金达凯资深工程师谈电动推杆的原理
北京金达凯诺传动设备幸运蛋蛋是依托原机械部加工厂的技术背景,致力于机械传动的高新技术企业。公司的电动推杆、SJA螺旋升降机产品广泛应用于冶金、舞台机械,塑料机械、衡器、环保及太阳能多种行业。同时公司致力于为客户量身定做合适的产品,并且致力于进口产品的国产化,以降低企业的生产成本。  随着现代科学技术的迅速发展机械电子在国民经济各个领域得到了极为广泛的应用,琳琅满目的机械电子产品进入了千家万户。为了普及机械电子技术,满足广大用户的要求,以及为应用设计人员实用的设计参考资料。金达凯主要来源于资深工程师多年的设计与制作实践,简单介绍一下电动推杆的原理。
电动开窗器是应用广泛的开窗执行机构。它广泛应用于高窗、智能控制要求的需要等。它具有体积小、安装方便、控制简单、适用工作环境恶劣的场合,开启和关闭力量大,从而取代人工的手动操作。
一、开窗器产品知识
开窗器在 1950年欧洲开始研生产发手摇式开窗器在欧洲门窗业轰动一时随即研发生产电动开窗器从此开启欧洲智能门窗时代。近几年进入中国市。诠诘囊恍┐笮徒ㄖ∷加惺褂,一些大型城市的私人住宅、公寓都已使用,可见电动开窗器距我们的生活越来越近,这就是电动推杆的雏形。后来随着工业的不断发展,就有了现在的电动推杆。下面我们浅谈一下电动推杆的种类、原理、使用场合、构造。
电动推杆的种类分为:链式开窗器、推轴式开窗器、滑臂式开窗器、机械连杆式、曲臂式、推杆式、剪力式、索绳式等。
二、电动推杆的工作原理 
如链式开窗器:就是通过开窗器内部工作电机正反转,齿轮、链轮工作组的相互运动,带动链条伸出、收回来实现窗户的开关动作。
2、开窗器的适用场合
a)安装位置较高,不易操作的高窗
b)窗户较重,不易实现开关的操作
c)对开关窗有智能化的要求可对窗户实现智能化控制(如:刮风下雨、室内温度控制、烟雾控制、防盗报警控制等)
d)消防排烟要求,对楼层有消防排烟设计要求的场所
e)对室内空气指数要求严格,需要及时定时通风换气的场所
f)对窗户关闭密封力量有严格要求的场所。如:银行金库、贵重物品储藏室
g)特殊场合,如:化工、毒气库   
三、控制系统
1)、普通控制系统
普通控制系统组成:由开窗器、控制电箱、控制开关或摇控控制部分组成 
功 能:对开窗器控制要求简单,一般只作通风和分群组控制,通过开关或摇控器实现开关窗户。 
开窗器控制数量在10个以上的窗户宜适用此类系统。 
2)、消防控制系统
消防控制系统组成:由开窗器、消防控制电箱、手动紧急按钮、自动联接消防控制中心接口配件(含电箱内)、开关或选加烟雾感应器。
选用要求:指对楼层有消防设计要求的,除有通风要求功能外还需有手动强制动作功能和自动强制启动功能要求。
特点:当在消防启动前可使用开关实现开关窗动作;当消防启动后开关失效无法对开窗器操作,实现了消防强制启动最优先的原则,只有消防停止复位后,使用开关操作才有效。
功能:1、日常通风功能  2、手动强制启动消防功能,第一优先发出警报 3、自动联接消防接收信号功能 4、自动检测故障功能,便于提醒修理。5、后备电源功能,在火警的情况下如断电,系统可持续工作72小时。
3)、智能化控制系统 
智能控制系统组成:由开窗器、智能控制电箱、智能控制配件、智能控制电脑面板组成 
选用要求:指对开窗器使用场合有智能化要求的控制。 
4)、其它控制系统 
选用要求:根据特殊场合、特定要求设计的控制系统 
四、控制部分 
1、控制开关 
控制开关主要分为:手动开关、摇控控制器
摇控控制器组成:由摇控接收器和摇控发射器组成。  
2、控制电箱 
控制电箱组成:箱体、安装配件和箱内控制电路组成
工作方式:当电箱输入 AC220V电源后,将开窗器接入电箱的输出端,通过电控箱箱内控制电路部分联接的控制器件(如:开关),来实现开窗器的开关动作。
选配:根据开窗器的工作额定负载电流来选。  
3、控制模块 
控制模块分为:普通型、特殊型 
⑴、普通型控制模块:要求开窗器的数量在几台以内,实现用同一开关或摇控器控制窗户。 
⑵、特殊型控制模块:就是在普通型控制模块的基础上再加上具备特殊功能。(如:风雨感应器、温度感应器、时间控制器等功能接口) 
五、智能化控制配件 
1、风雨感应器
特点:指在室外刮风和下雨时,风雨感应器将采集的信号传输给控制电箱或控制模块来执行开关窗的动作。常用输入电压为DC24V和DC12V两种,输出有开关量和模拟量。(见图5)
2、温度感应器 特点:指可以调节传感器上的数字度数来实现开窗器的开关动作。当室内外温度过高时,开窗器控制箱或模块控制开窗器开窗动作。当室内温度达传感器调节的温度时控制箱或模块控制开窗器自动关窗的动作。常用输入电压AC220V、C24V、DC12V,输出为开关量。 
2、 烟雾感应器 
特点:当室内烟雾浓度达到一定值时(排烟标准浓度)开窗器控制箱或模块控制开窗器开窗动作。常用输入电箱有DC24V和DC12V两种,输出有开关量和总线制。
3、防侵入感应器
特点:当开窗器打开窗或关闭窗的状态时,有人或物从窗户打开的窗档部进入或打碎玻璃侵入时控制箱会启动报警,通过电话、电脑等告知业主。
4、光感   指可以调节传感器上光线亮度指数,来实现开窗器的动作。当早晨光线亮度达到调节标准,开窗器会自动动作,当光线亮度暗下来时开窗器自动关窗运动作。光感传感器也可以用于家居智能控制。(如:窗帘)
六、窗户的开启方式类型(窗型)
1、上悬外开窗(内开)2、下悬外开窗(内开)3、平开窗4、推拉窗5、中悬窗(立面、天窗、)6、斜顶、水平天窗
七、开窗器中使用场合的选择:
1、首先确定窗户的类型:是上悬?下悬?中悬?天窗?推拉窗?平/侧开窗?斜面窗?还是其它特殊窗户/ 装置。 
1> 天窗:那要选用齿条式或是推杆式电动开窗机,这类方式适于在垂直方向上受力,没有弯曲的可能,对风雨有抗强力,而推力一般做的很大。 
2> 推拉窗:也要选用齿条式或是推杆式电动开窗机,这类方式也适于在直线运行,在关闭窗时、窗扇的关闭密封度好。
3> 百叶窗:那要选用小型齿条式的或推杆式电动开窗机。
4> 上/下/悬窗:要用链式的,齿条和推杆式也可以,但齿条的推拉力最大。 
5> 设计的窗户过重:在开/关窗时,推/拉窗费力(超过600N)或窗户过宽(超过1.5米),那将考虑要用联动开窗器了,双联动有齿条主副臂和双链式两种,就是一台机器主副臂和双链条来推拉同一个窗户,如大型幕墙窗户。 
2、选择开窗机的行程: 
  开启行程:既把需要的开启角度转换成开窗的直线距离(行程)=2*窗高*开启角度一半的正弦值,如幕墙窗的开启角度不大于30度、那需开启的行程就是窗高的一半。 
3、选择开窗机的推拉力量:如链式在200N左右有较大的价格档位和产品分类。
  一般在200N—1000N之间,简单计算F=水平窗重1/2*行程/窗高(角度系数)*9.8。
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