Introduktion
Push-pull-solenoider anvendes i vid udstrækning i industrielt udstyr, hvor der er behov for at omdanne elektrisk energi til hurtig og kontrolleret lineær mekanisk bevægelse. De kan fungere som låsemekanismer, udløseranordninger, afbrydere, porte, dispensere, sikkerhedsmekanismer, automationsudstyr og mange andre elektromekaniske enheder.
En push-pull-solenoid kan måske anses for at være en ret simpel enhed, men dens korrekte valg er et vigtigt ingeniørproblem.
Solenoidens ydeevne afhænger af faktorer som kraft, slaglængde, spænding, driftscyklus, temperatur, driftsfrekvens, tilgængelig plads, levetid og driftsmiljøforhold.
Derfor bør valget af leverandør af push-pull-solenoider for OEM-producenter og designere af industrielt udstyr være baseret på meget mere end blot prisen.
Leverandøren bør kende anvendelsen og give anbefalinger vedrørende valg eller endda udvikling af den nødvendige solenoid.
Denne vejledning giver et overblik over de vigtigste tekniske og kommercielle overvejelser, der skal tages i betragtning ved valg af leverandør af push-pull-solenoider.
1. Funktionsprincip for push-pull-solenoid
En push-pull-solenoid er den elektromagnetiske aktuator, der er ansvarlig for generering af lineær bevægelse.
Den elektriske strøm, der passerer gennem spolen, genererer magnetfeltet. Magnetfeltet virker på det bevægelige stempel eller anker.
Ifølge det mekaniske layout kan bevægelsen være både trækkende og skubbende.
Dette forklarer anvendeligheden af push-pull-solenoider til industrielle anvendelser, i tilfælde af at der er behov for at bruge en forholdsvis simpel og hurtig lineær bevægelse.
Teknologien anvendes i vid udstrækning i applikationer som:
- Automatisering af industrien
- Emballeringsmaskiner
- Sorteringsudstyr
Salgsautomater ·
- Låsesystemer
- Sikkerhedsmekanismer
- Indgangskontroludstyr
- Tekstilmaskiner
- Landbrugsmaskiner
- Testudstyr
- Automatisk dispenser
- Industrielle kontrolsystemer
Men man bør ikke blot vælge solenoiden, fordi dens generiske beskrivelse passer til din anvendelse.
De reelle krav til kraft og bevægelse bør evalueres.
Den kvalificerede leverandør af push-pull-solenoider vil spørge dig om formålet med at bruge aktuatoren, før de giver dig en anbefaling.
2. Definition af Industriel anvendelse
Det første, man skal gøre, er at definere formålet med solenoidens anvendelse.
For eksempel, vil det:
- Tænd? ·
- Lås en låsestift op? ·
- Udløse en fjederbelastet mekanisme?
- Betjener en port?
- Udløse en kontakt? ·
- Betjene en mekanisk forbindelse? ·
- Placering af små komponenter?
- Udløse en sikkerhedsmekanisme? ·
Forskellige formål kræver forskellige kraft- og slagværdier.
Ingeniørarbejdet bør give leverandøren så mange oplysninger om hele mekanismen som muligt.
Som minimum bør følgende defineres:
Arbejdsspænding: 12 VDC, 24 VDC eller andre.
Slaglængde: Hvor langt bevæger stemplet sig?
Kraft: Hvilken kraft kræves på arbejdsstedet?
Skub eller træk: Er den nyttige bevægelse skub eller træk?
Duty cycle: Hvor længe er solenoiden aktiveret?
Hyppighed: Hvor ofte betjenes den pr. minut eller pr. time?
Levetidskrav: Samlet antal cyklusser?
Tilgængelig plads: Hvad er den maksimale installationsgrænse?
Miljø: Hvilken temperatur, støv, vibrationer eller fugtighed vil delen blive udsat for?
Med disse oplysninger vil leverandøren af push-pull-solenoider kunne anbefale dig en standardmodel eller forstå, at det er nødvendigt at designe den brugerdefinerede enhed.
3. Mål push-pull solenoidkraften ved det nødvendige slaglængde
Der er mange karakteristika ved en industriel solenoid, men den vigtigste er kraften.
Kraften er også en af de mest misfortolkede solenoidkarakteristika.
En solenoids kraft afhænger af dens stempelposition. For eksempel betyder udsagnet "20 N solenoid", at enheden kun genererer en kraft på 20 N på et bestemt punkt i dens slaglængde.
Lad os sige, at din industrielle proces kræver:
Slaglængde: 10 mm
Startkraftkrav: 15 N
Slutkraftkrav: 25 N
Hvis solenoiden kun er i stand til at generere en kraft på 25 N ved slutningen af sit slag, vil den ikke være i stand til at starte processen.
Derfor bør ingeniører kræve data om kraft versus slaglængde fra leverandøren af push-pull-solenoider.
Når du sammenligner leverandører af push-pull-solenoider, skal du spørge om tilgængeligheden af kraftdata for flere stempelpositioner.
Tag også højde for de kræfter, der produceres af hele mekanismen, herunder:
- Fjederstivhed ·
- Friktion
- Gravity
Koblingsgeometri
- Lukning
- Mekaniske frigange
- Acceleration
Forurening
- Derudover bør den rimelige tekniske margen tages i betragtning for at kompensere for produktionsvariationer og ændringer i driftsforholdene.
4. Vælg det korrekte strøg
Ikke den længere slaglængde betyder automatisk bedre ydeevne.
Jo længere slaglængden er, desto højere er kravene til at opnå den høje kraft fra en solenoid af en bestemt størrelse og effekt.
Derfor bør ingeniører ikke indstille rejseafstanden større end nødvendigt.
Hvis applikationen kræver 5 mm vandring, kan design af en slaglængde på omkring 15 mm føre til en forøgelse af aktuatorens størrelse, effekt eller pris.
Analyser hele mekanismen og find det mindst pålidelige slaglængde.
Den kvalificerede leverandør af push-pull-solenoider kan også give anbefalinger vedrørende modifikationer af mekaniske koblinger, der kan forbedre den elektromagnetiske ydeevne væsentligt.
5. Tilpas systemet til spænding, strøm og effekt
De mest industrielle DC-solenoider fås i 12 VDC og 24 VDC spændinger, men andre spolespændinger kan designes.
Men spændingen er ikke det eneste, man skal overveje.
Ingeniører bør også overveje følgende faktorer:
- Spolemodstand ·
- Strømforbrug
- Energiforbrug
- Strømforsyningens tilgængelighed
- Spændingstolerance
Ledningsføring
- Elektronisk fører
- Skiftemetode
- Det elektriske system skal levere tilstrækkelig energi til pålidelig aktivering af aktuatoren.
Men samtidig er den overskydende spoleeffekt unødvendig varmeproduktion.
Informer venligst leverandøren af push-pull-solenoiden på forhånd om udstyrets strøm- og effektbegrænsninger.
En kvalificeret leverandør af push-pull-solenoider kan modificere spoleviklingen, den magnetiske struktur eller det mekaniske design af aktuatoren for at opnå den ønskede kraft med begrænset elektrisk energi.
6. Vær opmærksom på driftscyklussen
Når man vælger den industrielle solenoid, er duty cycle-forholdet af stor betydning.
En solenoid, der er aktiveret i 200 millisekunder hvert 30. sekund, har helt andre termiske krav sammenlignet med en, der er aktiveret i flere minutter.
For eksempel:
Tændtid: 2 sek.
Slukningstid: 8 sek.
Samlet cyklus: 10 sek.
Arbejdscyklus: 20 procent
At fortælle leverandøren, at solenoiden bruges "intermitterende", giver normalt mindre information end at angive tænd- og sluk-tiderne.
Den høje spoleeffekt kan undertiden bruges til at producere stærk kraft til kortvarige applikationer.
Men hvis den samme spole kører kontinuerligt, vil den generere for meget varme.
Når du taler med leverandøren af push-pull-solenoider, skal du give ham realistiske oplysninger om de værst tænkelige driftsforhold.
Maksimale cyklingsforhold: Industrimaskiner kan køre hurtigere, end ingeniører tror i de indledende faser af designet.
7. Termisk ydeevne og evaluering af spoletemperaturen
Varmen påvirker solenoidens ydeevne og levetid.
Den elektriske strøm, der løber gennem spolen, skaber varme. En stigning i spolens temperatur fører til en stigning i spolens elektriske modstand og yderligere ændringer i strømmen og den elektromagnetiske ydeevne.
Der forekommer også overtemperatur i komponenter som f.eks.
- Spoleisolering ·
- Tilslutningsledninger
- Plastdele
- Springs
- Nær elektronik
- Glidecreme
- Produktets livscyklus
Spørg leverandøren, hvordan temperaturstigningen måles.
Gode spørgsmål at stille:
- Hvilken omgivelsestemperatur antages?
Hvad er temperaturstigningen på spolen?
- Hvilken arbejdscyklus blev brugt i testene?
Hvilket isoleringssystem blev brugt?
- Hvad er den maksimalt anbefalede brugstemperatur? ·
- Blev solenoiden testet i luft eller i et kabinet?
Den gode leverandør af push-pull-solenoider bør kunne diskutere de termiske begrænsninger og ikke kun give spændings- og kraftspecifikationer.
8. Overvej den industrielle levetid
Industriudstyret kan fungere i flere år.
En solenoid, der producerer 1,000 operationer om dagen, vil udføre omkring 365,000 operationer om året.
Den hurtige automatisering kan producere endnu flere operationer.
Derfor bør den forventede levetid bestemmes, inden aktuatoren vælges.
Solenoidens holdbarhed afhænger af:
Stangmateriale
- Overfladebehandling
- Guidedesign
- Mekaniske stop
- Forårsdesign.
- Smøring
- Handlingshastighed
- Sidebelastninger
Spoletemperatur
Miljøgifte
- Monteringstolerancer
- Spørg leverandøren af push-pull-solenoiden, om levetidstestene blev udført, og i så fald under hvilke forhold.
Udsagnet, såsom "en million cyklusser", er kun informativt, hvis du kender belastning, slaglængde, spænding, driftscyklus, frekvens og miljøforhold under testen.
Der kan være behov for levetidstest for kritisk industrielt udstyr til specifikke anvendelser.
9. Analysér responstid og aktuatorhastighed
Push-pull-solenoider kan foretrækkes, da de kan give hurtig lineær aktivering.
Den nødvendige svartid afhænger dog af applikationen.
Kravene til en enhed, der aktiveres flere gange i sekundet, vil være forskellige fra kravene til en industriel sikkerhedslås, der aktiveres flere gange om dagen.
Faktorer der påvirker responstiden:
- Vægt af stemplet
- Stroke
- Spolens effekt
- belastning
- Forårets kraft
- mekanisk friktion
- Drivkredsløb
- Strømforsyning spænding
- Hvis reaktionstiden er kritisk, skal den maksimalt acceptable aktiveringstid bestemmes.
En erfaren leverandør vil analysere hele det mekaniske og elektriske system og ikke blot give et hastighedsestimat baseret på ubelastede laboratorieforhold.
10. Evaluer støjen fra push-pull-solenoiden og de mekaniske stødpåvirkninger
Et industrielt miljø kan være støjende, men virkningerne af aktuatorstøj bør også tages i betragtning.
Gentagen påvirkning fra metaldele kan indikere mekanisk stress og bidrage til slid.
Derudover er der anvendelser i laboratorier, kontorer, medicinsk udstyr, salgsautomater eller operatørstyrede maskiner, der stiller øgede krav til støjgenerering.
Støj kan genereres af følgende faktorer:
- Stempelkollision
- Mekaniske endestop
- For meget frihøjde
- Forårsaktivitet
- Tilslutninger
- Monteringsstrukturer
- vibrationer
- Hvis støj eller stød er et problem, skal du kontakte leverandøren af push-pull-solenoiden under udviklingsprocessen.
"De mulige tilgange til at løse problemet kan involvere styring af stemplets hastighed, ændring af mekaniske stop, justering af spillerum, anvendelse af en passende dæmpningsmekanisme og optimering af drivpulser."
11. Analyse af industrimiljøet
En solenoid kan fungere fint i et laboratorium, men kan opføre sig anderledes i et industrielt miljø.
Et industrielt miljø kan udsætte komponenten for:
- Temperaturer, høje eller lave
- Olie
- Fugtighed
- vibrationer
- Mekanisk stød.
- ætsende miljø
- Metallisk affald
- Beskriv det faktiske driftsmiljø for leverandøren.
Hvis solenoiden er indkapslet i maskinen, vil temperaturstyring være vigtig. Stempelbevægelse og mekanisk spillerum bør analyseres i tilfælde af et støvet miljø.
En erfaren leverandør af push-pull-solenoider kan hjælpe med miljøanalyser i designfasen.
Miljøbeskyttelse kan opnås med solenoiden, udstyrets indkapsling eller begge dele.
12. Standard VS.: Brugerdefinerede push-pull-solenoider
Nogle gange er den hurtigste vej at bruge standardproduktet.
Fordele er
- Hurtig levering af prøver
- Omkostninger ved reduktion af udvikling
- Tilgængelighed af værktøjer
- dokumenteret produktionsproces
- Nem udskiftning
- Industriudstyret har dog specifikke mekaniske krav.
Når applikationen kræver en brugerdefineret løsning, er en brugerdefineret solenoid berettiget:
- Spænding,
- Kraft/
- Myokardieinfarkt
- Piston
- Stødstang
- Springtime
- Beslag til montering
- Links
- Længde af ledning
- Boliger
- Driftstemperatur.
- ● Driftscyklus
- Når du evaluerer en leverandør af push-pull-solenoider, skal du spørge om tilstedeværelsen af tekniske kapaciteter til tilpasning.
Tilpasning for tilpasningens skyld er ikke en tilgang, der bør anvendes.
13. Kontroller leverandøren af push-pull-solenoidernes produktions- og kvalitetskontrolkapacitet
Den bedste prototype vil ikke være nyttig, hvis de fremstillede enheder har uoverensstemmelser.
Industrielle OEM-købere bør udføre en analyse af leverandørens produktionskvalitet.
Nøglefunktioner kan være
- Spolens modstand
- Konsistens af vikling
- Myokardieinfarkt
- tvang
- Mål
- Stempel rejse
- Forårets karakteristika
- Isolation
- Elektrisk funktionalitet
- Samlingskvalitet
- Spørg leverandøren om kontrol og rapportering af disse karakteristika.
En professionel leverandør af push-pull-solenoider vil også have en ændringskontrolproces for teknik og materialer.
Solenoidens ydeevne kan påvirkes af ændringer i spoletråd, magnetiske materialer, overfladebehandling, fjederegenskaber eller produktionstolerancer.
Jo større produktionsmængden er, desto vigtigere er produktionens ensartethed.
14. Udvikling og prototypetekniksupport
Ingeniørstøtte kan reducere udviklingstiden dramatisk.
Den første prøve af et nyt industriprojekt kan afsløre nogle uventede problemer.
For eksempel:
- Startkraften kan være for svag.
- Slaglængden er for lang.
- Spoletemperaturen er for høj.
- Stemplet kan støde sammen ved et kraftigt stød.
- Afhængigt af monteringspositionen kan der forekomme sidebelastning.
- – Strømforbruget overstiger strømforsyningens begrænsning.
- En erfaren leverandør vil hjælpe med rodårsagsanalysen og ikke blot levere endnu en prøve.
Den ideelle udviklingsproces ser således ud:
Krav → ingeniøranalyse → udvælgelse → prototype → testning → optimering → validering → pilotproduktion → masseproduktion.
Det kan være mere værdifuldt at have hurtig teknisk support fra leverandøren af push-pull-solenoider end at have et bredt katalog.
15. Sammenlign den samlede pris, ikke kun enhedsprisen
Enhedsprisen er den parameter, der altid vil blive sammenlignet af industrielle indkøbsafdelinger.
Enhedsprisen er dog kun en del af den samlede pris.
Den billige aktuator kan blive ret dyr, hvis den fører til:
- Nedetid i produktionen
- Monteringsproblemer
- Redesign af ingeniørarbejde
- Overdrevne inspektioner
- Tidlige fiaskoer
- Garantikrav
- Field Service
- Kundeklager
- Udskiftningsomkostninger
- Pålidelighed er især vigtig, hvis solenoiden er placeret dybt inde i maskinen, og dens udskiftning er dyr.
Analyser de tekniske muligheder, produktkonsistens, leveringsevne, kvalitetskontrol, teknisk support og pris hos leverandøren af push-pull-solenoider.
Den bedste købsbeslutning er den, der reducerer den samlede produktrisiko og levetidsomkostningerne.
16. Placer detaljeret RFQ
En detaljeret udbudsformular giver leverandøren mulighed for at give en korrekt anbefaling og et estimat.
Venligst ikke kun poste:
"Giv mig et tilbud på en 24V push-pull solenoid."
Gør følgende:
Anvendelse: Automationssystem til industrien;
Funktion: Træk og slip låsehåndtaget.
Spænding: 24 VDC
Slaglængde: 8 mm
startkraft: 18 N ved 8 mm
Slutkraft: 30 N Tilkoblingstid: 1s Fluktid: 4s
Arbejdsfrekvens: 12 cyklusser/min
Omgivelsestemperatur: -10 til 60°C
(1,000,000 cyklusser) Forventet levetid
Tilgængelig plads: 45 x 30 x 25 mm
Installation: 2-hulsflange
Årlig volumen: 80,000 enheder
Medtag, når det er muligt, mekaniske tegninger, CAD-filer, fotos, videoer eller lastoplysninger.
De givne oplysninger gør det muligt for leverandøren af push-pull-solenoider at analysere den specifikke applikation i stedet for at gætte baseret på den generiske beskrivelse.
17. Tjekliste for endelig leverandørudvælgelse
Følgende er de punkter, der skal kontrolleres, før man træffer en købsbeslutning til industriel produktion:
- Trækker solenoiden nok ved det nødvendige slag?
- Stemmer spændingen overens med det industrielle styresystem?
- Er det nuværende forbrug acceptabelt
- Er arbejdscyklussen veldefineret?
- Er temperaturstigningen blevet evalueret?
- Er designet kompatibelt med den krævede levetid?
- Er maskinens responstid acceptabel?
- Er driftsmiljøet inden for solenoidens kapacitet?
- Kan de mekaniske og elektriske parametre tilpasses?
- Kan leverandøren understøtte prototyper og tekniske ændringer?
- Er de samlede omkostninger acceptable i løbet af produktets levetid?
18. konklusioner
At vælge den rigtige push-pull-solenoid til industrielt udstyr er meget mere end en sammenligning af spænding, størrelse og pris.
Kraften skal måles ved det faktiske arbejdsslag. Driftscyklus og temperatur er ikke uafhængige. Spolen skal indstilles til den tilgængelige effekt. Det mekaniske design skal matche den forventede levetid. Den komplette aktuator skal fungere under reelle industrielle forhold.
Den rette leverandør af push-pull-solenoider vil være en ingeniørpartner såvel som komponentproducenten.
Samarbejd med leverandøren i den tidlige fase af OEM-projektet. Definer kraft, slaglængde, spænding, driftscyklus, temperatur, levetid samt miljø- og installationskrav. Valider den valgte solenoid i den virkelige maskine.
Den rette leverandør af push-pull-solenoider vil levere tekniske data, understøtte prototypetestning, identificere potentielle problemer i applikationen, sørge for korrekt tilpasning og sikre produktets produktionskvalitet i masseproduktion.
Ved at analysere den tekniske kapacitet og produktionspålidelighed vil industrielle købere reducere udviklingsrisici, øge udstyrets ydeevne og opnå en pålidelig langsigtet leveringsløsning.
19. Ofte stillede spørgsmål fra leverandører af push-pull-solenoider
1. Hvad gør en push-pull-solenoid?
En push-pull-solenoid er en elektromagnetisk aktuator, der omdanner elektrisk energi til mekanisk lineær bevægelse. Afhængigt af konstruktion og montering kan bevægelsen bruges til at skubbe og trække et mekanisk element.
2. Hvordan vælger jeg en leverandør af push-pull-solenoider?
Vælg en leverandør af push-pull-solenoider med de rette tekniske færdigheder, kraft- og slaglængdedata, spoledesign, termisk ydeevne, levetid, produktionskvalitet, tilpasningsmuligheder, prototypesupport og produktionskapacitet.
3. Hvilke oplysninger skal jeg give leverandøren?
Spænding, tilgængelig strøm, påkrævet slaglængde, kraft ved slagpositionen, tænd/sluk-tid, driftscyklus, driftsfrekvens, tilgængelige dimensioner, temperaturområde, forventet levetid, miljøforhold, monteringskrav og årlig mængde.
4. Hvordan beregner jeg den nødvendige kraft til en solenoid?
Først skal du estimere den mekaniske belastning. Tilføj derefter fjedermodstand, friktion, tyngdekraft, ledgeometri, acceleration og andre modstandskræfter. Tilføj den tekniske margen. Beregn derefter den nødvendige kraft ved slaget.
5. Hvorfor ændrer kraften fra push-pull-solenoiden sig med slaget?
Solenoidens kraft er defineret af det magnetiske kredsløb og luftgabet mellem de magnetiske komponenter. Med den ændrede stempelposition ændres det magnetiske kredsløb, og dermed ændres kraften.
6. Kan jeg køre push-pull-solenoiden kontinuerligt?
Muligheden afhænger af designet. Nogle designs er egnede til kontinuerlig drift, og andre til intermitterende drift. Ved kontinuerlig drift skal du tage hensyn til spoleeffekt, varmeafledning, omgivelsestemperatur, isolering og kraftkrav.
7. Skal man bruge en 12V eller 24V industriel solenoid?
Ingen af spændingerne er bedre med hensyn til ydeevne. Spændingsvalget afhænger af udstyrets strømarkitektur, den tilgængelige strøm, styreelektronik, ledningsføring, kraftkrav og andre systembegrænsninger. De fleste industrielle styresystemer bruger 24 VDC, men applikationen vil bestemme den endelige spænding.
8. Kan en push-pull-solenoid tilpasses?
Ja. Leverandøren kan muligvis tilpasse spænding, spolemodstand, kraft, slaglængde, stempelgeometri, fjedre, monteringsbeslag, ledninger, stik og dimensioner. Tilpasning er mulig, men afhænger af de tekniske krav og produktionsmængden.
9. Hvad er den forventede levetid for den industrielle push-pull-solenoid?
Den forventede levetid afhænger af belastning, slaglængde, driftsfrekvens, stød, temperatur, mekanisk justering, overfladebehandling, smøring og andre parametre. Køber bør anmode om, at levetidsdataene testes i henhold til den specifikke anvendelse, ikke de generelle påstande om levetid.
10. Hvorfor er duty cycle vigtig for valg af solenoid?
Spoletemperaturen afhænger af driftscyklussen. Den kraftige solenoid, der er designet til korte pulser, kan overophede, hvis den aktiveres for længe. De præcise tænd- og sluk-tider giver leverandøren mulighed for at vælge det rigtige spoledesign.
11. Standard eller specialmagnet? Hvad skal man vælge?
Vælg standardproduktet, hvis det opfylder kravene til kraft, slaglængde, spænding, størrelse, driftscyklus og levetid. Tilpasning: Hvis standardproduktet ikke opfylder de mekaniske, elektriske, miljømæssige eller kommercielle krav, bør tilpasning overvejes.
12. Hvad man kan forvente af en producent af push-pull-solenoider
Ingeniørsupport, dokumenterede ydeevnedata, prototypekapacitet, fremstillingsproces, kvalitetskontrol, tilpasningserfaring, levetidstestkapacitet, ændringskontrol og evnen til at understøtte fremtidige produktionsvolumener.
