

In dit geval wordt de gekruiste bedrading vervangen door de normaal gesloten contacten van de microschakelaar om overlopen te voorkomen en worden eventuele extra eindschakelaars eenvoudig in serie geschakeld: op deze schakelaar wordt de bruine draad verplaatst om zich tegen de blauwe te verzetten.

Let er bij het testen op dat de motor de goede kant op draait en dat de schakelaars op de juiste manier werken!