Actuador lineal elèctric: 9 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:15

Aquest instructable es tracta de fabricar un potent actuador lineal amb eines domèstiques típiques a partir del mínim de components de la ferreteria: sense fresat ni tornejat, però hi haurà una mica de tall i forat. Aquest manual us guiarà a través dels detalls del disseny d’un actuador lineal per adaptar-se a les vostres necessitats mitjançant un motor de tornavís elèctric.

Els actuadors lineals de gran resistència són comprensibles, ja que es requereix un disseny mecànic de precisió per a un funcionament fiable i poques vegades es pot justificar per a un projecte casolà únic.

S'espera que un actuador lineal estiri o empenti una càrrega en un pla (per exemple, entrar i sortir o pujar i baixar), de manera que està dissenyat per a una determinada càrrega màxima i una distància, coneguda com el "llançament".

La principal dificultat d’un projecte com aquest és la manca de capacitat de mecanitzat per fer acoblaments fiables a l’accionament i el control lliscant. L’eix hexagonal del tornavís i un tub roscat dels accessoris de mobiliari D.i.y van solucionar aquests problemes.

Pas 1: Aquí teniu una imatge de la unitat que he fet per obrir i tancar la finestra doble d’efecte hivernacle:

Aquest instructable té dues parts, ja que tenim una part elèctrica i una part mecànica.

: ADVERTÈNCIA:: ADVERTÈNCIA:: ADVERTÈNCIA:: ADVERTÈNCIA:: ADVERTÈNCIA:: ADVERTÈNCIA:: ADVERTIMENT:

Aquest dispositiu és capaç d’exercir una força elevada i s’ha d’utilitzar amb molta precaució.

Es recomana un control "STOP" d'emergència

i el mecanisme hauria d'estar completament tancat si s'instal·la en un lloc accessible.

Pas 2: Les eines necessàries per fabricar aquest actuador lineal en aquesta instrucció són:

Una serra mecànica

Unes broques i broques per adaptar-se als cargols de fixació, per exemple, de 2,5 i 3 mm

Tornavís per als cargols de fixació

Dues claus M6

Un fitxer pla o paper de sorra / vidre per desbarbar

Pas 3: Les parts mecàniques necessàries per fer de l’actuador lineal en aquest manual són:

La barra roscada de cargol M6 de 310 mil·límetres de llarg

Un marc de guia 2 off 10 x 20 x 1,5 mm d'alumini d'angle recte no igual (530mm frame tba) 3 off d'alumini d'angle recte igual a 10 x 20 x 1,5 mm (claudàtors i mènsules de 50 mm) 2 off 10 x 20 x 1,5 Alumini d'angle recte (espaiadors de 20 mm) total d'150 mm

La part mòbil: el control lliscant 1 off d'alumini de 10 x 10 seccions quadrades (450 mm de llarg) 1 off d'alumini de 10 x 10 seccions quadrades d'alumini (12 mm de llarg) en total 462 mm

Femelles i rondelles M6 i cargols de fixació: 1 de tub roscat M6 (x25mm) 4 de femelles M6 2 de M6 2 cargols de fixació de les arandeles en total 14

Un motor, per exemple, un tornavís elèctric

Pas 4: Les parts elèctriques necessàries per controlar l’actuador lineal en aquest manual són:

Font d'alimentació

interruptor d'alimentació

Relleu de canvi

Interruptors de límit

Cable de connexió

Un motor elèctric reduït

El tornavís elèctric que s’utilitza aquí és nominalment de 2,4 volts i funcionava amb dues cel·les recarregables de Ni-Cad, de manera que una font d’alimentació adequada seria un ordinador personal P. S. U que donaria l’opció de potència d’unitat de 3,3 volts i 5 volts. El corrent (Amperatge) podria ser de fins a 6 Amperes. de manera que tots els components i el cablejat han de ser adequats.

Com passa, vaig decidir quedar-me amb les dues cèl·lules recarregables de Ni-Cad, ja que l’operació seria intermitent i significava que podia utilitzar el carregador existent.

Pas 5: aquesta secció és el procés de disseny amb la construcció següent a la secció següent

El marc assegura tot el relatiu entre si i suporta la càrrega; la part mòbil es llisca dins del marc i es mou amb una femella "viatjant" sobre el cargol principal impulsat per un motor elèctric. El cargol principal està fixat a l'extrem del motor i la femella "viatgera" queda fixada a la part mòbil de manera que quan es gira el cargol obliga la part mòbil a seguir el moviment. Estic fent servir les parts que em queden de l’actuador de la casa de grean que són:

Vareta roscada M6 de 310 mil·límetres de llargada

10 x 20 x 1,5 mm d'alumini d'angle recte inigualable (1,2 metres de llarg)

Secció quadrada d'alumini de 10 x 10 (1,0 metres de llarg)

Un motor elèctric reduït

Les dimensions de les peces necessàries estan relacionades amb el "llançament", és a dir, fins a quin punt pot desplaçar-se la femella "viatjant". hi ha tres seccions d'un cargol principal, és a dir, cada extrem i la femella "viatjant".

Cada extrem fix de la barra roscada té una secció que redueix la rosca disponible; la longitud útil del fil passa a ser de 310 mm -25 (vareta) -40 (femelles i coixinets = 245 mm, que és la distància de recorregut efectiva.

La part mòbil té tres seccions; la connexió amb la femella "viatjant", el "llançament" i l'extensió: el "llançament" és el recorregut del cargol principal i l'extensió és la longitud necessària per a l'estabilitat i l'abast de l'objecte que es condueix.

Utilitzo la meitat de la distància de "llançament" al marc per obtenir estabilitat, de manera que 245/2 = 122,5 i després afegeixo la longitud del cargol principal per donar 122,5 + 310 = 432,5 mm menys la distància de parada final aproximadament 24 mm, per tant, aproximadament 405 mm és la mínim i vaig a arrodonir-lo fins a 450 mm, cosa que aporta l’extra per fer la fixació. (310/2 = 160 * 3 = 465 mm)

El marc ha de tancar el cargol principal, la longitud del suport i proporcionar un muntatge per al motor elèctric.

Estic fent servir retallades de 10 x 20 x 1,5 mm per a tirants transversals i mantenint el control lliscant al marc de la guia.

Estic fent servir talls d'alumini de secció quadrada de 10 x 10 per localitzar la relació del cargol principal amb la part mòbil d'alumini de secció quadrada de 10 x 10.

Pas 6: peces mecàniques:

Per tant, les parts necessàries es converteixen en: 1 barra de rosca M6 de 310 mil·límetres de longitud 5 de femelles M6 2 de rentadores M6

2 de 10 x 20 x 1,5 mm d'alumini d'angle recte igual a igual (marc de 450 mm t.b.a)

3 x 10 x 20 x 1,5 mm d'alumini d'angle recte igual a igual (claudàtors i mènsules de 50 mm)

total 1260 mm

1 off d'alumini de secció quadrada de 10 x 10 (450 mm de llarg)

1 off d'alumini de secció quadrada de 10 x 10 (12 mm de llarg)

total 462 mm

cargols de fixació en total 14

Un motor elèctric reduït

El motor elèctric ha d’estar alineat i fixat al bastidor i es fa amb dues barres de suport: en aquest cas, el diàmetre del motor és de 40 mm, és a dir, el centre està a 20 mm, que s’ha d’alignar amb el fil del cargol. Les dues barres de suport estan cargolades al marc i "bressolen" el motor elèctric de manera que queden espaiades per baixar la línia central.

2 de secció d'alumini de 10 x 10 quadrats, prou llargs per suportar el motor elèctric.

El cargol principal corre centralment al canal de 10 mm del marc i les varetes de suport s’instal·len a la part inferior del marc: una mica de matemàtiques. l'ús de triangles rectangles dóna un costat adjacent de 5 mm i una hipotenues de 40/2 = 20 mm, de manera que 20 quadrats = 400 menys 5 quadrats (25) = 375 dels quals l'arrel quadrada és 19.365; l'amplada del "bressol" per a un diàmetre de 40 mm és el doble que 38,7, cosa que farà caure la línia central del motor elèctric, però tingueu en compte que una tolerància de només +/- 0,5 mm = 4 a 6 mm de diferència.

Pas 7: Preparació de les peces

La barra roscada necessita un tall de ranura per a tornavís i la primera imatge mostra com he aconseguit mantenir-la segura per tallar amb la serra mecànica.

es fa una petita ranura per ubicar els cargols a cada extrem de la barra roscada, tal com es mostra a la segona imatge, i després es munta a l'extrem de la barra Slider, tal com es mostra a la tercera imatge.

Les seccions d'alumini es tallen a la longitud:

1 off d'alumini de secció quadrada de 10 x 10 (450 mm de llarg)

més un petit guia

1 off d'alumini de secció quadrada de 10 x 10 (12 mm de llarg)

que s’utilitza per a l’extrem fix.

2 off d'alumini d'angle recte igual a 10 x 20 x 1,5 mm (marc de 450 mm t.b.a)

inclòs

2 off d'alumini d'angle recte igual a 10 x 20 x 1,5 mm (separadors de 20 mm)

ja que les femelles M6 hauran de girar amb el cargol principal, de manera que s’utilitzen separadors per eixamplar el canell lliscant com a part del reforç transversal.

Un dispositiu professional tindria un lliscador coaxial i un cargol de plom:

el tub roscat M6 s'adapta a l'interior del control lliscant 1 del tub roscat M6 (x25mm)

1 vareta roscada M6 de 310 mil·límetres de llarg

4 de descompte M6 Nuts

2 rentadores M6 de descompte.

S'afegeixen dos suports per muntar el motor elèctric d'alumini de secció quadrada de 10 x 10.

Pas 8: Muntatge del mecanisme

En aquestes imatges es pot veure la construcció de l'extrem fix del cargol principal.

El cargol principal es cargola al control lliscant i es llisca al canal de manera que es passi una mica de fil de 100 mm a través de la guia fixa per fixar-lo, tal com es descriu a continuació.

La petita guia es fixa al canal amb les peces separadores, ja que les femelles M6 hauran de girar amb el cargol principal. La guia petita impedeix que el fil del cargol es talli a la zona del coixinet i vaig utilitzar una peça convenient d'alumini de secció quadrada de 8 x 8 dins de la guia petita com a coixinet.

1 off d'alumini de secció quadrada de 10 x 10 (12 mm de llarg)

La tècnica que s’utilitza aquí és fixar el cargol principal al seu lloc amb un parell de femelles.

Si s’instal·la una rosca a un cargol i se’n coloca una altra al costat, es pot fer que les dues es mantinguin al seu lloc estrenyent l’una contra l’altra.

La seqüència del cargol principal és de 2 femelles M6, 1 arandela M6, la guia fixa, 1 arandela M6, 2 femelles M6.

El truc aquí és executar les dues primeres femelles i la rentadora més enllà de la guia fixa, després afegir la següent rentadora i col·locar les altres dues femelles al final del cargol principal, bloquejades al seu lloc: Per acabar, es posen les dues femelles més allunyades de nou per tocar la guia fixa, es manté la femella més allunyada mentre la femella interior es bloqueja cap a ella, deixant una mica de joc final perquè el cargol principal pugui girar lliurement.

Les peces del "bressol" del motor es cargolen segons els càlculs basats en el diàmetre del cos del tornavís i la punta del tornavís està alineada a la ranura del cargol principal.

Hi ha dos consells que tinc per oferir ajuda perquè la unitat sigui fiable:

1). Inevitablement hi haurà algun petit desajustament, de manera que he trobat que és millor ajustar algun tipus de màniga a la reunió del cargol principal i de la punta del tornavís; n'hi haurà prou amb l'altra màniga d'algun cable d'alimentació o de qualsevol tub de plàstic.

2). Un ressort a l'hexàgon de fixació del tornavís manté la broca al seu lloc contra l'extrem del cargol principal; es pot trobar una molla adequada en un dispensador de sabó per llençar.

Finalment, un element transversal es cargola al control lliscant que serveix per mantenir el control lliscant al canal i activa convenientment els interruptors de límit.

Pas 9: l'electricitat

Cap actuador lineal no estaria complet sense que es limitessin els dispositius a deixar de funcionar cap dels dos extrems del "thow" i, amb un motor elèctric, és fàcil d'ajustar microinterruptors, que tenen l'avantatge de tenir contactes oberts i tancats normalment.

La primera imatge mostra els microinterruptors preparats per al cablejat. Nota: els microinterruptors que es mostren són els interruptors de límit màxims, de manera que es necessiten interruptors addicionals per aturar el motor automàticament en una posició diferent.

La imatge superior mostra el cablejat clàssic del commutador de doble pol / doble per invertir un motor elèctric de CC, és a dir, dos conjunts de contactes de canvi independents.

El motor elèctric està connectat als contactes comuns, que es mostren aquí com a negre i vermell, mentre que l’alimentació es subministra a un parell de contactes, que es mostra aquí com a blau i marró, que es connecten a l’altre parell de contactes, el groc. i cables blaus.

En aquest cas, el cablejat creuat es substitueix pel micro-interruptor de contactes normalment tancats per evitar un excés de funcionament i els interruptors de límit addicionals es connecten simplement en sèrie: en aquest interruptor es col·loca el fil marró per oposar-se al Blau.

Quan feu les proves, comproveu que el motor funciona en la direcció correcta i que els interruptors funcionen en el sentit correcte.