Elektrisk linjär ställdon: 9 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Denna instruktör handlar om att göra en kraftfull linjär manöverdon med typiska hushållsverktyg från ett minimum av komponenter från järnaffären - ingen fräsning eller svarvning men det blir lite skärning och borrning! för att passa dina behov med hjälp av en elektrisk skruvmejselmotor.

Kraftiga linjära ställdon är förståeligt dyra eftersom mekanisk precision krävs för tillförlitlig drift och kan sällan motiveras för ett engångsprojekt.

Ett linjärt ställdon förväntas dra eller skjuta en last i ett plan (t.ex. in-och-ut eller upp och ner) så att den är konstruerad för en viss maximal belastning och ett avstånd, känt som "kast".

Den största svårigheten i ett projekt som detta är bristen på bearbetningskapacitet för att göra tillförlitliga kopplingar till drivenheten och reglaget. Skruvmejselns sexkantskaft och ett gängat rör från D.i.y möbelbeslag löste dessa problem.

Steg 1: Här är en bild av enheten jag gjorde för att öppna och stänga växthusfönstret:

Det finns två delar till denna instruerbara genom att vi har en elektrisk del och en mekanisk del.

: VARNING:: VARNING:: VARNING:: VARNING:: VARNING:: VARNING:: VARNING:

Denna enhet kan utöva en hög kraft och bör användas med extrem försiktighet.

En nödstoppskontroll rekommenderas

och mekanismen bör vara helt innesluten om den är monterad på en tillgänglig plats.

Steg 2: Verktygen som behövs för att göra denna linjära ställdon i denna instruerbara är:

En bågfil

A Drill & Drill Bits som passar fästskruvarna, t.ex. 2,5 mm & 3 mm

Skruvmejsel för fästskruvarna

Två nycklar M6

En platt fil eller sand-/glaspapper för avskärning

Steg 3: De mekaniska delarna som behövs för att göra det linjära ställdonet i denna instruerbara är:

Ledskruven M6 gängstång på 310 millimeter lång

En styrram 2 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklig aluminium (530 mm ram tba) 3 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklad aluminium (50 mm tvärstag och fäste) 2 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklad aluminium (20 mm distanser) totalt 1150 mm

Den rörliga delen - reglaget 1 av 10 x 10 fyrkantigt aluminium (450 mm långt) 1 av 10 x 10 fyrkantigt aluminium (12 mm långt) totalt 462 mm

M6 muttrar och brickor och fästskruvar: 1 av M6 gängat rör (x25mm) 4 av M6 Muttrar 2 av M6 brickor fästskruvar totalt 14

En motor t.ex. elektrisk skruvmejsel

Steg 4: De elektriska delarna som behövs för att styra det linjära ställdonet i denna instruktion är:

Strömförsörjning

strömbrytare

Växelrelä

Gränslägesbrytare

Anslutningskabel

En elmotor - växlad

Den elektriska skruvmejseln som används här är nominellt 2,4 volt och kördes på två Ni-Cad-laddningsbara celler så att en lämplig strömförsörjning skulle vara en persondator PSU som ger möjlighet till 3,3 volt och 5 volt drivenhet. Strömmen (Amperage) kan vara upp till 6 ampere. så alla komponenter och ledningar måste vara lämpliga.

När det händer bestämde jag mig för att stanna kvar med de två Ni-Cad-laddningsbara cellerna eftersom operationen skulle vara intermittent och det innebar att jag kunde använda den befintliga laddaren!

Steg 5: Detta avsnitt är designprocessen med konstruktionen som följer i nästa avsnitt

Ramen säkrar allt relativt varandra och tar belastningen; den rörliga delen glider in i ramen och flyttas av en "rörlig" mutter på blyskruven som drivs av en elmotor. Ledningsskruven är fäst vid motoränden och den "rörliga" muttern är fäst vid den rörliga delen så att när skruven vrids tvingar den den rörliga delen att följa rörelsen. Jag använder de delar som finns kvar från smörjhusets ställdon som är:

M6 gängad stång på 310 millimeter lång

10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklad aluminium (1,2 meter lång)

10 x 10 kvadratisk aluminium (1,0 meter lång)

En elmotor - växlad

Dimensionerna på de delar som krävs är alla relaterade till "kastet", vilket betyder hur långt "resande" muttern kan röra sig. det finns tre sektioner av en blyskruv, dvs varje ände och den "rörliga" muttern.

Varje fast ände av gängstången har en sektion som reducerar den tillgängliga skruvgängan; den användbara trådlängden blir 310 mm -25 (stång) -40 (muttrar och lager = 245 mm vilket är det effektiva reseavståndet.

Den rörliga delen har tre sektioner; anslutningen till "resande" muttern, "kastet" och förlängningen: "kastet" är ledskruvens rörelse och förlängningen är den längd som krävs för stabilitet plus räckvidd till föremålet som drivs.

Jag använder halva "kast" -avståndet i ramen för stabilitet så så 245/2 = 122,5 sedan lägger jag till skruvlängden för att ge 122,5 + 310 = 432,5 mm minus slut-stopp-avståndet cirka 24 mm så, cirka 405 mm är minimum och jag ska runda upp det till 450 mm vilket ger extra för att göra fästet. (310/2 = 160 *3 = 465 mm)

Ramen måste omsluta blyskruven, stödlängden och tillhandahålla en montering för elmotorn.

Jag använder 10 x 20 x 1,5 mm avskärningar för tvärstag och håller reglaget i styrramen.

Jag använder 10 x 10 fyrkantiga aluminiumavskärningar för att lokalisera ledskruvens förhållande till den rörliga delen 10 x 10 fyrkantiga sektioner i aluminium.

Steg 6: Mekaniska delar:

Så, delar som krävs blir: 1 av M6 gängstång på 310 millimeter lång 5 av M6 Muttrar 2 av M6 brickor

2 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklad aluminium (450 mm ram tb.a)

3 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklad aluminium (50 mm tvärstöd och fäste)

totalt 1260 mm

1 av 10 x 10 fyrkantig aluminium (450 mm lång)

1 av 10 x 10 fyrkantig aluminium (12 mm lång)

totalt 462 mm

fästskruvar totalt 14

En elmotor - växlad

Elmotorn måste justeras och fästas vid ramen och detta görs med två stödstavar: I detta fall är motordiametern 40 mm vilket betyder att mitten är på 20 mm som måste anpassas till blyskruvgängan. De två stödstavarna skruvas fast på ramen och "vaggar" elmotorn så att de är åtskilda för att sänka mittlinjen.

2 av 10 x 10 fyrkantiga aluminium, tillräckligt långa för att stödja elmotorn.

Ledningsskruven löper centralt i ramens 10 mm kanal och stödstavarna är monterade på undersidan av ramen: Lite matematik. att använda rätvinkliga trianglar ger en intilliggande sida på 5 mm och en hypotenuer på 40/2 = 20 mm så 20 kvadrat = 400 minus 5 kvadrat (25) = 375 varav kvadratroten är 19.365; "vaggans" bredd för 40 mm diameter är dubbelt så hög vid 38,7 vilket kommer att tappa elmotorns mittlinje bara så, men se upp för att en tolerans på endast +/- 0,5 mm = 4 till 6 mm skillnad!

Steg 7: Förbereda delarna

Gängstången behöver skäras av en skruvmejsel och den första bilden här visar hur jag lyckades hålla den säker för skärning med Hacksaw.

en liten slits för att lokalisera skruvar görs i varje ände av gängstången som visas på den andra bilden här och sedan monterad i slutet av reglaget som visas i den tredje bilden här.

Aluminiumsektionerna skärs i längd:

1 av 10 x 10 fyrkantig aluminium (450 mm lång)

plus en liten guide

1 av 10 x 10 fyrkantig aluminium (12 mm lång)

som används för den fasta änden.

2 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämnt rätvinkligt aluminium (450 mm ram tb.a) 2 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämnt rätvinkligt aluminium (50 mm tvärstöd)

Inklusive

2 av 10 x 20 x 1,5 mm ojämn rätvinklad aluminium (20 mm distanser)

eftersom M6-muttrarna kommer att behöva rotera med blyskruven så att distanser används för att vidga reglaget som en del av tvärstödet.

En professionell enhet skulle ha en koaxial reglage och blyskruv:

M6 -gängröret är monterat inuti reglaget 1 av M6 -gängat rör (x25mm)

1 av M6 gängad stång på 310 millimeter lång

4 av M6 -muttrar

2 av M6 brickor.

Två stöd läggs till för att montera elmotorn i 10 x 10 kvadratisk aluminium.

Steg 8: Montering av mekanismen

På dessa bilder kan du se konstruktionen av den fasta änden av blyskruven.

Ledningsskruven skruvas in i reglaget och skjuts in i kanalen så att någon 100 mm gänga passerar genom den fasta styrningen för säkring enligt beskrivningen nedan

Den lilla guiden är fixerad i kanalen komplett med distansdelarna eftersom M6-muttrarna kommer att behöva rotera med blyskruven. Den lilla guiden hindrar skruvgängan från att skära på lagerområdet och jag använde en bekväm bit av 8 x 8 fyrkantiga aluminium inuti den lilla guiden som ett lager.

1 av 10 x 10 fyrkantig aluminium (12 mm lång)

Tekniken som används här är att fixera blyskruven på plats med ett par låsmuttrar.

Om en mutter sitter på en skruv och en annan körs upp bredvid kan de två hållas på plats genom att dra åt den ena mot den andra.

Sekvensen på ledskruven är 2 x M6-muttrar, 1 x M6-brickor, den fasta styrningen, 1 x M6-brickan, 2 x M6-muttrar.

Tricket här är att köra på de två första muttrarna och brickan förbi den fasta guiden och sedan lägga till nästa bricka och sätta de två andra muttrarna i slutet av blyskruven, låsta på plats: För att avsluta körs de två längsta muttrarna tillbaka för att röra den fasta styrningen så hålls den längsta muttern medan den inre muttern låses mot den så att det lämnar lite slutspel så att ledningsskruven kan rotera fritt.

Motorns "vaggstycken" skruvas på plats enligt beräkningarna baserade på skruvmejselkroppens diameter och skruvmejselbiten är inriktad i ledskruvens spår.

Det finns två tips jag har att erbjuda hjälp för att göra enheten tillförlitlig:

1). Det kommer oundvikligen att bli en liten feljustering så jag har funnit att det är bäst att passa någon form av hylsa över mötet mellan blyskruven och skruvmejseln; den andra hylsan på någon strömkabel eller plaströr räcker.

2). En fjäder i skruvmejselmonteringssexagon håller biten på plats mot blyskruvänden; en lämplig fjäder kan finnas i en bortkastande tvålbehållare.

Slutligen skruvas ett tvärelement på reglaget som tjänar till att hålla reglaget i kanalen och bekvämt aktiverar gränslägesbrytarna.

Steg 9: Elen

Inget linjärt ställdon skulle vara komplett utan begränsande anordningar för att stoppa över körning i båda ändarna av "thow" och med en elektrisk motor är det lätt att montera mikrobrytare, som har fördelen av både normalt öppna och normalt stängda kontakter.

Den första bilden visar mikrobrytarna redo för kabeldragning. Obs! Mikrobrytarna som visas är maxgränsbrytarna så att extra omkopplare krävs för att automatiskt stoppa motorn i en annan position.

Bilden ovan visar den klassiska kabeldragningen av brytaren för dubbelpol / dubbelkastning för att backa en DC-motor, dvs två uppsättningar oberoende växelkontakter.

Elmotorn är ansluten till de vanliga kontakterna, som visas här som svart och röd, medan strömmen matas till ett par kontakter, som visas här som blå och brun, som sedan kopplas till det andra paret kontakter, den gula och blå ledningar.

I det här fallet byts cross-over-kablarna ut mot mikrobrytaren normalt stängda kontakter för att förhindra överkörning och eventuella extra gränslägesbrytare kopplas helt enkelt i serie: På denna switch bryts den bruna ledningen för att motsätta sig den blå.

Vid testning, se till att motorn går i rätt riktning och att omkopplarna fungerar i rätt mening!