Mini zawiasy momentowe: równowaga między momentem trzymania a siłą potrzebną do otwarcia

Nawet niewielka pokrywa, która doskonale utrzymuje się w pozycji otwartej, może być niewygodna w użyciu. Operator pociąga za wąskie wgłębienie na palec, obudowa unosi się z stołu, a pokrywa ledwo się porusza. Zmniejszenie oporu zawiasów może ułatwić otwieranie, ale spowodować, że pokrywa będzie się zamykać w pozycji roboczej.

Siła potrzebna do otwarcia zawiasu typu „mini torque” zależy od całego zestawu: obciążenia pokrywy, oporu początkowego zawiasu oraz miejsca, w którym dłoń może faktycznie wywrzeć nacisk. Dobry wybór to taki, który utrzymuje pokrywę, pozostawiając jednocześnie wystarczającą dźwignię do wykonania zamierzonego ruchu otwierania.

Punkt mocowania w kompaktowej obudowie

Na rysunku montażowym zaznacz środek ciężkości pokrywy oraz punkt, za który można ją podciągać. Środek ciężkości określa moment, który powoduje dążenie pokrywy do zamknięcia. Punkt podciągania określa siłę dźwigniową, jaką dysponuje operator. Rzadko kiedy te dwa punkty znajdują się w tym samym miejscu.

W przypadku ruchu w płaszczyźnie prostopadłej do osi zawiasu efektywnym ramieniem dźwigni dłoni jest odległość prostopadła od tej osi do linii działania siły. Niekoniecznie jest to odległość mierzona wzdłuż pokrywy. Pociągnięcie skierowane niemal w stronę punktu obrotu powoduje niewielki moment otwierający, nawet jeśli palec znajduje się w pewnej odległości od niego.

W przypadku kompaktowej obudowy ramka lub wpuszczona krawędź mogą uniemożliwić użytkownikowi dotarcie do punktu pociągnięcia wskazanego na rysunku CAD. Opuszki palców, ręka w rękawiczce oraz chwyt szczypcowy mogą również powodować różne kierunki działania siły. Przed wyborem wartości momentu obrotowego należy sprawdzić dostępny punkt styku przy zamierzonym sposobie chwytu.

Oblicz moment zamykania dla całkowitej pokrywy wraz z wyświetlaczem, okienkiem, uchwytem i ruchomymi elementami. Wykorzystaj Obliczanie wymagań dotyczących zawiasów momentowych w przypadku oddziaływania grawitacyjnego, a następnie uwzględnić odpowiednie momenty wywierane przez liny lub inne czynniki zewnętrzne w pozycjach roboczych.

Oddzielenie poziomu wsparcia od początkowego poziomu oporu

Moment przytrzymujący opisuje siłę, jaka jest wymagana do utrzymania pokrywy w bezruchu w określonych warunkach. Należy określić kąty robocze, dopuszczalny zakres ruchu kątowego oraz czas, przez jaki pokrywa musi pozostawać w tej pozycji. Pokrywa oparta o ogranicznik końcowy nie wykazuje takiej samej funkcjonalności jak pokrywa utrzymująca się pod kątem pośrednim.

Moment odrywania to opór przy rozpoczynaniu ruchu po okresie spoczynku. Wpływa on na siłę potrzebną do rozpoczęcia ruchu. Moment obrotowy podczas pracy decyduje o oporze po rozpoczęciu ruchu. Należy rozróżniać te wartości podczas analizy arkusza danych; płynność pracy nie oznacza, że siła potrzebna do rozpoczęcia ruchu jest akceptowalna.

W przypadku powolnego otwierania sztywnej pokrywy do góry wokół osi poziomej, przy zwolnionej zapadce i pomijalnym przyspieszeniu:

Siła początkowa dłoni = (łączny moment rozruchowy przy otwieraniu zawiasu + moment grawitacyjny działający w kierunku przeciwnym + inne momenty działające w kierunku przeciwnym) ÷ efektywne ramię dźwigni dłoni.

Aby uzyskać siłę w niutonach, należy stosować jednostkę N·m dla momentów i metry dla ramienia dźwigni. Momenty wspomagające należy uwzględnić ze znakiem przeciwnym. W obliczeniach należy uwzględnić siłę reakcji linki i siłę zwalniającą uszczelkę, o ile występują. Wszystkie momenty należy obliczać względem rzeczywistej osi zawiasu; panel o osi pionowej ma inny wkład grawitacyjny niż pokrywa o osi poziomej.

Należy określić dopuszczalne siły potrzebne do uruchomienia i przesuwania produktu, uwzględniając docelowego użytkownika, sposób chwytu, pozycję ciała oraz częstotliwość użytkowania. Jeśli produkt ma być otwierany jedną ręką w pozycji siedzącej na ławce, przytrzymywanie podstawy drugą ręką zmienia charakter tego zadania.

Obliczanie wstecz od dopuszczalnej siły ręcznej

Gdy znamy już wartość graniczną siły ręcznej, należy ją przeliczyć na wartość graniczną oporu otwierania dla zestawu zawiasów. W tych samych warunkach powolnego otwierania:

Maksymalny dopuszczalny moment odrywania przy otwarciu = dopuszczalna siła ręczna × efektywne ramię dźwigni ręki − moment przeciwny wynikający z grawitacji − inne momenty przeciwne.

Jest to rezerwa dla wszystkich zawiasów momentowych działających jednocześnie na pokrywę. Jeśli wynik wynosi zero lub jest ujemny, przeciwstawne obciążenia już wyczerpują dostępną siłę ręczną, zanim zostanie dodany opór zawiasów. Konieczna staje się zmiana dźwigni, obciążenia lub wspomagania.

Przykład obliczeniowy z wykorzystaniem wartości przyjętych. Sztywna pokrywa ma masę 0,20 kg, a jej środek ciężkości znajduje się w odległości 40 mm od poziomej osi zawiasu. W początkowym położeniu poziomym moment grawitacyjny wynosi około 0,0785 N·m, przy g = 9,81 m/s². Załóżmy, że zamontowany zestaw zawiasów zapewnia opór statyczny wynoszący 0,10 N·m przy zamykaniu i wymaga 0,12 N·m do rozpoczęcia otwierania. W przykładowym projekcie początkowa siła ręczna jest ograniczona do 5 N. Zatrzask jest zwolniony, ręka pociąga prostopadle do pokrywy, a momenty wynikające z działania linki, uszczelki i mechanizmu wspomagającego są pominięte.

Przy 25 mm zakładana siła oporu początkowego wynosząca 0,12 N·m przekracza dostępny limit wynoszący 0,0465 N·m. Przy 60 mm ten sam zestaw mieści się w obliczonym limicie. Przesunięcie punktu pociągnięcia zmienia siłę potrzebną do otwarcia bez zmniejszania zakładanej siły oporu utrzymania.

Jeśli krótszy punkt pociągowy jest stały, należy sprawdzić, czy dany model jest w stanie spełnić dolną granicę oporu otwierania, zapewniając jednocześnie wystarczający opór statyczny przeciwko momentowi zamykania. Nie należy zakładać, że moment rozruchowy przy otwieraniu i zdolność utrzymania w kierunku zamykania są równe. Konstrukcja zależna od kierunku może zachowywać się inaczej, ale wybrany model musi spełniać oba wymagania.

Należy powtórzyć kontrolę pod kątami, pod którymi działanie grawitacji, siła ręki lub siła reakcji linki są mniej korzystne. Limit 5 N odnosi się do tego konkretnego przykładu; nie jest to uniwersalny próg komfortu.

Zmienność momentu obrotowego w poszczególnych próbkach

Wybrana wartość nominalna musi uwzględniać rzeczywiste odchylenia w wymiarach części. Należy porównać minimalną nośność z największym wymaganym momentem zewnętrznym oraz maksymalny opór rozruchowy i opór podczas pracy z limitami siły ręcznej.

Należy zastosować taką konfigurację pokrywy, która powoduje największy moment zewnętrzny, a nie tylko największą masę. Lżejszy wyświetlacz umieszczony dalej od osi może wymagać większego momentu utrzymującego niż cięższa, dobrze wyważona pokrywa. Najgorsza konfiguracja pod względem utrzymywania może również różnić się od tej, która powoduje największą siłę potrzebną do otwarcia.

Należy zapytać, co obejmują ograniczenia podane przez dostawcę: nowe części, odpowiedni zakres temperatur oraz przewidywane warunki eksploatacji. Nie należy zakładać stałego procentowego spadku momentu obrotowego ani stałej zależności między oporem utrzymywania a oporem rozruchowym. Jeśli wartości podane przez dostawcę opierają się na innych definicjach, należy zastosować Porównanie specyfikacji stałego momentu obrotowego w celu ustalenia wspólnych podstaw.

Najpierw można przesunąć lekką obudowę

Nawet dopuszczalna siła pociągowa może spowodować podniesienie, przesunięcie lub przewrócenie lekkiego urządzenia. O tym, czy obudowa pozostanie na miejscu, decydują: masa urządzenia, powierzchnia podparcia, nóżki, tarcie powierzchniowe oraz kierunek pociągnięcia. Dłuższa zakładka do pociągania może zmniejszyć wymaganą siłę, ale zmienia również miejsce, w którym siła ta oddziałuje na cały produkt.

Przed wymianą zawiasu należy wykluczyć, czy opór nie wynika z zablokowanego zatrzasku, przyklejonej uszczelki lub krawędzi pokrywy ocierającej się o ramkę. W przypadku niepożądanego kontaktu konieczne jest skorygowanie luzu. Siła potrzebna do zwolnienia uszczelki, występująca podczas normalnej pracy, musi nadal mieścić się w granicach siły wymaganej do otwarcia przez użytkownika.

Jeśli żaden kandydat nie spełnia obu wymagań

Gdy mniejszy opór pozwala na przesuwanie się, a większy opór sprawia, że otwarcie jest niemożliwe, nawet wartość pośrednia z katalogu może nadal pozostawiać zbyt mały margines na odchylenia produkcyjne. Należy wykorzystać obliczony margines otwarcia, aby ustalić, czy ograniczenie wynika z oporu zawiasu, czy też z geometrii pokrywy i uchwytu.

O ile pozwala na to konstrukcja opakowania, należy poprawić dostęp palców, zmienić położenie punktu pociągnięcia lub przesunąć środek ciężkości pokrywy bliżej osi. Można rozważyć zastosowanie zawiasu zależnego od kierunku, o ile kierunek otwierania o niskim oporze oraz zdolność utrzymywania pozycji w kierunku zamykania odpowiadają danemu zastosowaniu. Jeśli te zmiany nie pozwolą na wykonanie zadania, może być konieczne zastosowanie mechanizmu wspomagającego lub podtrzymującego.

Dwa zawiasy momentowe przyczyniają się do całkowitego momentu oporu. Należy określić zamierzony zestaw; wybranie dwóch elementów tak, jakby każdy z nich musiał zapewnić pełną wytrzymałość, może spowodować niepotrzebne usztywnienie otworu. Dodanie zawiasu nie zastępuje sprawdzenia łącznej wytrzymałości.

Sprawdź konfigurację z listy wybranych opcji na pokrywie

Lista finalistów opcje zawiasów mini i kompaktowych z regulacją momentu obrotowego z uwzględnieniem przestrzeni montażowej, wymagań dotyczących utrzymania kierunku zamykania oraz dopuszczalnego oporu otwierania. Należy je porównać na tej samej reprezentatywnej pokrywie, przy zachowaniu tego samego punktu pociągnięcia, mocowań, przebiegu linki oraz warunków montażu.

Wraz z każdym wynikiem należy podać numery części, liczbę zawiasów, wersję zespołu oraz stan próbki. Należy stosować spójną metoda pomiaru momentu obrotowego zawiasu. Jeśli wymagane jest również kontrolowane zamykanie, należy to sprawdzić oddzielnie; poprawny wynik otwarcia nie gwarantuje prawidłowego zachowania podczas zamykania.

Należy wybrać konfigurację, która spełnia wszystkie trzy wymagania w określonych warunkach. Przed uznaniem jednej pozytywnej próbki za reprezentatywną należy upewnić się, że dokumentacja dostawcy dotycząca wariantów i okresu użytkowania obejmuje tę konfigurację.

Często zadawane pytania dotyczące siły potrzebnej do otwarcia zawiasu Mini Torque

Czy wyższy moment obrotowy sprawia, że mini zawias jest lepszy?

Tylko wtedy, gdy potrzebna jest dodatkowa siła oporu zapewniająca utrzymanie pokrywy w pozycji zamkniętej, a sama pokrywa pozostaje sprawna. Przed wyborem wyższej wartości należy sprawdzić definicję parametru znamionowego oraz siłę potrzebną do otwarcia całego zespołu.

Czy mogę podzielić moment obrotowy z katalogu przez odległość pociągnięcia?

W celu oszacowania wkładu zawiasu należy zastosować odpowiedni moment obrotowy otwierania oraz prostopadłe ramię dźwigni. Aby oszacować całkowitą siłę potrzebną do otwarcia pokrywy, należy uwzględnić siłę grawitacji, obciążenia lin, uszczelek i inne obciążenia.

Czy mogę przesunąć uchwyt zamiast wymieniać zawias?

Tak, o ile nowa pozycja zapewnia skuteczniejsze działanie dźwigni i pozostaje łatwo dostępna. Należy ponownie sprawdzić całą ścieżkę ruchu oraz stabilność urządzenia; kierunek siły wywieranej ręką może ulec zmianie w miarę podnoszenia się pokrywy.

Czy dwa mini zawiasy momentowe ułatwią otwieranie?

Nie zawsze. Ich wartości rezystancji sumują się. Dwie części o niższych wartościach mogą dać odpowiednią sumę, ale należy wspólnie sprawdzić ich zachowanie po zamontowaniu oraz wyrównanie podczas montażu.

Czy istnieje standardowa siła potrzebna do wygodnego otwarcia każdej małej pokrywki?

Nie ma jednej wartości, która pasowałaby do każdego użytkownika, sposobu trzymania, pozycji ciała i zadania operacyjnego. Należy określić wymagania w przewidywanym punkcie pociągnięcia oraz zaznaczyć, czy produkt jest podparty, czy wolnostojący.

A co, jeśli pokrywa utrzymuje się tylko w pozycji maksymalnego otwarcia?

Zatrzymanie może powodować przenoszenie obciążenia. Należy sprawdzić pozycje pośrednie, jeśli są wymagane; wymóg dotyczący wyłącznie pozycji końcowych należy określić oddzielnie od wymogu ciągłego utrzymywania pozycji.

Jeśli potrzebujesz pomocy w wyborze mini zawiasu momentowego, prześlij firmie HSP rysunek pokrywy oraz wartości graniczne siły potrzebnej do jej otwarcia. Należy zaznaczyć środek ciężkości, dostępny punkt mocowania, kierunek działania siły, kąty robocze oraz przestrzeń montażową. Należy uwzględnić masę pokrywy oraz wszelkie odczyty pomiarowe, tak aby omówienie rozpoczęło się od wymagań dotyczących montażu.