Cancello a battente: produzione e installazione fai-da-te

Sezioni dell’articolo

• Preparazione del cancello e dei punti di attacco
• Produzione di un azionamento dai regolatori del finestrino della macchina
• Selezione e calcolo dei motori
• Stud per unità fatta in casa
• Aumentiamo la durezza del perno
• Aumentando il filo del perno
• Assemblaggio dell’attuatore
• Dimensionamento dell’attuatore
• Assemblaggio della parte scorrevole
• Tappi e giunti girevoli
• Tubo esterno dell’attuatore
• Installazione del motore e assemblaggio finale
• Schema elettrico
• Selezione dell’attrezzatura
• Circuiti secondari e automazione

I proprietari di cancelli scorrevoli non incontrano particolari difficoltà nel completare l’anta con un meccanismo di azionamento da soli, ma quando si tratta di cancelli a battente, sono necessari molto più sforzo e conoscenza. Oggi parleremo di unità per cancelli a battente e loro assemblaggio fai-da-te.

Esistono tre tipi principali di trasmissione ad ingranaggi che convertono la rotazione di un motore elettrico in un movimento traslazionale con una coppia elevata. Il design del meccanismo può essere eseguito:

• sotto forma di una ruota dentata;
• usando un perno a vite;
• utilizzando cremagliera e pignone.

Su questi tre tipi di cinematica, è del tutto possibile assemblare il proprio meccanismo anche a casa.

Il design di un attuatore fatto in casa proposto di seguito non teme l’umidità e lo sporco, ma ha uno sforzo molto elevato durante lo spostamento.

Si noti che quando il cancello è chiuso, un tale disco fatto in casa funge da blocco: non può essere aperto dall’esterno premendo l’anta del cancello.

Preparazione del cancello e dei punti di attacco

Quasi tutti i cancelli a battente o le porte possono essere dotati di un azionamento, ma è meglio pianificare in anticipo l’installazione della meccanica. Questo vale per l’installazione di supporti sicuri per l’unità. Hanno la forma di piastre metalliche con fori alle estremità, una delle quali è fissata rigorosamente perpendicolare all’anta, l’altra si trova su un palo o recinzione nella stessa posizione.

Durante l’installazione, le piastre devono essere orientate orizzontalmente e allo stesso livello. È molto importante tenere conto dell’elevata forza di trazione dell’azionamento, quindi il modo migliore per fissare la piastra al cancello è la saldatura Le piastre possono essere fissate su pilastri in pietra e mattoni con tasselli metallici, ma è molto meglio realizzare elementi incorporati in acciaio durante la fase di costruzione.

Il modo più semplice è montare l’operatore su cancelli che si aprono verso l’interno, in modo che tutti gli attuatori si trovino in un’area protetta. Un cavo deve essere posato nell’apertura della porta, quindi posizionare in anticipo un tubo di plastica da 32 mm sotto il manto stradale.

Durante la fase di montaggio, definirai i primi parametri di base del tuo azionamento. Misurare la distanza tra i centri dei fori nei supporti quando il cancello è chiuso e aperto. Quest’ultima è la lunghezza dell’attuatore in posizione piegata e la differenza tra le distanze misurate è la quantità di corsa del dispositivo..

È inoltre possibile misurare la forza di apertura e chiusura del cancello con una bilancia a molla manuale. Tirare il supporto dell’ala del cancello nella direzione del supporto opposto, questo aiuterà a selezionare con precisione la potenza del motore.

Produzione di un azionamento dai regolatori del finestrino della macchina

Le ante leggere del cancello possono effettivamente essere messe in moto da un azionamento dai meccanismi modificati del regolatore della finestra. Il vantaggio di questo metodo è la sua relativa semplicità e il funzionamento quasi silenzioso dell’unità. Lo svantaggio è lo sforzo di trazione limitato dovuto alla piccola corsa di lavoro del meccanismo.

Esistono due tipi di design per i regolatori di finestre adatti all’uso come gate drive:

• il ruolo dell’elemento mobile è svolto dalla cremagliera;
• basato sul lavoro di un ingranaggio.

In entrambi i casi, l’estremità dell’unità è montata su una piattaforma di metallo, che è rigidamente fissata a un palo o recinzione. In questo caso, la rotaia metallica deve spostarsi parallelamente al piano del cancello ed estendersi verso di essi..

Il meccanismo di sollevamento richiede un po ‘di lavoro: l’installazione di un’asta di metallo allungata per una cremagliera o una leva del ginocchio per una ruota dentata. I giunti dell’asta con l’azionamento e il cancello, nonché le due parti della leva del ginocchio, devono essere realizzati sotto forma di una cerniera a forcella, seguendo l’esempio di un chiudiporta.

È possibile garantire una buona mobilità e assenza di gioco se un lato della connessione è realizzato sotto forma di due piastre piegate, il cui spazio tra i due è uguale al loro spessore. La piastra della seconda parte della cerniera entrerà in questo spazio. Entrambi gli elementi sono collegati con un dito o un bullone con un dado autobloccante.

La principale difficoltà nell’uso dei regolatori dei finestrini è trovare la posizione più vantaggiosa dell’azionamento, della cerniera e dei punti di attacco dell’asta al cancello. Puoi farlo con sicurezza sperimentalmente, impostando prima il cancello in posizione aperta e chiudendolo lentamente, monitorando il comportamento della struttura di azionamento. Non dimenticare che dopo l’installazione, il meccanismo necessita di una copertura protettiva.

Selezione e calcolo dei motori

Come attivatore di movimento per cancelli a battente, è consigliabile utilizzare diversi tipi di motoriduttori. Se stiamo parlando di piccoli cancelli di peso ridotto, motori di avvitatori a batteria, azionamenti di tergicristalli per auto, regolatori di finestrini, ecc. Faranno fronte al compito. Un’altra domanda è come si prevede di realizzare una frizione per gli alberi di tali motori.

Puoi anche scegliere un’unità adatta da una vasta gamma di motoriduttori da officina, questo ti dà più libertà nel determinare la coppia richiesta. Quindi, supponiamo che la forza di chiusura misurata dell’anta del cancello pesante sia di 13,5 kg sulla scala canter manuale. Ogni chilogrammo corrisponde a 9,8 N, il che significa che la forza di trazione è 132,3 N. Nel caso di una trasmissione a pignone o cremagliera, questo valore deve essere diviso per il diametro della ruota motrice, questo sarà uguale alla coppia del motore.

Nella progettazione del tipo “dado a vite”, c’è una riduzione, quindi è necessario un ricalcolo aggiuntivo. Supponiamo che sia selezionato un prigioniero M18 con passo del filetto di 2,5 mm. Ciò significa che in un giro attorno a un cerchio con un diametro di 18 mm, il dado esegue 2,5 mm di movimento traslazionale, quindi il rapporto di trasmissione è 7,2: 1. Di conseguenza, se dividiamo la forza di apertura del cancello per il coefficiente di trasmissione, otteniamo il valore desiderato della forza sull’albero motore: 132,3 / 7,2 ~ 18,4 N o leggermente inferiore a 1,9 chilogrammi con un raggio a forcella di 0,9 cm. il valore di coppia per il motore è 1,69 kg / cm.

Questo è un calcolo piuttosto approssimativo che non tiene conto della forza di attrito nella trasmissione a vite e di altre perdite, ma aiuta a determinare la potenza minima consentita del motore. Per compensare le perdite di energia, si consiglia di fornire una riserva di carica del 100-250%.

È inoltre necessario calcolare la velocità di rotazione dell’albero. Per fare ciò, dividi la lunghezza della corsa per il passo della filettatura del cacciavite e otterrai il numero di giri necessari per aprire completamente il cancello. Quando si utilizzano una cremagliera e un pignone, il calcolo è determinato dal rapporto tra il numero di denti della cremagliera e l’ingranaggio di trasmissione.

Stud per unità fatta in casa

Le porte pesanti richiedono un azionamento con una forza applicata elevata. Tale lavoro rientra nelle potenzialità delle unità realizzate in fabbrica, ma è possibile creare un analogo con le proprie mani..

La difficoltà principale è trovare un perno adatto. I pin standard non sono adatti all’azionamento: sono realizzati in metallo morbido, quindi nel tempo il filo diventa inutilizzabile. La via d’uscita dalla situazione è quella di aumentare in modo indipendente la durezza del metallo e il numero di giri a contatto della filettatura della vite.

Aumentiamo la durezza del perno

Il primo problema è risolto dall’indurimento. La temperatura di riscaldamento richiesta è fornita dal normale carbone, inoltre carburizza parzialmente il metallo. Piega una fornace fatta di mattoni e griglia in ghisa, riscalda il combustibile fino a bruciare completamente i carboni. La temperatura di indurimento è di 700–800 ° С, che corrisponde al colore rosso intenso del metallo. L’esposizione a questa temperatura è di 13-15 minuti, dopodiché la parte deve essere raffreddata con olio usato. Il perno deve affondare completamente e contemporaneamente per tutta la sua lunghezza, quindi, diffondere il tubo d’acciaio lungo la cucitura longitudinale, tappare le estremità e utilizzare questo vassoio come bagno di raffreddamento. La forcina deve essere leggermente agitata nell’olio per tutto il tempo in cui si raffredda, quindi estrarla e rimetterla sui carboni senza pulirlo per liberare il metallo. Ora il riscaldamento deve essere eseguito fino a 200-250 gradi, fino a quando il metallo diventa grigio con una pronunciata formazione di scala. Dopo 3-4 minuti di esposizione, il prodotto deve essere raffreddato in acqua.

Aumentando il filo del perno

Per creare un dado speciale, avvitare 2–3 dadi standard sul prigioniero, ma non serrare. Allineare i bordi dei dadi e bloccare saldamente il gruppo in una morsa. Saldare i dadi insieme su tutti i bordi e macinare il prodotto con una smerigliatrice delle stesse dimensioni.

Invece di una complicata procedura di indurimento, puoi trascorrere del tempo alla ricerca di prigionieri e dadi rotondi per loro. Questo metallo ha tutte le caratteristiche necessarie. Inoltre, puoi scegliere una filettatura con un profilo trapezoidale: è molto più forte. È inoltre possibile trovare un prodotto con un passo della filettatura più grande, che ridurrà il tempo di funzionamento del meccanismo..

Assemblaggio dell’attuatore

Dimensionamento dell’attuatore

L’attuatore ha un dispositivo telescopico, per la sua fabbricazione sono necessari due tubi in acciaio, uno dei quali entra nell’altro senza gioco forte. Puoi usare un tubo quadrato o tondo, non c’è molta differenza. All’interno di entrambi i tubi non dovrebbero esserci tracce di ruggine e incrostazioni, quindi è meglio ottenerne di nuovi.

Per quanto riguarda le dimensioni dei tubi e dei prigionieri, è necessario calcolarli da soli, in base alle misure prese. Supponiamo che, una volta piegato, la lunghezza dell’unità sia di 110 cm e la sua corsa di lavoro sia di 50 cm. Ciò significa che la lunghezza del tubo esterno non supererà i 100 cm, un tubo più piccolo lungo 80 cm verrà inserito al suo interno e la lunghezza del perno sarà di 110 cm o più, a seconda del metodo di montaggio del motore. Allo stesso tempo, allo stato aperto, i tubi di trasmissione avranno una sovrapposizione di 30 cm.

Assemblaggio della parte scorrevole

Passare un perno con un dado avvitato su di esso attraverso il tubo più piccolo e centrarlo sull’asse longitudinale del tubo. Per centrare con sicurezza il perno, non sovradimensionare il tubo. Ad esempio, se si utilizza un dado M18 con una chiave da 27 mm, selezionare un tubo con un diametro nominale di 25 mm. Devi solo macinare il dado in modo uniforme in modo che si adatti perfettamente al tubo. Fissare mediante saldatura. La saldatura è facoltativa all’interno, ma è possibile farlo tagliando una “finestra” nel tubo. Quando il dado è fissato, svitare il prigioniero da esso.

Alla fine del perno, è necessario fissare un cuscinetto assiale-assiale con una gabbia chiusa su entrambi i lati. Il diametro esterno del cuscinetto dovrebbe essere approssimativamente uguale al diametro interno del tubo. Il cuscinetto deve scorrere all’interno del tubo senza una resistenza significativa, lo spazio tra esso e la parete non deve superare 1 mm. Se il cuscinetto si adatta troppo stretto, carteggiare con cura l’estremità della pista esterna con carta vetrata. Sul perno, il cuscinetto deve essere saldamente bloccato tra i due dadi. Tra loro e il cuscinetto, è indispensabile posare 1-2 rondelle su entrambi i lati in modo che nulla interferisca con la rotazione. Lubrificare liberamente il prigioniero con litio e inserirlo dal lato libero del tubicino, quindi avvitarlo nel dado saldato. Eseguire diverse prove su tutta la lunghezza: il cuscinetto deve scorrere liberamente all’interno e non incastrarsi.

Tappi e giunti girevoli

Quindi tocca allo stub. Deve essere fatto da un pezzo grezzo di metallo, il cui diametro è leggermente inferiore al diametro del tubo. Per rendere riparabile l’unità, praticare due o tre fori di svasatura nel tubo, tagliare una filettatura per le viti di fissaggio nei punti corrispondenti sulla spina. Saldare due strisce di acciaio con un foro passante all’estremità del tappo in modo che lo spazio tra loro sia leggermente più grande dello spessore del fissaggio sull’anta del cancello. Considerare la distanza “rubata” dalla spina quando si calcola la lunghezza totale dell’attuatore in posizione retratta. Prima di installare il tappo, spingere 50-70 grammi di litolo nel tubo, quindi serrare il prigioniero in modo che il cuscinetto entri nel tubo di 5 centimetri, aggiungere nuovamente grasso e tappare il tubo.

Tubo esterno dell’attuatore

Il prigioniero del tubo deve essere svitato completamente fino a quando il cuscinetto poggia contro il dado. Quindi il tubo interno viene inserito in quello esterno e la forcina viene avvitata in 5-6 giri.

Successivamente, è necessario decidere il metodo di montaggio del motore. Idealmente, l’alloggiamento del motore cilindrico dovrebbe essere fissato all’interno del tubo con viti di bloccaggio. Se non si è in grado di selezionare un motore delle dimensioni corrette, saldare un pezzo di tubo più grande, una striscia d’acciaio o un angolo di metallo all’estremità posteriore. In questo modo è possibile proteggere il motore sovradimensionato in qualsiasi modo conveniente..

Importante: la distanza dalla superficie della piattaforma all’asse centrale del tubo deve essere uguale all’altezza dell’albero motore. Posizionalo in modo che si allinei con il perno il più coassialmente possibile.

Installazione del motore e assemblaggio finale

Collegare l’albero del motore al perno mediante un giunto. Puoi acquistarlo dall’arsenale di componenti per il motore o farlo da solo da due tubicini nidificati uno dentro l’altro. Lubrificare il perno una seconda volta e fissare il motore al sito. Quindi, ruotando la camera d’aria, accorcia la lunghezza dell’attuatore nella posizione standard aperta. Lubrificare l’intera superficie della camera d’aria con litio e piegare completamente l’attuatore.

Se si intende montare il motore all’interno del tubo, affondarlo con una profondità di 5-6 cm e utilizzare una spina simile alla prima. Passare il cavo di alimentazione del motore attraverso il foro praticato nella parte inferiore del tubo in modo che l’acqua non scorra all’interno. O praticare un foro nella spina stessa. In entrambi i casi, sarà consigliabile installare le voci del premistoppa.

Se il motore è montato su una piattaforma – saldare l’estremità della forcella su di essa, assicurarsi che la struttura sia sufficientemente rigida e proteggere il motore con una copertura. Ora devi solo installare gli attuatori in posizione collegando le estremità della forcella dei tappi con i dispositivi di fissaggio su cancelli e montanti. Questo può essere fatto con una coppiglia o un dado autobloccante..

Schema elettrico

Selezione dell’attrezzatura

Il motore è controllato secondo il classico schema reversibile, ma c’è un dettaglio. È chiaro che i cancelli a battente hanno una barra limite, quindi le foglie devono essere piegate in un certo ordine. Quando l’anta viene strappata, l’anta inizia a muoversi prima senza una barra, ma dovrebbe essere l’ultima a chiudersi. Questo può essere implementato in diversi modi, il più affidabile è un relè con ritardo di accensione.

L’assemblaggio di dispositivi modulari comprende:

• quattro contattori Hager ES424 (DC24V 4NO);
• due relè temporizzatori Hager EZN001;
• macchina automatica differenziale Hager AD906J;
• Alimentatore MeanWell DR-120-12.

L’apparecchiatura è assemblata in una scatola di plastica Hager VECTOR VE118DN con un grado di protezione IP 65. Il circuito è progettato per alimentare due potenti motoriduttori IG-90GM con una tensione di 24 V.

L’alimentazione viene fornita attraverso l’interruttore differenziale ai terminali L e N dell’alimentatore. Dal lato opposto, vengono rimosse due linee 24 V CC, ognuna delle quali fornisce due contattori accoppiati: l’alimentazione viene fornita ai terminali di ingresso di uno di essi in polarità inversa. Le uscite delle coppie di contattori sono collegate in parallelo e forniscono tensione ai motoriduttori.

Circuiti secondari e automazione

Il circuito di controllo del contattore funziona a una tensione costante di 24 V. Il cavo di alimentazione positivo passa attraverso i contatti di interruzione dei pulsanti di “arresto” e si collega ai contatti di interruzione dei pulsanti di controllo, da cui viene fornita alimentazione ai contatti normalmente aperti dei pulsanti opposti. Da ciascun pulsante, la tensione viene applicata a due coppie di avviatori, mentre uno dei contatti normalmente aperti svolge la funzione di raccogliere la bobina. Il circuito di controllo dell’avviatore diretto della prima coppia e dell’avviamento inverso della seconda coppia è aperto da un relè normalmente aperto. Il relè è alimentato dal contatto normalmente aperto dell’avviatore dell’altro gruppo. Pertanto, viene eseguito un ritardo per il successivo movimento delle foglie..

L’arresto automatico dei motori viene eseguito azionando gli interruttori reed finali. Devono essere installati lungo la direzione del movimento dell’attuatore e i piccoli magneti al neodimio devono essere incollati sulla superficie dei tubi interni. Pertanto, quando l’attuatore è completamente piegato o il suo stelo è esteso, vengono attivati ​​gli interruttori reed, che chiudono il circuito di alimentazione del relè intermedio con un contatto normalmente chiuso. Il relè è collegato in parallelo e duplica il pulsante “Stop”.

Tale azionamento può anche funzionare sotto il controllo di un cancello automatico a battente, i circuiti sono simili. Ora puoi facilmente aprire il cancello a battente senza lasciare l’auto senza seri investimenti finanziari..

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