Kenmerken*
Elektrische cilinders: kracht, snelheid en kinematica
De elektrische cilinders worden veel gebruikt in geautomatiseerde systemen om elektrische energie om te zetten in gecontroleerde lineaire beweging.
Hun prestaties hangen direct af van de mechanische eigenschappen van de motor, de reductiekast en het schroef-moer systeem. Het begrijpen van de relaties tussen kracht, snelheid en kinematica is essentieel voor een goede dimensionering.
Nuttige kracht
De nuttige kracht (of duwkracht) van een elektrische cilinder hangt af van het motorkoppel en de mechanische overbrenging.
Deze kan worden geschat met de relatie:
waarbij:
- C_{moteur} = couple du moteur (N·m),
- \(R_{réduction}\) = rapport de réduction du réducteur,
- η\etaη = globaal rendement (mechanisch en schroef),
- ppp = spoed van de schroef (m/omwenteling).
Hoe hoger de reductieverhouding of hoe kleiner de schroefspoed, des te groter is de ontwikkelde kracht, maar ten koste van de snelheid.
Verplaatsingssnelheid
De lineaire snelheid van de stang is gerelateerd aan de rotatiesnelheid van de motor en de spoed van de schroef:
- où \(N_{moteur}\) est la vitesse de rotation du moteur (tr/min).
- ppp = spoed van de schroef (m/omwenteling).
Dus:
een schroef met grote spoed of een lage verhouding biedt een hoge snelheid,
een schroef met kleine spoed of een hoge verhouding geeft de voorkeur aan kracht.
Compromis kracht / snelheid / rendement
De dimensionering van een elektrische cilinder berust op een permanent compromis tussen kracht en snelheid:
| Verhoogde parameter | Belangrijkste gevolg | Impact op het rendement |
| Reductieverhouding | + Kracht / – Snelheid | Rendement iets verminderd |
| Schroefspoed | + Snelheid / – Kracht | Verbeterd rendement |
| Type schroef (kogelschroef vs trapeziumschroef) | + Rendement, + kosten | Minder zelfremmend |
De kogelschroeven bieden een hoger rendement (≈ 90 %), ideaal voor snelle en precieze bewegingen, terwijl de trapeziumschroeven economischer en zelfblokkerend zijn, dus beter geschikt voor posities die zonder verbruik worden gehandhaafd.
Goede praktijken voor dimensionering en gebruik
In de praktijk moeten verschillende punten worden gecontroleerd om de betrouwbaarheid en levensduur van de cilinder te garanderen:
Laad marge: een veiligheidsfactor van × 1,3 tot × 1,5 voorzien om wrijving, schokken en mechanische toleranties te compenseren.
Bedrijfscyclus (duty cycle): controleer de continu gebruikstijd om oververhitting van de motor en elektronica te voorkomen.
Mechanische bescherming: bescherm de stang met een balg of een IP-beschermingsgraad die geschikt is voor de omgeving (stof, modder, vocht).
Externe geleiding: vermijd elke laterale belasting op de stang; de cilinder mag alleen axiale belastingen overbrengen.
Samenvattend
| Parameter | Belangrijkste invloed | Opmerkingen |
| Reductieverhouding ↑ | Kracht ↑ / Snelheid ↓ | Globaal rendement daalt licht |
| Schroefspoed ↑ | Snelheid ↑ / Kracht ↓ | Beter rendement maar minder zelfremmend |
| Type schroef | Kogels = hoog rendement, Trapezium = zelfblokkerend | Keuze afhankelijk van toepassing |
| Laad marge | ×1,3 tot ×1,5 | Voor wrijving en piekbelastingen |
| Duty cycle | Motortemperatuur | Te controleren voor intensief gebruik |
*: De technische informatie in dit artikel wordt ter indicatie verstrekt. Ze vervangen niet de officiële handleidingen van de fabrikanten. Raadpleeg voor installatie, hantering of gebruik de productdocumentatie en volg de veiligheidsinstructies. De site Torque.works kan niet verantwoordelijk worden gehouden voor oneigenlijk gebruik of onjuiste interpretatie van de verstrekte informatie.