Cechy*

Siłowniki elektryczne: siła, prędkość i kinematyka

Siłowniki elektryczne są szeroko stosowane w systemach zautomatyzowanych do przekształcania energii elektrycznej w kontrolowany ruch liniowy.

Ich wydajność zależy bezpośrednio od charakterystyk mechanicznych silnika, przekładni i systemu śruba–nakrętka. Zrozumienie zależności między siłą, prędkością a kinematyką jest kluczowe dla ich prawidłowego wymiarowania.

Siła użyteczna

Siła użyteczna (lub siła pchająca) siłownika elektrycznego zależy od momentu obrotowego silnika i przekładni mechanicznej.

Można ją oszacować za pomocą zależności:

gdzie:

• C_{moteur}​ = couple du moteur (N·m),
• \(R_{réduction}\)​ = rapport de réduction du réducteur,
• η\etaη = całkowita sprawność (mechaniczna i śruby),
• ppp = skok śruby (m/obr).

Im wyższe przełożenie lub mniejszy skok śruby, tym większa rozwijana siła, ale kosztem prędkości.

Prędkość przesuwu

Prędkość liniowa pręta jest związana z prędkością obrotową silnika i skokiem śruby:

• où \(N_{moteur}\)​ est la vitesse de rotation du moteur (tr/min).
• ppp = skok śruby (m/obr).

Tak więc:

• Śruba o dużym skoku lub niskie przełożenie zapewnia wysoką prędkość,

• Śruba o małym skoku lub wysokie przełożenie sprzyja sile.

Kompromis siła / prędkość / sprawność

Wymiarowanie siłownika elektrycznego opiera się na stałym kompromisie między siłą a prędkością:

Śruby kulowe oferują wyższą sprawność (≈ 90 %), idealną do szybkich i precyzyjnych ruchów, podczas gdy śruby trapezowe są bardziej ekonomiczne i samo-blokujące, co czyni je lepszymi do utrzymywania pozycji bez zużycia energii.

Dobre praktyki wymiarowania i użytkowania

W terenie należy sprawdzić kilka punktów, aby zapewnić niezawodność i trwałość siłownika:

• Margines obciążenia: przewidzieć współczynnik bezpieczeństwa × 1,3 do × 1,5, aby skompensować tarcie, wstrząsy i tolerancje mechaniczne.

• Cykl pracy (duty cycle): sprawdzić czas ciągłego użytkowania, aby uniknąć przegrzania silnika i elektroniki.

• Ochrona mechaniczna: chronić pręt za pomocą mieszka lub stopnia ochrony IP dostosowanego do środowiska (kurz, błoto, wilgoć).

• Wewnętrzne prowadzenie: unikać obciążeń bocznych na pręcie; siłownik powinien przenosić tylko obciążenia osiowe.

Podsumowanie

*: Informacje techniczne przedstawione w tym artykule są podane wyłącznie w celach informacyjnych. Nie zastępują one oficjalnych instrukcji producentów. Przed instalacją, obsługą lub użytkowaniem należy zapoznać się z dokumentacją produktu i przestrzegać zasad bezpieczeństwa. Strona Torque.works nie ponosi odpowiedzialności za niewłaściwe użycie lub błędną interpretację dostarczonych informacji.