Accionamiento de puerta batiente: fabricación e instalación de bricolaje

El contenido del artículo

• Preparación de la puerta y puntos de fijación.
• Fabricación de una unidad a partir de reguladores de ventanas de automóviles
• Selección y cálculo de motores
• Semental para unidad casera
• Aumentamos la dureza del perno
• Aumento de la rosca del perno
• Montaje del actuador
• Dimensionamiento del actuador
• Montaje de la parte deslizante
• Tapones y juntas giratorias
• Tubo exterior del actuador
• Instalación del motor y montaje final
• Diagrama de cableado
• Selección de equipo
• Circuitos secundarios y automatización

Los propietarios de puertas correderas no experimentan ninguna dificultad particular para completar la hoja con un mecanismo de accionamiento por su cuenta, pero cuando se trata de puertas batientes, se necesita mucho más esfuerzo y conocimiento. Hoy hablaremos de los accionamientos para cancelas batientes y su montaje de bricolaje..

Hay tres tipos principales de transmisión de engranajes que convierten la rotación de un motor eléctrico en un movimiento de traslación con un par elevado. El diseño del mecanismo se puede realizar:

• en forma de rueda dentada;
• usando un pasador de tornillo;
• usando cremallera y piñón.

En estos tres tipos de cinemática, es muy posible montar su propio mecanismo incluso en casa..

El diseño de un actuador casero propuesto a continuación no teme a la humedad y la suciedad, tiene un esfuerzo muy alto al moverse.

Tenga en cuenta que cuando la puerta está cerrada, un disco casero de este tipo actúa como una cerradura: no se puede abrir desde el exterior presionando la hoja de la puerta.

Preparación de la puerta y puntos de fijación.

Casi todas las cancelas o puertas batientes pueden equiparse con un variador, pero es mejor planificar la instalación de los mecánicos con anticipación. Esto se aplica a la instalación de soportes seguros para el convertidor. Parecen placas de metal con agujeros en los extremos, uno de los cuales se fija estrictamente perpendicular a la hoja, el otro está ubicado en un poste o cerca en la misma posición..

Al instalar, las placas deben estar orientadas horizontalmente y estar al mismo nivel. Es muy importante tener en cuenta la alta fuerza de tracción del accionamiento, por lo que la mejor forma de sujetar la placa a la puerta es soldando. Las placas se pueden fijar a pilares de piedra y ladrillo con anclajes metálicos, pero es mucho mejor hacer elementos empotrados de acero durante la fase de construcción..

La forma más sencilla es montar el operador en puertas que se abran hacia el interior, de modo que todos los actuadores estén en un área protegida. Se debe colocar un cable en la abertura de la puerta, por lo tanto, coloque un tubo de plástico de 32 mm debajo de la superficie de la carretera con anticipación.

Durante la fase de montaje, definirá los primeros parámetros básicos de su convertidor. Mida la distancia entre los centros de los orificios en los soportes cuando la puerta está cerrada y abierta. Este último es la longitud de su actuador en la posición plegada, y la diferencia entre las distancias medidas es la cantidad de recorrido del dispositivo..

También puede medir la fuerza de apertura y cierre de la puerta con una escala de resorte de mano. Tire del soporte del ala de la puerta en la dirección del soporte opuesto, esto ayudará a seleccionar con mayor precisión la potencia del motor.

Fabricación de una unidad a partir de reguladores de ventanas de automóviles

Las hojas livianas de la puerta se pueden poner en movimiento mediante un accionamiento de los mecanismos reguladores de la ventana modificados. La ventaja de este método es su relativa simplicidad y su funcionamiento casi silencioso del variador. La desventaja es el esfuerzo de tracción limitado debido a la pequeña carrera de trabajo del mecanismo..

Hay dos tipos de diseños de regulador de ventana adecuados para su uso como accionamiento de puerta:

• el papel del elemento móvil lo desempeña la cremallera;
• basado en el trabajo de un engranaje.

En ambos casos, el extremo impulsor está montado sobre una plataforma metálica, que está unida rígidamente a un poste o cerca. En este caso, el riel metálico debe moverse paralelo al plano de la puerta y extenderse hacia ellos..

El mecanismo de elevación necesita algo de trabajo: la instalación de una varilla de metal alargada para la cremallera o la palanca de rodilla para la rueda dentada. Las uniones de la varilla con el accionamiento y la cancela, así como las dos partes de la palanca de rodilla, deben realizarse en forma de bisagra de horquilla, siguiendo el ejemplo de un cierrapuertas..

Puede garantizar una buena movilidad y ninguna holgura si un lado de la conexión se realiza en forma de dos placas dobladas, el espacio entre las cuales es igual a su grosor. La placa de la segunda parte de la bisagra entrará en este espacio. Ambos elementos están conectados con un pasador o perno con una tuerca autoblocante.

La principal dificultad en el uso de elevalunas es encontrar la posición más ventajosa del accionamiento, la bisagra y los puntos de fijación de la varilla a la cancela. Puede hacer esto con confianza de forma experimental, primero colocando la puerta en la posición abierta y cerrándola lentamente, controlando el comportamiento de la estructura de la unidad. No olvide que después de la instalación, el mecanismo necesita una cubierta protectora..

Selección y cálculo de motores

Como activador de movimiento para cancelas batientes, es aconsejable utilizar diferentes tipos de motorreductores. Si estamos hablando de puertas pequeñas de bajo peso, los motores de destornilladores inalámbricos, accionamientos de limpiaparabrisas, reguladores de ventanas, etc., harán frente a la tarea. Otra pregunta es cómo planea hacer un embrague para los ejes de dichos motores..

También puede seleccionar una unidad adecuada de una amplia gama de motorreductores comprados en la tienda, esto le da más libertad para determinar el par requerido. Entonces, digamos que la fuerza de cierre medida de la hoja pesada de la puerta es de 13,5 kg en la escala de galope manual. Cada kilogramo corresponde a 9,8 N, lo que significa que la fuerza de tracción es 132,3 N. En el caso de un accionamiento de cremallera o piñón, este valor debe dividirse por el diámetro de la rueda motriz, este será igual al par motor.

En el diseño del tipo «tuerca-tornillo», hay una reducción, por lo tanto, se requiere un nuevo cálculo adicional. Supongamos que ha elegido un montante M18 con un paso de 2,5 mm. Esto significa que en una revolución alrededor de un círculo con un diámetro de 18 mm, la tuerca realiza un movimiento de traslación de 2,5 mm, por lo que la relación de transmisión es de 7,2: 1. En consecuencia, si dividimos la fuerza de apertura de la puerta por el coeficiente de transmisión, obtenemos el valor deseado de la fuerza en el eje del motor: 132,3 / 7,2 ~ 18,4 N o un poco menos de 1,9 kilogramos con un radio de horquilla de 0,9 cm. el valor de par del motor es de 1,69 kg / cm.

Este es un cálculo bastante aproximado que no tiene en cuenta la fuerza de fricción en el tornillo de accionamiento y otras pérdidas, pero ayuda a determinar la potencia mínima permitida del motor. Para compensar las pérdidas de energía, se recomienda proporcionar una reserva de marcha del 100-250%.

También es necesario calcular la velocidad de rotación del eje. Para hacer esto, divida la longitud de la carrera de trabajo por el paso de rosca del engranaje de tornillo y obtendrá la cantidad de revoluciones necesarias para abrir completamente la puerta. Cuando se utiliza una cremallera y piñón, el cálculo se determina por la relación entre el número de dientes de la cremallera y el engranaje impulsor.

Semental para unidad casera

Las puertas pesadas requieren un accionamiento con una gran fuerza aplicada. Tal trabajo está dentro del poder de las unidades fabricadas en fábrica, pero puede crear un análogo con sus propias manos..

La principal dificultad es encontrar un semental adecuado. Los pasadores estándar no son adecuados para el accionamiento: están hechos de metal blando, por lo que con el tiempo la rosca se vuelve inutilizable. La forma de salir de la situación es aumentar de forma independiente la dureza del metal y el número de vueltas de contacto de la rosca del tornillo..

Aumentamos la dureza del perno

El primer problema se resuelve endureciendo. La temperatura de calentamiento requerida es proporcionada por carbón vegetal ordinario, que también carbura parcialmente el metal. Doble un horno hecho de ladrillo y rejilla de hierro fundido, caliente el combustible hasta que las brasas estén completamente quemadas. La temperatura de endurecimiento es de 700 a 800 ° С, que corresponde al rico color rojo del metal. La exposición a esta temperatura es de 13 a 15 minutos, después de los cuales la pieza debe enfriarse en aceite usado. El pasador debe hundirse completa y simultáneamente en toda su longitud, por lo tanto, extender el tubo de acero a lo largo de la costura longitudinal, tapar los extremos y utilizar esta bandeja como baño de enfriamiento. La horquilla debe agitarse ligeramente en el aceite todo el tiempo que se enfríe, luego sacarla y volver a colocarla sobre las brasas sin limpiarla para liberar el metal. Ahora el calentamiento debe realizarse hasta 200-250 grados, hasta que el metal se vuelva gris con una formación pronunciada de escamas. Después de 3-4 minutos de exposición, el producto debe enfriarse en agua..

Aumento de la rosca del perno

Para hacer una tuerca especial, enrosque 2-3 tuercas estándar firmemente en el espárrago, pero no apriete. Alinee los bordes de las tuercas y sujete el conjunto con mucha fuerza en un tornillo de banco. Suelde las tuercas juntas en todos los bordes y muela el producto con la amoladora angular del mismo tamaño.

En lugar de un complicado procedimiento de endurecimiento, puede dedicar tiempo a buscar espárragos y tuercas para ellos. Este metal tiene todas las características necesarias. Además, puede elegir un hilo con perfil trapezoidal: es mucho más fuerte. También puede encontrar un producto con un paso de rosca más grande, lo que acortará el tiempo de funcionamiento del mecanismo..

Montaje del actuador

Dimensionamiento del actuador

El actuador tiene un dispositivo telescópico, para su fabricación se necesitan dos tubos de acero, uno de los cuales ingresa al otro sin juego fuerte. Puedes usar un tubo cuadrado o redondo, no hay mucha diferencia. Dentro de ambas tuberías no debe haber rastros de óxido ni escamas, por lo que es mejor conseguir unas nuevas..

En cuanto a las dimensiones de las tuberías y montantes, debes calcularlas tú mismo, en base a las medidas tomadas. Supongamos que, cuando está plegado, la longitud del impulsor es de 110 cm y su recorrido de trabajo es de 50 cm. Esto significa que la longitud del tubo exterior no excederá los 100 cm, se insertará un tubo más pequeño de 80 cm de largo y la longitud del montante será de 110 cm completos o más. dependiendo del método de montaje del motor. En este caso, en estado abierto, las tuberías de impulsión tendrán una superposición de 30 cm..

Montaje de la parte deslizante

Pase un espárrago con una tuerca atornillada a través del tubo más pequeño y céntrelo en el eje longitudinal del tubo. Para centrar con seguridad el montante, no sobredimensione la tubería. Por ejemplo, si está utilizando una tuerca M18 con un tamaño de llave de 27 mm, seleccione una tubería con un diámetro nominal de 25 mm. Solo tiene que moler la tuerca de manera uniforme para que encaje perfectamente en la tubería. Fijar mediante soldadura. La soldadura es opcional en el interior, pero puede hacerlo cortando una «ventana» en la tubería. Cuando la tuerca esté asegurada, desenrosque el perno.

En el extremo del espárrago, se debe fijar un rodamiento axial-axial con una jaula cerrada en ambos lados. El diámetro exterior del cojinete debe ser aproximadamente igual al diámetro interior de la tubería. El cojinete debe deslizarse dentro de la tubería sin una resistencia significativa, el espacio entre él y la pared no debe exceder 1 mm. Si el rodamiento encaja demasiado apretado, lije con cuidado el extremo de la pista exterior con papel de lija. En el espárrago, el rodamiento debe estar firmemente sujeto entre las dos tuercas. Entre ellos y el cojinete, es imperativo colocar 1-2 arandelas en ambos lados para que nada interfiera con la rotación. Lubrique abundantemente el espárrago con litol e insértelo desde el lado libre del tubo pequeño, luego atorníllelo en la tuerca soldada. Realice varias pruebas a lo largo de toda la longitud: el rodamiento debe deslizarse libremente hacia adentro y no atascarse.

Tapones y juntas giratorias

A continuación, depende del talón. Debe estar hecho de una pieza en bruto de metal, cuyo diámetro es ligeramente menor que el diámetro de la tubería. Para que el variador sea útil, haga dos o tres orificios avellanados en la tubería, corte una rosca para los tornillos de fijación en los lugares correspondientes del tapón. Suelde dos tiras de acero con un orificio pasante al extremo del tapón de modo que el espacio entre ellas sea un poco más grande que el grosor de la fijación en la hoja de la puerta. Considere la distancia «robada» por el enchufe al calcular la longitud total del actuador en la posición replegada. Antes de instalar el tapón, presione 50-70 gramos de litol en la tubería, luego apriete el espárrago para que el rodamiento entre en la tubería 5 centímetros, agregue grasa nuevamente y tape la tubería.

Tubo exterior del actuador

El espárrago de la tubería debe desenroscarse completamente hasta que el cojinete descanse contra la tuerca. Luego, el tubo interior se inserta en el exterior y la horquilla se atornilla en 5-6 vueltas.

A continuación, debe decidir el método de montaje del motor. Idealmente, la carcasa del motor cilíndrico debe asegurarse dentro de la tubería con tornillos de sujeción. Si no puede seleccionar un motor del tamaño correcto, suelde un trozo de tubería más grande, una tira de acero o un ángulo de metal al extremo trasero. De esta manera, puede asegurar el motor de gran tamaño de cualquier manera conveniente..

Importante: la distancia desde la superficie de la plataforma al eje central de la tubería debe ser igual a la altura del eje del motor. Colóquelo de modo que se alinee con el perno lo más coaxialmente posible.

Instalación del motor y montaje final

Conecte el eje del motor al espárrago mediante un acoplamiento. Puede comprarlo del arsenal de componentes para el motor o hacerlo usted mismo a partir de dos pequeños tubos anidados uno dentro del otro. Lubrique el espárrago por segunda vez y asegure el motor al sitio. Luego, al girar el tubo interior, acorte la longitud de su actuador a la posición abierta estándar. Lubrique toda la superficie del tubo interior con litol y pliegue el actuador completamente.

Si va a montar el motor dentro de la tubería, húndalo de 5 a 6 cm de profundidad y utilice un tapón similar al primero. Pase el cable de alimentación del motor a través del orificio hecho en la parte inferior de la tubería para que no fluya agua hacia adentro. O haga un agujero en el tapón. En ambos casos, será conveniente instalar entradas de prensaestopas..

Si el motor está montado en una plataforma, suelde el extremo de la horquilla, asegúrese de que la estructura sea lo suficientemente rígida y proteja el motor con una cubierta. Ahora solo tiene que instalar los actuadores en su lugar conectando los extremos de la horquilla de los tapones con los sujetadores en las puertas y postes. Esto se puede hacer con un pasador de chaveta o un perno de tuerca autobloqueante..

Diagrama de cableado

Selección de equipo

El motor se controla según el clásico esquema reversible, pero hay un detalle. Está claro que las puertas batientes tienen una barra de límite, por lo que las hojas deben doblarse en un orden determinado. Cuando se arranca la hoja, la hoja comienza a moverse sin una barra primero, pero debería ser la última en cerrarse. Esto se puede implementar de diferentes maneras, la más confiable es un relé con retardo de encendido..

El montaje de dispositivos modulares incluye:

• cuatro contactores Hager ES424 (DC24V 4NO);
• dos relés de tiempo Hager EZN001;
• máquina automática diferencial Hager AD906J;
• Unidad de fuente de alimentación MeanWell DR-120-12.

El equipo está montado en una caja de plástico Hager VECTOR VE118DN con grado de protección IP 65. El circuito está diseñado para alimentar dos potentes motorreductores IG-90GM a una tensión de 24 V.

La energía se suministra a través del disyuntor diferencial a los terminales L y N de la fuente de alimentación. Desde su reverso, se retiran dos líneas de 24 V DC, cada una alimentando dos contactores emparejados: la alimentación se suministra a los terminales de entrada de uno de ellos en polaridad inversa. Las salidas de pares de contactores están conectadas en paralelo y suministran tensión a los motorreductores.

Circuitos secundarios y automatización

El circuito de control del contactor opera a un voltaje constante de 24 V. El cable de alimentación positivo pasa a través de los contactos de ruptura de los botones de «parada» y se conecta a los contactos de ruptura de los botones de control, desde los cuales se suministra energía a los contactos normalmente abiertos de los botones opuestos. Desde cada botón, se aplica voltaje a dos pares de arrancadores, mientras que uno de los contactos normalmente abiertos realiza la función de recoger la bobina. El circuito de control del arrancador directo del primer par y el arrancador inverso del segundo par se abre mediante un relé normalmente abierto. El relé se alimenta desde el contacto normalmente abierto del arrancador del otro grupo. Así, se realiza un retardo de tiempo para el movimiento secuencial de las hojas..

La parada automática de los motores se realiza mediante la activación de los interruptores de lengüeta finales. Deben instalarse a lo largo de la dirección de movimiento del actuador, y se deben pegar pequeños imanes de neodimio a la superficie de las tuberías internas. Así, cuando el actuador está completamente plegado o su vástago está extendido, se activan los interruptores de lengüeta, que cierran el circuito de alimentación del relé intermedio con un contacto normalmente cerrado. El relé está conectado en paralelo y duplica el botón «Stop».

Dicho accionamiento también puede funcionar bajo el control de una puerta batiente automática, los circuitos son similares. Ahora puede abrir fácilmente la puerta batiente sin salir del automóvil sin inversiones financieras importantes..