L'un des avantages de travailler chez Progressive Automations est d'écouter nos clients nous parler de l'utilisation qu'ils envisagent de nos actionneurs. Des équipements domestiques aux applications industrielles, l'automatisation est infinie. Pour concrétiser vos idées d'utilisation de nos actionneurs linéaires, de nombreux paramètres doivent être définis pour l'application envisagée. Dans cette série, nous présentons des techniques de conception utiles pour déterminer l'utilisation optimale de nos actionneurs.
Introduction
Vous souhaitez soulever une porte de cave ? Ou faire coulisser une bibliothèque cachée ? Parfait ! Mais par où commencer ?
La première étape de toute conception de mouvement linéaire consiste à déterminer le positionnement de l'actionneur pour déplacer un objet. Une fois ce positionnement déterminé, les dimensions de base de l'actionneur (force et longueur) peuvent être facilement déterminées. Une attention particulière portée aux détails à ce stade de la conception peut permettre de réaliser des économies, car le système peut fonctionner sans interrupteurs supplémentaires pour limiter le mouvement (nous y reviendrons plus loin). Une mauvaise planification peut engendrer un système de mouvement linéaire inutilement lent, exercer une contrainte excessive sur la structure environnante, être sujet à l'usure ou, plus généralement, dangereux.
Objectifs de la conception
L'objectif de ce processus de conception sera de sélectionner un actionneur et une position de montage qui :- maximiser la quantité de mouvement dans le système;
- maintenir l'actionneur dans des conditions de fonctionnement sûres ;
- minimiser l’usure et la tension sur l’actionneur.
Sélection d'un actionneur
Cette étape est la plus importante lorsque vous avez décidé de créer une application qui utilise des actionneurs électriques .
Longueur totale
La distance entre les trous de montage d'un actionneur (à l'exception de l' actionneur de piste PA-18 ) peut être décrite par les équations suivantes : 
Remarque : le corps du boîtier (qui comprend le moteur, les engrenages et le support inférieur) a une longueur fixe et constante, spécifique à chaque série d'actionneurs, et est indépendant de la course. Un tableau des longueurs rétractées et déployées de toutes les courses disponibles pour chacun de nos modèles d'actionneurs est disponible dans l'onglet « Trou à trou » de la page « Données techniques » .
Interrupteurs de fin de course
Tous nos actionneurs linéaires électriques sont équipés de fins de course intégrés qui arrêtent automatiquement le moteur lorsqu'il est complètement déployé ou rétracté. Ces fins de course fonctionnent en coupant le circuit du moteur et permettent ainsi un arrêt sûr et constant de l'actionneur à un point précis. Si l'actionneur s'immobilise suite à un blocage, il se cassera, ou il endommagera son support. Par conséquent, le seul moyen sûr d'arrêter un actionneur qui n'est pas complètement déployé ou rétracté est de couper l'alimentation externe.
Il est recommandé de laisser à l'actionneur un espace pour s'étendre ou se rétracter complètement, et de laisser ses fins de course intégrés déterminer l'amplitude totale du mouvement du système. Si le système ne permet pas à l'actionneur de s'étendre ou de se rétracter complètement, des fins de course externes peuvent être installées afin que l'actionneur (ou d'autres pièces mobiles) entre en contact avant son extension ou sa rétraction complète.
Emplacement de montage
L'emplacement de montage de l'actionneur influence à la fois la force maximale qu'il devra exercer et la longueur de course. En général, plus l'emplacement de montage est discret, plus la force requise pour déplacer l'objet est importante. Il est important de se rappeler que le mode de montage d'un actionneur peut facilement doubler, voire quadrupler, la force apparente exercée sur lui. Il est donc essentiel de calculer la force, même s'il ne s'agit que d'une estimation approximative.
Une idée fausse courante concernant les actionneurs linéaires est qu'ils peuvent remplacer les vérins à gaz (c'est-à-dire les amortisseurs) en étant montés exactement au même endroit. Les vérins à gaz aident l'utilisateur en maintenant un objet en place ou en réduisant la force nécessaire pour le déplacer ; ils n'exercent pas la totalité de la force de déplacement comme le ferait un actionneur. De plus, les vérins à gaz sont discrets et peuvent être montés très discrètement. Placer un actionneur à l'emplacement d'un vérin à gaz (par exemple sous le capot d'une voiture) ne doit se faire qu'après avoir calculé la force maximale que l'actionneur devra exercer.
À moins que l'actionneur ne fasse coulisser un objet dans la même direction que celle de son montage, il est probable qu'il pivote sur ses supports lors du déplacement de l'objet. Veillez à ce que l'actionneur dispose d'une liberté de mouvement suffisante et que son seul contact avec la structure porteuse se fasse via les supports de montage .
Force et couple
Après avoir sélectionné la longueur et le lieu de montage, il ne reste plus qu'à calculer la force maximale exercée sur l'actionneur. Un actionneur subit des forces différentes selon son mode de montage. Une méthode simple pour calculer la force dans les systèmes à mouvement rotatif consiste à convertir toutes les forces en couples.
bras de levier
La force de gravité tend à créer un couple dans le sens horaire, avec un bras de levier égal à la moitié de la longueur de la barre. La force nécessaire à un actionneur pour s'opposer à ce couple dépend du bras de levier formé par l'actionneur et de l'angle qu'il forme par rapport à la barre.
Angle
L'emplacement de montage B se trouve au milieu de la barre ; les bras de levier des couples dus à la gravité et à l'actionneur sont donc identiques. L'emplacement de montage A se situe entre la charnière et le milieu de la barre ; le bras de levier formé par l'actionneur est donc plus petit que celui formé par la gravité.
Figure 1 : Élément pivotant avec emplacements de montage possibles mis en évidence
Par conséquent, la force d'un actionneur positionné en A devra être plus grande que s'il était positionné en B. Il doit être clair que dans les deux cas, la plus grande force se produit lorsque la barre est horizontale ; à mesure que la barre est abaissée, la force nécessaire pour maintenir la barre en place diminue car le bras de levier dû à la gravité diminue également.
L'analyse ci-dessus a examiné l'influence du lieu de montage sur le bras de levier et les forces exercées sur un actionneur. Pour déterminer précisément la force, il faut prendre en compte l'angle formé entre l'actionneur et la barre. Plus cet angle diminue, plus la force exercée sur l'actionneur augmente. Sachant que la force exercée sur l'actionneur est maximale lorsque la barre est horizontale, l'angle entre l'actionneur et la barre doit être aussi proche que possible de 90 degrés à ce point. Bien entendu, cela impliquerait que l'actionneur soit monté directement sous la barre, au sol, ce qui n'est pas très pratique. Prenons les positions de montage 1 et 2 utilisées en combinaison avec B : l'angle formé entre l'actionneur en 1B est inférieur à celui en 2B , et la force serait donc plus importante pour un actionneur. Notez cependant qu'avec l'actionneur en position 2B , l'objet ne pourra pas se déplacer aussi loin qu'en 1A , par exemple. En général, lorsque la position de montage est affectée de telle sorte que la force exercée sur l'actionneur est réduite, l'amplitude totale de mouvement du système diminue.
Conclusion
En général, le processus de conception est itératif : la conception préliminaire permet de réduire la liste des actionneurs compatibles avec le système, l’itération suivante peut inclure une série d’actionneurs spécifique, et les itérations ultérieures permettent de peaufiner le modèle exact adapté au système. Bien que nous disposions d’un vaste choix d’actionneurs linéaires, nous ne stockons que des forces et des courses spécifiques. Nous avons en stock toutes les tailles d’actionneurs les plus courantes, mais si une application spécifique nécessite un produit non disponible sur notre site web, contactez-nous : nous pouvons fabriquer des actionneurs sur mesure selon vos spécifications !