Elektrický lineární pohon: 9 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento Instructable je o výrobě výkonného lineárního pohonu s typickými domácími nástroji z minima komponentů z železářství - žádné frézování nebo soustružení, ale bude se trochu řezat a vrtat! Tento Instructable vás provede detaily návrhu lineárního pohonu aby vyhovoval vašim potřebám pomocí elektrického šroubovákového motoru.

Těžké lineární pohony jsou pochopitelně drahé, protože přesný mechanický design je vyžadován pro spolehlivý provoz a jen zřídka může být odůvodněn pro jednorázový domácí projekt.

Očekává se, že lineární pohon bude táhnout nebo tlačit zátěž v jedné rovině (např. Dovnitř a ven nebo nahoru a dolů), takže je určen pro určité maximální zatížení a vzdálenost, známou jako „vrh“.

Hlavní obtíž v takovém projektu je nedostatečná schopnost obrábění pro vytváření spolehlivých spojek s pohonem a jezdcem. Šestiúhelníkový hřídel šroubováku a závitová trubka od nábytkového kování D.i.y tyto problémy vyřešily.

Krok 1: Zde je obrázek jednotky, kterou jsem vytvořil pro otevření a zavření dvojitého okna skleníku:

Existují dva díly tohoto Instructable v tom, že máme elektrickou část a mechanickou část.

: VAROVÁNÍ:: VAROVÁNÍ:: VAROVÁNÍ:: VAROVÁNÍ:: VAROVÁNÍ:: VAROVÁNÍ:: VAROVÁNÍ:

Toto zařízení je schopné vyvinout velkou sílu a mělo by se s ním pracovat velmi opatrně.

Doporučuje se nouzové ovládání „STOP“

a mechanismus by měl být zcela uzavřen, pokud je namontován na přístupném místě.

Krok 2: Nástroje potřebné k výrobě tohoto lineárního pohonu v tomto návodu jsou:

Hacksaw

Vrták a vrtáky vhodné pro upevňovací šrouby, např. 2,5 mm a 3 mm

Šroubovák pro upevňovací šrouby

Dva klíče M6

Plochý pilník nebo písek/skleněný papír pro odstranění otřepů

Krok 3: Mechanické součásti potřebné k výrobě lineárního pohonu v tomto návodu jsou:

Olověný šroub M6 se závitovou tyčí o délce 310 milimetrů

Vodicí rám 2 vypnuto 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (rám 530 mm tba) 3 vypnuto 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (50 mm křížové výztuhy a držák) 2 vypnuto 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (distanční podložky 20 mm) celkem 1150 mm

Pohyblivá část - posuvník 1 vypnuto 10 x 10 čtvercových profilů z hliníku (450 mm dlouhé) 1 vypnuto 10 x 10 čtvercových profilů z hliníku (12 mm dlouhé) celkem 462 mm

Matice a podložky M6 a upevňovací šrouby: 1 ks závitová trubka M6 (x25 mm) 4 ks Matice M6 2 ks upevňovací šrouby podložky M6 celkem 14

Motor, např. Elektrický šroubovák

Krok 4: Elektrické součásti potřebné k ovládání lineárního pohonu v tomto návodu jsou:

Zdroj napájení

vypínač

Přepínací relé

Koncové spínače

Spojovací vodič

Elektromotor - řazený dolů

Zde používaný elektrický šroubovák je nominálně 2,4 voltů a byl provozován na dvou dobíjecích článcích Ni-Cad, takže vhodným napájecím zdrojem by byl osobní počítač PSU s možností pohonu 3,3 voltů a 5 voltů. Aktuální (proud) může být až 6 ampérů. takže všechny součásti a zapojení musí být vhodné.

Jak se to stává, rozhodl jsem se zůstat u dvou dobíjecích článků Ni-Cad, protože operace bude přerušovaná a to znamenalo, že mohu použít stávající nabíječku!

Krok 5: Tato část je proces návrhu, přičemž v následující části následuje stavba

Rám zajišťuje vše vůči sobě navzájem a přenáší zatížení; pohyblivá část klouže v rámu a pohybuje se „pojízdnou“maticí na vodícím šroubu poháněném elektromotorem. Olověný šroub je zajištěn na konci motoru a „pojízdná“matice je připevněna k pohyblivé části tak, že když je šroub otočen, nutí pohybující se část sledovat pohyb. Používám části, které zbyly z aktuátoru z velkého domu, které jsou:

Závitová tyč M6 o délce 310 milimetrů

10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (1,2 metru dlouhý)

Hliník čtvercového průřezu 10 x 10 (dlouhý 1,0 metru)

Elektromotor - řazený dolů

Rozměry požadovaných dílů se vztahují k „hodu“, což znamená, jak daleko se „pojízdná“matice může pohybovat. existují tři části vodicího šroubu, tj. každý konec a „cestovní“matice.

Každý pevný konec závitové tyče má sekci, která zmenšuje dostupný šroubový závit; užitečná délka závitu je 310 mm -25 (tyč) -40 (matice a ložisko = 245 mm, což je efektivní dráha pojezdu.

Pohyblivá část má tři sekce; připojení k matici „cestování“, „hodu“a prodloužení: „Hod“je dráha vodícího šroubu a prodloužení je délka potřebná pro stabilitu a dosah na hnaný předmět.

Pro stabilitu používám polovinu vzdálenosti „hodu“v rámu, takže 245/2 = 122,5, pak přidám délku vodicího šroubu, abych dal 122,5 + 310 = 432,5 mm minus vzdálenost koncového dorazu asi 24 mm, takže asi 405 mm je minimum a zaokrouhlím to na 450 mm, což dává extra, aby se připojil. (310/2 = 160 *3 = 465 mm)

Rám musí uzavřít vodicí šroub, délku podpěry a zajistit montáž pro elektromotor.

Používám 10 x 20 x 1,5 mm odřezky pro křížové výztuhy a držím jezdec ve vodicím rámu.

Používám hliníkové odřezky čtvercového průřezu 10 x 10 k lokalizaci vztahu vodicího šroubu k hliníkové pohyblivé části čtvercového průřezu 10 x 10.

Krok 6: Mechanické části:

Z požadovaných dílů se tedy stává: 1 ks závitové tyče M6 o délce 310 mm 5 ks Matice M6 2 ks podložky M6

2 off 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (rám 450 mm t.b.a)

3 off 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (50 mm příčné výztuhy a držák)

celkem 1260 mm

1 off 10 x 10 square square hliník (450 mm dlouhý)

1 off 10 x 10 square square hliník (12 mm dlouhý)

celkem 462 mm

upevňovací šrouby celkem 14

Elektromotor - řazený dolů

Elektromotor musí být vyrovnán a zajištěn k rámu a to se provádí pomocí dvou podpěrných tyčí: V tomto případě je průměr motoru 40 mm, což znamená, že střed je 20 mm, který musí být v souladu se závitem vodicího šroubu. Dvě nosné tyče jsou přišroubovány k rámu a „kolébají“elektromotor tak, aby byly od sebe vzdáleny, aby snížily středovou čáru.

2 x 10 x 10 čtvercových hliníkových profilů, dostatečně dlouhé na to, aby unesly elektromotor.

Olověný šroub probíhá středově v 10 mm kanálu rámu a podpěrné tyče jsou umístěny na spodní straně rámu: Trocha matematiky. použití pravoúhlých trojúhelníků dává přilehlou stranu 5 mm a podponuky 40/2 = 20 mm, takže 20 na druhou = 400 mínus 5 na druhou (25) = 375, z čehož kořen sq. je 19,365; šířka „kolébky“pro průměr 40 mm je dvakrát větší než 38,7, což způsobí pokles středové čáry elektromotoru, ale pozor na toleranci pouze +/- 0,5 mm = rozdíl 4 až 6 mm!

Krok 7: Příprava dílů

Závitová tyč potřebuje vyřezání drážky šroubováku a první obrázek zde ukazuje, jak se mi ji podařilo bezpečně držet pro řezání pomocí pily na kov.

na každém konci závitové tyče je vytvořena malá štěrbina pro umístění šroubů, jak je zde znázorněno na druhém obrázku, a poté je namontována na konec posuvné tyče, jak je zde znázorněno na třetím obrázku.

Hliníkové profily jsou zkráceny na délku:

1 off 10 x 10 square square hliník (450 mm dlouhý)

plus malý průvodce

1 off 10 x 10 square square hliník (12 mm dlouhý)

který se používá pro pevný konec.

2 vypnuto 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (450 mm rám t.b.a) 2 vypnuto 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (50 mm křížové výztuhy)

počítaje v to

2 off 10 x 20 x 1,5 mm nerovnoměrný pravý úhel hliníku (20 mm rozpěrky)

protože matice M6 se budou muset otáčet pomocí vodícího šroubu, takže se v rámci křížového ztužení použijí distanční podložky k rozšíření kanálu jezdce.

Profesionální zařízení by mělo koaxiální jezdec a vodicí šroub:

trubka se závitem M6 je namontována uvnitř posuvníku 1 mimo trubku se závitem M6 (x25 mm)

1 off závitová tyč M6 o délce 310 milimetrů

4 off M6 Nuts

2 z podložek M6.

Pro montáž elektromotoru z hliníku čtvercového průřezu 10 x 10 jsou přidány dvě podpěry.

Krok 8: Sestavení mechanismu

Na těchto obrázcích můžete vidět konstrukci pevného konce vodicího šroubu.

Olověný šroub je zašroubován do jezdce a zasunut do kanálu tak, že přes pevné vedení prochází asi 100 mm závit pro zajištění, jak je popsáno níže

Malé vedení je upevněno v kanálu spolu s distančními kusy, protože matice M6 se budou muset otáčet pomocí vodicího šroubu. Malé vodítko brání řezání závitu šroubu na ložiskové ploše a jako ložisko jsem uvnitř malého vedení použil praktický kus hliníku se čtvercovým průřezem 8 x 8.

1 off 10 x 10 square square hliník (12 mm dlouhý)

Zde použitá technika spočívá v upevnění vodicího šroubu na místě pomocí dvojice pojistných matic.

Pokud je na šroub namontována matice a vedle ní běží další, lze tyto dva zajistit, aby zůstaly na místě utažením jedné proti druhé.

Sekvence na vodicím šroubu je 2 x matice M6, 1 x podložka M6, pevné vedení, 1 x podložka M6, 2 x matice M6.

Jde o to, spustit první dvě matice a podložku za pevné vedení, poté přidat další podložku a nastavit další dvě matice na konec vodicího šroubu, zajištěný na místě: Pro dokončení se spustí dvě nejvzdálenější matice dotekem pevného vodítka, poté se drží nejvzdálenější matice, zatímco vnitřní matice je k němu zajištěna, takže ponechává trochu vůle na konci, aby se vodicí šroub mohl volně otáčet.

Kousky „kolébky“motoru jsou našroubovány na místo podle výpočtů založených na průměru těla šroubováku a bit šroubováku je zarovnán do štěrbiny vodicího šroubu.

Aby byla jednotka spolehlivá, musím nabídnout dva tipy:

1). Nevyhnutelně dojde k nějakému malému nesprávnému zarovnání, takže jsem zjistil, že je nejlepší nasadit nějaký druh pouzdra přes spojení vodicího šroubu a bitu šroubováku; druhý rukáv nějakého napájecího kabelu nebo jakékoli plastové trubky bude stačit.

2). Pružina v šestihranu šroubováku drží bit na místě proti konci vodicího šroubu; vhodnou pružinu lze nalézt v dávkovači mýdla na vyhození.

Nakonec je k jezdci přišroubován příčník, který slouží k přidržení jezdce v kanálu a pohodlně aktivuje koncové spínače.

Krok 9: Elektrika

Žádný lineární pohon by nebyl úplný bez omezujících zařízení, která by zastavila běh na obou koncích „thow“a pomocí elektrického motoru je snadné namontovat mikrospínače, které mají výhodu normálně otevřených i normálně zavřených kontaktů.

První obrázek ukazuje mikrospínače připravené k zapojení. Poznámka: zobrazené mikrospínače jsou maximální koncové spínače, takže k automatickému zastavení motoru v jiné poloze jsou zapotřebí další spínače.

Výše uvedený obrázek ukazuje klasické zapojení přepínače Double pole / Double throw pro reverzaci elektrického motoru DC, tj. Dvě sady nezávislých přepínacích kontaktů.

Elektromotor je připojen ke společným kontaktům, zde zobrazeným jako Black & Red, zatímco napájení je napájeno jedním párem kontaktů, zde zobrazeným jako Blue & Brown, které jsou poté křížově připojeny k další dvojici kontaktů, žluté a modré dráty.

V tomto případě je křížená kabeláž nahrazena normálně sepnutými kontakty mikrospínače, aby se zabránilo přetížení, a jakékoli další koncové spínače jsou jednoduše zapojeny do série: Na tomto přepínači je odpojen hnědý vodič, aby se postavil proti modré.

Při testování nezapomeňte zkontrolovat, zda motor běží správným směrem a zda spínače fungují ve správném smyslu!