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L'une des étapes les plus importantes du choix d'un actionneur linéaire est de déterminer la force nominale appropriée. C'est assez simple lorsque l'application nécessite le levage vertical d'une charge, dont le poids est égal à la force requise par l'actionneur. Le cas d'une application à charnière, comme c'est souvent le cas pour les couvercles, les trappes et les fenêtres, est plus complexe.
Dans cet article, j'utiliserai un exemple d'application de trappe pour illustrer les concepts de base de la force. L'objectif est de mettre en évidence visuellement l'effet de la position de montage de l'actionneur sur la force réelle requise. Cela vous permettra ensuite de monter votre actionneur de la manière la plus efficace ou de choisir un actionneur à force plus élevée pour des positions de montage moins efficaces.
Poids de la trappe
Pour notre exemple d'application de trappe, la charge sera la porte elle-même. En supposant que la porte soit un objet symétrique, le centre de gravité sera exactement en son centre. C'est là que se situera la force de gravité. C'est cette force qu'il faudra vaincre pour ouvrir la porte.
Angle de force de gravité
Imaginez que vous êtes sous la porte et que vous devez la pousser pour l'ouvrir. Vous constaterez que la force requise est maximale lorsqu'elle est complètement fermée. À mesure qu'elle s'ouvre, la force requise diminue progressivement jusqu'à ce qu'elle soit complètement ouverte et que vous n'ayez pratiquement plus besoin de force pour la maintenir.
Cela est dû au fait que la force de gravité sur la porte est divisée en deux composantes, comme le montre le schéma ci-dessous. Notez que la taille des flèches représente la force requise par rapport aux autres forces.
Dans ce scénario, la force appliquée par votre main doit correspondre uniquement à la force perpendiculaire à la porte, comme indiqué par les flèches jaunes. Cette force est initialement égale à la force de gravité lorsque la porte est complètement fermée, puis s'annule lorsqu'elle est complètement ouverte. Il en va de même pour l'installation d'un actionneur linéaire . La force maximale requise pour cette application sera donc celle requise lorsque la porte est complètement fermée.
Localisation de la force sur la trappe
Dans le schéma ci-dessus, les flèches jaunes représentent les forces nécessaires pour déplacer la porte si elle est poussée depuis ce point. Dans cette application, la porte agit comme un levier. Cela signifie que si vous appliquez une force plus loin de la charnière que la force de gravité, la force requise sera moindre.
Angle de force de l'actionneur
Nous avons vu précédemment comment la force requise pour ouvrir la porte varie en fonction de son angle. Le même principe s'applique à l'angle de l'actionneur. La force exercée par l'actionneur est divisée en deux composantes, comme illustré sur le schéma ci-dessus.
La force perpendiculaire à l'actionneur (jaune) est la seule composante qui actionne la porte. Lorsque l'actionneur est parallèle à la porte, celle-ci ne s'ouvre pas malgré une force considérable. En revanche, lorsqu'il est perpendiculaire à la porte, il peut utiliser 100 % de la force exercée pour l'ouvrir. En pratique, toutes les forces parallèles à la porte sont perdues.
En conclusion, la position de montage la plus efficace pour l'actionneur sera connectée à l'extrémité de la porte (maximise l'effet de levier) et perpendiculaire à la porte (maximise la force de l'actionneur appliquée à la porte).
Il faut tenir compte de la longueur de l'actionneur nécessaire pour ouvrir la porte à la hauteur souhaitée. Si l'actionneur est monté plus près de la charnière (ce qui nécessite une force plus importante), le mouvement sera beaucoup plus court. Dans ce cas, il s'agit d'un compromis entre efficacité en termes de force et d'espace.
J'espère que cet article vous a été utile pour choisir l' actionneur linéaire idéal pour votre application. Nous vous invitons à nous appeler et à discuter avec nos nombreux ingénieurs au 1-800-676-6123.