Jak działa siłownik elektryczny? Budowa oraz zastosowanie

Mechanika siłownika, czyli jak działa siłownik elektryczny?

Dużo mówi się o siłownik linowych, że są proste, tanie i bezpieczne. Mało się jednak mówi jakie jak działają, co sprawia, że tłok się porusza. Ta technologia ciągle się rozwija ale zasada działania pozostaje niezmienna.
Dziś odpowiemy sobie na podstawowe pytania tj. jak działa siłownik elektryczny, jaka jest jego budowa oraz jakie są jego zastosowania.

Budowa siłownika elektrycznego

Najprościej rzecz ujmując, siłownik elektryczny (zwany także jako siłownik liniowy, aktuator liniowy) zbudowany jest z silnika i przekładni zamieniającej ruch obrotowy wirnika na ruch liniowy tłoka.

Aby można było osiągać odpowiednio duże siły na końcówce tłoka, z reguły stosowane są przekładnie wielostopniowe.

Siłowniki elektryczne różnią się w budowie od pneumatycznych lub hydraulicznych i to dość znacznie. Nie napędza ich sprężone powietrze lub olej tłoczony pompą, a energia elektryczna, co sprawia, że sterowanie i obsługa takiego siłownika są dużo prostsze i tańsze. Nie trzeba się więc obawiać o nieszczelności, które mogłyby się pojawić w układzie zasilania siłownika, powodując zmniejszenie siły działania siłownika lub ubytek czynnika napędowego (powietrza lub oleju), nie trzeba wymieniać drogich pomp czy sprężarek, które naturalnie się zużywają. Instalacja sterująca siłownikiem elektrycznym jest więc znacznie mniej skomplikowana, a przez to tańsza i prostsza w montażu.

Jak więc wygląda mechanika naszych siłowników? W dużym uproszczeniu przedstawia to poniższy rysunek, dobrze jednak uwidacznia zasadę działania elektrycznych siłowników śrubowych.

jak działa siłownik elektryczny budowa

Zasada działania takiego siłownika jest banalnie prosta. Silnik elektryczny za pomocą przekładni obraca śrubą napędową, po której przesuwa się nakrętka. Do nakrętki przymocowany jest tłok. Ruch nakrętki po śrubie napędowej w konsekwencji daje ruch całego tłoka (wysuwa się on lub chowa do korpusu siłownika). Prawda, że to proste?

Taka budowa siłownika sprawia też, że siłownik jest w stanie utrzymać włożony na niego ciężar nawet wtedy, kiedy odłączone jest od niego zasilanie. Wielostopniowa przekładnia, a najbardziej śruba napędowa i nakrętka po niej się poruszająca powodują, że układ jest „samohamowny” czyli nie można wcisnąć albo wyciągnąć tłoka, kiedy nie działa silnik. Oczywiście, gdy na siłownik postawi się zbyt duży ciężar, przekładnia „przestanie być samohamowna”, bo siłownik po prostu ulegnie uszkodzeniu.

No dobrze, ale skąd siłownik „wie”, kiedy ma się zatrzymać?

Stop siłownika zawsze można wywołać odłączając zasilanie od silnika. I tutaj pojawiają się różne drogi do celu.
Niektóre siłowniki nie posiadają wbudowanych krańcówek, które mogłyby go rozłączyć w żądanych pozycjach (na przykład siłowniki ETM-01 i ETM-02 firmy Elektrobim). Co wtedy? Takie siłowniki są przewidziane do współpracy z układem sterującym wyposażonym w układ pomiaru prądu płynącego przez siłownik. Po co to wszystko? Jeśli siłownik ma obsługiwać bramę skrzydłową, to jest to całkiem sensowne rozwiązanie. Centrale sterujące na ogół są wyposażone w wyłącznik przeciążeniowy. Rozłączenie siłowników nastąpi po oparciu się skrzydeł o ograniczniki postawione w tych miejscach, w których mają się one zatrzymywać (opór powoduje wzrost prądu płynącego przez siłownik, co „wyczuwa” sterownik). Dociśnięcie skrzydeł bramy do oporników powoduje za każdym razem wykasowanie luzów na bramie i zatrzymywanie się skrzydeł zawsze w tych samych miejscach. Z czasem nie pojawiają się żadne niedokładności, układ zawsze działa z tą samą precyzją.

Inne siłowniki mogą mieć wbudowane wyłączniki krańcowe schowane wewnątrz siłownika, których sygnał nie jest wyprowadzony z siłownika do układu sterującego (na przykład wszystkie siłowniki serii Power Jack, FDI, NLAD, SL i CAR-2500 w ofercie firmy Elektrobim). Wtedy to właśnie one odłączą napięcie od silnika w danym kierunku. Ruch tłoka w kierunku przeciwnym stanie się możliwy dopiero po odwróceniu polaryzacji napięcia zasilania siłownika. Układ elektryczny w najprostszej postaci wygląda jak na rysunku poniżej.

jak działa siłownik elektryczny krańcówki

Można też spotkać siłowniki z krańcówkami, z których sygnał jest wyprowadzony na zewnątrz siłownika i można go podłączyć do układu sterującego. Zasadnicza różnica pomiędzy tym, a wcześniej opisanym przypadkiem jest taka, że w tym przypadku krańcówki nie odłączają napięcia od silnika, musi to zrobić sterownik, gdy otrzyma sygnał z krańcówek. Bardziej skomplikowane jest także podłączenie takiego siłownika, ponieważ już nie wystarczą 2-żyłowe przewody, ale potrzeba ich minimum 5 (jeśli krańcówki mają jedną końcówkę wspólną).

A co, gdy trzeba wiedzieć, w którym miejscu jest tłok?

Nie ma problemu! Wystarczy wybrać odpowiedni siłownik, na przykład taki, który posiada czujnik generujący jakąś ilość impulsów wyjściowych na jednostkę przesunięcia tłoka. W ofercie firmy Elektrobim jest kilka takich siłowników, między innymi seria Power Jack czy FDI. Wadą takich rozwiązań jest to, że trzeba po każdym włączeniu zasilania przeprowadzić kalibrację układu, żeby w czasie pracy obliczać położenie tłoka na podstawie jego przesunięcia (licząc impulsy wyjściowe czujnika). Mogą się pojawić niedokładności, jeśli układ sterujący „zgubi” jakiś impuls.

Gdy potrzeba znać pozycję tłoka zawsze i nie ma możliwości kalibrowania układu po każdym jego włączeniu, wtedy wyjściem z sytuacji jest użycie siłownika wyposażonego w potencjometr lub enkoder wyjściowy. Firma Elektrobim posiada siłowniki z potencjometrem wyjściowym – to seria NLAD. Układ sterujący powinien mierzyć rezystancję pomiędzy końcówkami potencjometru i na tej podstawie obliczać aktualną pozycję tłoka. Tak oto odpowiedzieliśmy na pytanie Jak działa siłownik elektryczny.

Wszystko jasne, ale do czego można użyć elektrycznych siłowników liniowych?

Pole do popisu jest OGROMNE! Możliwość zastosowania siłowników ogranicza chyba tylko wyobraźnia.

Chyba najczęściej siłowniki firmy Elektrobim wykorzystywane są do automatyzacji bram skrzydłowych. Chcesz otwierać bramę do środka lub na zewnątrz posesji? Potrzebujesz, żeby jedno skrzydło otwierało się szerzej niż drugie? Masz wąskie słupki, albo wręcz przeciwnie – szerokie tak, że łatwiej go przeskoczyć niż obejść dookoła? Nasze siłowniki nadają się do KAŻDEJ bramy bez wyjątku! Oczywiście nie każdy siłownik da się założyć na szerokim słupku, ale w naszej ofercie dobierzesz takie siłowniki lub gotowe zestawy, że zapomnisz o problemie.

jak działa siłownik elektryczny napęd bramy

Chcesz otwierać automatycznie klapę do piwnicy lub na strych? Polecamy siłowniki FDI, które pracują niezwykle cicho i kulturalnie, a wewnątrz pomieszczeń będą kompletnie niezawodne. Nie postawisz na nogi połowy osiedla otwierając klapę na strych, żeby znieść konika na biegunach dla wnuka, ponieważ tych siłowników po prostu NIE SŁYCHAĆ. Siłowniki te są wykonane bardzo estetycznie, precyzyjnie i mogą przenosić obciążenia nawet do 400kg.

jak działa siłownik elektryczny zastosowanie jako tłok klapy

Masz pod opieką inwalidę, który musi mieć regulowane krzesło lub wezgłowie łóżka? Tutaj również z pomocą przyjdą siłowniki FDI. Dodatkowo firma Elektrobim ma w swojej ofercie dedykowany sterownik z pilotem kablowym, który jeszcze bardziej ułatwi zbudowanie układu.

jak działa siłownik elektryczny w łóżku

Siłowniki Elektryczne w pojazdach

Masz jacht i chcesz elektrycznie unosić silnik? Nic prostszego, użyj siłownika serii CAR-2500 lub Power Jack 12V. Wystarczy tylko sterownik z pilotami lub odpowiedni przełącznik i sprawa jest załatwiona.
Jesteś rolnikiem i potrzebujesz zrobić układ poziomowania belki opryskiwacza? Podobnie jak na jachtach, tutaj też przydadzą Ci się siłowniki na zasilanie 12V i prosty układ sterujący z oferty Elektrobim-u. Mały przełącznik „wajchowy” lub większy dwuklawiszowy doskonale potrafią sterować naszymi siłownikami. A jeśli marzy Ci się jakaś miara ekstrawagancji, to użyj sterownika z pilotem radiowym.

Hodujesz zwierzęta? Masz kury albo jakieś inne zwierzaki i musisz je wypuszczać codziennie rano z zagrody i zamykać wieczorem? Chciałoby się pospać dłużej, ale nici z tego, bo zwierzyniec czeka? Teraz już możesz spać spokojnie! Wystarczy, że użyjesz któregoś z naszych siłowników w połączeniu ze sterownikiem czasowym (mamy doświadczenie w budowaniu takich układów). Wystarczy zaprogramować czas otwarcia i zamknięcia drzwi kurnika czy zagrody w każdym z dni tygodnia i jest po sprawie! Lepiej pospać dłużej, bo:
„kto rano wstaje…
…ten się nie wyśpi” 🙂

Podnoszona klapa w pickupie? System nadążania za słońcem (sun tracking)? Otwierana na pilot szuflada w biurku? Telewizor wysuwający się automatycznie ze ściany? Łóżko automatycznie chowane w szafie? Otwierane na pilot okno w hali kilka metrów nad ziemią? Automatyczny podnośnik do motocykla? Klapy oddymiające? Świetliki w dachu sterowane zdalnie? Tablica reklamowa na budzie z hotdogami składana siłownikiem? Sterowanie ścieżkami siewnika? Podnośnik automatyczny dla inwalidów? …

jak działa siłownik elektryczny w samochodzie

Z naszymi siłownikami da się zrobić wszystko, co tylko sobie zamarzysz. Nie ma ograniczeń w możliwych zastosowaniach. Siłowniki umilą Ci użytkowanie tej nieznośnej bramy, której nigdy nie ma komu otworzyć, kiedy pada deszcz. Naciśniesz przycisk i przed tobą same otworzą się wrota do „skarbca”, który masz na strychu. Bez wstawania z łóżka wypuścisz na wybieg zwierzaki, otworzysz sobie okno czy wysuniesz ze ściany telewizor…

Wszystko to dzięki bogatej ofercie liniowych siłowników śrubowych dostępnych w firmie Elektrobim.

Tematy na blogu:

 

Top 5 korzyści z wykorzystania siłownika elektrycznegoTop 5 korzyści z wykorzystania siłownika elektrycznego

W tym wpisie dowiesz się dlaczego większość inżynierów, jak i zwykłych ludzi, jest bardziej zwrócona w stronę siłowników elektrycznych.
Przeczytaj artykuł na blogu →

 

 

Jaki automat lub naped do bramy - 6 przydatnych odpowiedziJaki wybrać automat lub napęd do bramy?

Praktyczny poradnik napisany na bazie doświadczeń naszych klientów. Dowiesz się w nim na co zwracać szczególną uwagę podczas zakupu automatu dla Twojej bramy. Przeczytaj artykuł na blogu →