Глава 1: 1: Введение
Трубчатые толкающие и тянущие соленоиды являются наиболее распространенными электромеханическими приводами в современной промышленной автоматизации. Их функция заключается в преобразовании электрической энергии в прямолинейное движение, чтобы машины могли выполнять такие задачи, как блокировка, толкание, тяга, подъем или отпускание предметов.
Наиболее часто используемые трубчатые соленоиды:
Электромагнитные клапаны с трубчатым корпусом
Соленоиды с трубчатым корпусом
Электромагнитные клапаны с трубчатым корпусом, работающие по принципу "тяни-толкай".
Для инженера, конструктора продукции или системного интегратора крайне важно знать различия между этими тремя типами соленоидов, чтобы выбрать подходящий для конкретной задачи.
Глава 2: Для чего нужны трубчатые соленоиды толкающего и тянущего действия?
Трубчатый соленоид — это электромагнитное устройство, преобразующее электрическую энергию в прямолинейное движение.
Основные части трубчатого соленоида
Намотка катушки: это часть, которая создает магнитное поле при подаче напряжения.
Плунжер или якорь: это подвижная часть соленоида, изготовленная из железа.
Магнитный корпус: Внешняя оболочка соленоида замыкает магнитное поле.
Возвратная пружина: это пружина, которая отталкивает поршень назад, когда соленоид не находится под напряжением.
Трубка, которая направляет плунжер для обеспечения плавного движения, называется направляющей трубкой.
Когда соленоид находится под напряжением, электрический ток заставляет катушку создавать магнитное поле, которое толкает поршень к центру соленоида.
Глава 3: Принцип работы трубчатых соленоидов толкающего и тянущего типа
Соленоид работает за счет электромагнетизма.
Соленоидная катушка способна проводить электричество.
Вокруг катушки создаётся магнитное поле.
Магнитная цепь притягивает поршень, изготовленный из ферромагнитных материалов, к сердечнику.
Поршень создает механическое воздействие, которое перемещает груз.
При выключении питания пружина возвращает поршень в исходное положение.
Основное различие между соленоидом, работающим в режиме "толкания", и соленоидом, работающим в режиме "тяги", заключается в способе механического использования выходного сигнала.
Глава 4: Что такое трубчатый толкающий соленоид?
Что такое соленоид, который толкает трубку?
Когда соленоид включается, поршень выдвигается, создавая толкающее действие.
Магнитное поле внутри соленоида по-прежнему притягивает к себе что-то, и это создает движение, которое механически преобразуется в толчок.
Предложение о работе
При включении питания поршень выдвигается.
Питание выключено: пружина оттягивает поршень назад.
Плюсы
Непосредственное действие: нажмите
Легко подключается к рычагам и приводам.
Простой дизайн
Легко подключается к рычагам и приводам.
Подходит для механизмов выброса
Минусы
Меньшая сила, чем у тягового соленоида.
Короткая длина удара
Немного менее эффективно
Трубчатый толкающий соленоид. Типичное применение.
Торговые автоматы, которые продают товары.
Автоматы, выдающие билеты
Автоматы, используемые в пинбольных играх.
Соленоиды с трубками
Глава 5: Что такое трубчатый соленоид с тяговым механизмом?
Когда соленоид включен, трубчатый тяговый соленоид перемещается, втягивая поршень в корпус соленоида.
Это наиболее популярная и эффективная конфигурация соленоида, поскольку магнитное поле используется для притягивания якоря к себе.
Движение работы
Включение питания: поршень вдвигается внутрь.
Выключение питания → Пружина возвращает его в исходное положение.
Плюсы
Более высокая магнитная сила
Способность совершать более длительные гребки
Очень эффективный
Стабильная и надежная конструкция
Минусы
Для выполнения движения "толчок" может потребоваться внешний канал связи.
Для установки может потребоваться больше места для механиков.
Общие использования
Замки на дверях
Системы для фиксации
Захваты для роботов
Инструменты для автоматизации заводов
Запирающие устройства для обеспечения безопасности
Глава 6: Трубчатые соленоиды с двухтактным механизмом
Что такое соленоид, который толкает и тянет?
В зависимости от места подключения нагрузки, соленоид с тягово-толкающим механизмом может обеспечивать механическое воздействие как в направлении толкания, так и в направлении тяги.
Когда шток соленоида с механизмом "тяни-толкай" толкают или тянут, он может двигаться в любом направлении, но поршень движется внутрь.
Преимущества
Установка может быть изменена.
Может передвигаться двумя способами.
Подходит для механических систем, движущихся в нескольких направлениях.
Минусы
Более сложная механическая конструкция
Более дорогое производство
Общие использования
Машины для автоматической сортировки предметов
Системы автоматизации заводов
Умные замки
Упаковочные машины
Глава 7: Сравнение соленоидов с толкающим, тянущим и тянуще-толкающим механизмом.
| Характеристика | Соленоид нажатия | Потяните соленоид | Соленоид "тяни-толкай" |
| Направление движения | Внешнее толчок | Внутреннее притяжение | Толкать или тянуть |
| Магнитная эффективность | Средний | Высокий | Высокий |
| Способность к инсульту | Короткий–средний | Средней длины | Средний |
| Гибкость установки | Средний | Средний | Высокий |
| Типичное использование | выбрасывание | Блокировка | Гибкая автоматизация |
Глава 8: Конструктивные особенности трубчатых соленоидов
При проектировании трубчатых соленоидов инженерам следует учитывать следующие факторы.
8.1. Необходимая сила
Необходимость применения силы зависит от:
Вес груза
Трение машин
Фактор безопасности
Сила, действующая на соленоид, уменьшается с увеличением длины хода, поэтому расчеты должны быть точными.
8.2. Длина хода
Ходы обычного трубчатого соленоида следующие:
2 мм до 20 мм
Для более длинных движений требуется:
больший размер соленоида
Потребляется больше энергии
8.3. Мощность и напряжение
Некоторые распространенные напряжения:
12V DC
24 вольт постоянного тока
48V DC
8.4 Рабочий цикл
Также необходимо учитывать рабочий цикл:
Обязанность работать постоянно
Долг, который приходит и уходит
Рабочий цикл — это показатель того, как долго соленоид может использоваться.
Пример:
10% рабочий цикл = короткие промежутки времени
50% рабочий цикл = умеренные периоды времени
100% рабочий цикл означает, что он работает постоянно.
При использовании неправильного коэффициента заполнения может произойти перегрев.
8.5. Погодные условия
Промышленные соленоиды должны быть защищены от:
Грязь
влажность
Очень горячо
Вибрация
Вот некоторые распространенные методы самозащиты:
Корпуса с классом защиты IP
Теплоизоляция для высоких температур
Покрытия, которые не ржавеют
Глава 9: Как выбрать подходящие трубчатые соленоиды с механизмом толкания и вытягивания
Это простой способ выбора трубчатого соленоида.
Шаг 1: Какой это вид движения?
Выберите вариант в зависимости от типа движения:
Нажмите действие
Нажмите на соленоид
движение тяги
Извлеките соленоид
Соленоид типа "тяни-толкай"
Гибкое движение
Шаг 2: Какая сила необходима?
Добавить:
Вес груза
Трение
коэффициент безопасности
Шаг 3: Какое расстояние необходимо?
Выберите соленоид, способный обеспечить необходимую силу в конце хода.
Шаг 4: Какое напряжение и коэффициент заполнения выбрать?
Убедитесь, что оно совместимо с вашим источником напряжения.
Шаг 5: Место для установки
Убедитесь, что размер соленоида соответствует конструкции машины.
Глава 10. Заключительные мысли
Трубчатые соленоиды толкающего и тянущего действия — это превосходный вариант для множества различных промышленных и коммерческих применений.
Инженеры могут выбрать подходящий тип исполнительного механизма для своей конструкции, понимая различия между соленоидами, работающими в режиме толкания, тяги и комбинированного толкания-тяги.
В целом, различия заключаются в следующем:
Соленоиды с тяговым приводом являются самыми мощными и эффективными.
Электромагнитные толкатели идеально подходят для применений, где необходимо осуществлять прямое перемещение наружу.
Соленоиды с двухтактной системой позволяют легко соединять различные компоненты сложной системы автоматизации.
Инженеры могут повысить эффективность систем и продлить срок их службы, тщательно оценив силу, ход, нагрузку и требования к установке.
Глава 11: Вопросы и ответы о трубчатых соленоидах
- В чём основное различие между соленоидами, работающими в режиме "толкания", и соленоидами, работающими в режиме "тяги"?
При срабатывании толкающего соленоида элементы перемещаются наружу, а тянущего соленоида — тянут элементы к центру.
- Какой тип соленоида обладает наибольшей мощностью?
Соленоиды с притягивающим действием обычно обладают наибольшей мощностью, поскольку магнитная цепь естественным образом притягивает якорь к центру катушки.
- Можно ли использовать электромагнитный клапан, работающий на выталкивание, в качестве электромагнитного клапана, работающего на толкании?
Да. Для создания толкающего движения можно использовать тяговый соленоид с помощью механической связи или удлинителя штока.
- Как долго обычно служат трубчатые соленоиды?
Высококачественные промышленные соленоиды могут выдерживать миллионы циклов работы в зависимости от режима эксплуатации и условий эксплуатации.
- При каком напряжении работают трубчатые соленоиды?
12 В постоянного тока, 24 В постоянного тока и 48 В постоянного тока — это лишь некоторые из напряжений, при которых они могут работать.
- Можно ли использовать трубчатые соленоиды в режиме непрерывной работы?
Да, при условии, что у них есть катушки, рассчитанные на работу в полном рабочем цикле.
- Как можно сделать соленоид мощнее?
Выполнив следующие действия, вы сможете повысить мощность своего соленоида:
Увеличение тока в катушке
Сокращение длины хода
Улучшение характеристик магнитных материалов
- Какие виды бизнеса используют трубчатые соленоиды?
Некоторые из отраслей промышленности включают в себя:
Автоматизация в промышленности
Робототехника
Устройства для здравоохранения
Торговые автоматы, которые продают товары.
Умные замки
Автомобильные системы
