Entraînement pour portail battant: fabrication et installation DIY

Points d’article

• Préparation du portail et des points de fixation
• Fabrication d’un lecteur à partir de lève-vitres de voiture
• Sélection et calcul des moteurs
• Stud pour lecteur maison
• Nous augmentons la dureté du goujon
• Augmenter le filetage du goujon
• Assemblage de l’actionneur
• Dimensionnement de l’actionneur
• Assemblage de la partie coulissante
• Bouchons et joints pivotants
• Tube extérieur de l’actionneur
• Installation du moteur et assemblage final
• Schéma de câblage
• Sélection d’équipement
• Circuits secondaires et automatisation

Les propriétaires de portails coulissants ne rencontrent pas de difficultés particulières pour compléter le châssis avec un mécanisme d’entraînement, mais lorsqu’il s’agit de portails battants, il faut beaucoup plus d’efforts et de connaissances. Aujourd’hui, nous parlerons des entraînements pour portails battants et de leur assemblage DIY.

Il existe trois principaux types de transmission à engrenages qui convertissent la rotation d’un moteur électrique en un mouvement de translation avec un couple élevé. La conception du mécanisme peut être effectuée:

• sous la forme d’une roue dentée;
• en utilisant une goupille à vis;
• à l’aide d’une crémaillère et d’un pignon.

Sur ces trois types de cinématiques, il est tout à fait possible d’assembler son propre mécanisme même chez soi.

La conception d’un actionneur maison proposé ci-dessous n’a pas peur de l’humidité et de la saleté, il demande un effort très important lors du déplacement.

Veuillez noter que lorsque le portail est fermé, un tel entraînement fait maison agit comme une serrure: il ne peut pas être ouvert de l’extérieur en appuyant sur le vantail du portail.

Préparation du portail et des points de fixation

Presque tous les portails ou portes battantes peuvent être équipés d’un entraînement, mais il est préférable de planifier l’installation de la mécanique à l’avance. Cela s’applique à l’installation de supports sécurisés pour le lecteur. Ils ressemblent à des plaques de métal avec des trous aux extrémités, dont l’un est fixé strictement perpendiculairement au châssis, l’autre est situé sur un poteau ou une clôture dans la même position.

Lors de l’installation, les plaques doivent être orientées horizontalement et être au même niveau. Il est très important de prendre en compte la force de traction élevée de l’entraînement, par conséquent, la meilleure façon de fixer la plaque à la porte est par soudage. Les plaques peuvent être fixées aux piliers en pierre et en brique avec des ancrages métalliques, mais il est préférable de fabriquer des éléments en acier intégrés pendant la phase de construction.

Le moyen le plus simple est de monter l’opérateur sur des portails qui s’ouvrent vers l’intérieur, de sorte que tous les actionneurs se trouvent dans une zone protégée. Un câble doit être posé dans l’ouverture de la porte, donc posez au préalable un tuyau en plastique de 32 mm sous la chaussée.

Lors de la phase de montage, vous définirez les premiers paramètres de base de votre variateur. Mesurez la distance entre les centres des trous dans les fixations lorsque le portail est fermé et ouvert. Ce dernier est la longueur de votre actionneur en position repliée, et la différence entre les distances mesurées est la quantité de déplacement de l’appareil..

Vous pouvez également mesurer la force d’ouverture et de fermeture du portail avec une balance à ressort portative. Tirez le support d’aile de portail dans la direction du support opposé, cela aidera à sélectionner le plus précisément la puissance du moteur.

Fabrication d’un lecteur à partir de lève-vitres de voiture

Les vantaux légers peuvent en fait être mis en mouvement par un entraînement des mécanismes de lève-vitre modifiés. L’avantage de cette méthode est sa relative simplicité et son fonctionnement presque silencieux du variateur. L’inconvénient est l’effort de traction limité dû à la faible course de travail du mécanisme.

Il existe deux types de modèles de lève-vitres pouvant être utilisés comme commande de portail:

• le rôle de l’élément mobile est joué par la crémaillère;
• basé sur le travail d’un engrenage.

Dans les deux cas, l’extrémité d’entraînement est montée sur une plate-forme métallique, qui est fixée de manière rigide à un poteau ou une clôture. Dans ce cas, le rail métallique doit se déplacer parallèlement au plan du portail et s’étendre vers eux..

Le mécanisme de levage nécessite quelques travaux: l’installation d’une tige métallique allongée pour la crémaillère ou la genouillère pour la roue dentée. Les articulations de la tige avec l’entraînement et le portail, ainsi que les deux parties de la genouillère, doivent être réalisées sous la forme d’une charnière à fourche, à l’instar d’un ferme-porte.

Vous pouvez assurer une bonne mobilité et aucun jeu si un côté de la connexion est réalisé sous la forme de deux plaques pliées, dont l’écart est égal à leur épaisseur. La plaque de la deuxième partie de la charnière entrera dans cet espace. Les deux éléments sont reliés par une goupille ou un boulon avec un écrou autobloquant.

La principale difficulté dans l’utilisation des lève-vitres est de trouver la position la plus avantageuse de l’entraînement, de la charnière et des points de fixation de la tringle au portail. Vous pouvez le faire en toute confiance de manière expérimentale, en mettant d’abord le portail en position ouverte et en le fermant lentement, surveillez le comportement de la structure d’entraînement. N’oubliez pas qu’après l’installation, le mécanisme a besoin d’un couvercle de protection.

Sélection et calcul des moteurs

En tant qu’activateur de mouvement pour les portails battants, il est conseillé d’utiliser différents types de motoréducteurs. Si nous parlons de petites portes de faible poids, les moteurs de tournevis sans fil, les entraînements d’essuie-glaces, les lève-vitres, etc. feront face à la tâche. Une autre question est de savoir comment vous envisagez de fabriquer un embrayage pour les arbres de ces moteurs.

Vous pouvez également sélectionner une unité appropriée parmi une large gamme de motoréducteurs achetés en magasin, ce qui vous donne plus de liberté pour déterminer le couple requis. Donc, disons que la force de fermeture mesurée du vantail lourd est de 13,5 kg sur la balance de galop manuelle. Chaque kilogramme correspond à 9,8 N, ce qui signifie que la force de traction est de 132,3 N.Dans le cas d’un entraînement à crémaillère ou à engrenages, cette valeur doit être divisée par le diamètre de la roue motrice, celui-ci sera égal au couple moteur.

Dans la conception du type « écrou-vis », il y a une réduction, par conséquent, un nouveau calcul supplémentaire est nécessaire. Disons que vous avez choisi un goujon M18 avec un pas de 2,5 mm. Cela signifie qu’en un tour autour d’un cercle d’un diamètre de 18 mm, l’écrou effectue un mouvement de translation de 2,5 mm, donc le rapport de démultiplication est de 7,2: 1. En conséquence, si nous divisons la force d’ouverture du portail par le coefficient de transmission, nous obtenons la valeur souhaitée de la force sur l’arbre du moteur: 132,3 / 7,2 ~ 18,4 N ou un peu moins de 1,9 kilogramme avec un rayon en épingle à cheveux de 0,9 cm. la valeur de couple du moteur est de 1,69 kg / cm.

Il s’agit d’un calcul assez grossier qui ne prend pas en compte la force de frottement dans la vis d’entraînement et d’autres pertes, mais il aide à déterminer la puissance moteur minimale admissible. Pour compenser les pertes d’énergie, il est recommandé de prévoir une réserve de marche de 100 à 250%.

Il est également nécessaire de calculer la vitesse de rotation de l’arbre. Pour ce faire, divisez la longueur de course par le pas de filetage de la vis d’entraînement, et vous obtiendrez le nombre de tours requis pour ouvrir complètement la porte. Lors de l’utilisation d’une crémaillère et d’un pignon, le calcul est déterminé par le rapport entre le nombre de dents de la crémaillère et le pignon d’entraînement.

Stud pour lecteur maison

Les portes lourdes nécessitent un entraînement avec une force appliquée élevée. Un tel travail est à la portée des lecteurs fabriqués en usine, mais vous pouvez créer un analogue de vos propres mains..

La principale difficulté est de trouver un goujon approprié. Les broches standard ne sont pas adaptées au lecteur: elles sont en métal mou, de sorte qu’avec le temps, le filetage devient inutilisable. Le moyen de sortir de la situation est d’augmenter indépendamment la dureté du métal et le nombre de tours de contact du filetage de la vis.

Nous augmentons la dureté du goujon

Le premier problème est résolu par le durcissement. La température de chauffage requise est fournie par du charbon de bois ordinaire, il carbure également partiellement le métal. Pliez un four en brique et grille en fonte, chauffez le combustible jusqu’à ce que les charbons soient complètement brûlés. La température de durcissement est de 700 à 800 ° C, ce qui correspond à la riche couleur rouge du métal. L’exposition à cette température est de 13 à 15 minutes, après quoi la pièce doit être refroidie dans de l’huile usée. La goupille doit s’enfoncer complètement et simultanément sur toute sa longueur, donc, étaler le tube d’acier le long du joint longitudinal, boucher les extrémités et utiliser ce plateau comme bain de trempe. L’épingle à cheveux doit être légèrement secouée dans l’huile tout le temps qu’elle refroidit, puis retirez-la et remettez-la sur les charbons sans l’essuyer pour libérer le métal. Maintenant, le chauffage doit être effectué jusqu’à 200-250 degrés, jusqu’à ce que le métal devienne gris avec une formation de tartre prononcée. Après 3-4 minutes d’exposition, le produit doit être refroidi dans l’eau.

Augmenter le filetage du goujon

Pour fabriquer un écrou spécial, visser 2 à 3 écrous standard fermement sur le goujon, mais pas serrer. Alignez les bords des écrous et serrez très fermement l’ensemble dans un étau. Souder les écrous ensemble sur tous les bords et meuler le produit avec la meuleuse d’angle à la même taille.

Au lieu d’une procédure de durcissement compliquée, vous pouvez passer du temps à chercher des goujons roulants et des écrous pour eux. Ce métal possède toutes les caractéristiques nécessaires. De plus, vous pouvez choisir un fil avec un profil trapézoïdal: il est beaucoup plus résistant. Vous pouvez également trouver un produit avec un pas de filetage plus grand, ce qui réduira la durée de fonctionnement du mécanisme..

Assemblage de l’actionneur

Dimensionnement de l’actionneur

L’actionneur a un dispositif télescopique, pour sa fabrication, vous avez besoin de deux tuyaux en acier, dont l’un entre dans l’autre sans jeu important. Vous pouvez utiliser un tube carré ou rond, il n’y a pas beaucoup de différence. À l’intérieur des deux tuyaux, il ne devrait y avoir aucune trace de rouille et de tartre, il est donc préférable d’en acheter de nouveaux.

En ce qui concerne les dimensions des tuyaux et des goujons, vous devez les calculer vous-même, en fonction des mesures prises. Supposons que, une fois plié, la longueur de l’entraînement est de 110 cm et sa course de travail de 50 cm, ce qui signifie que la longueur du tube extérieur ne dépassera pas 100 cm, un tube plus petit de 80 cm de long y sera inséré et la longueur du goujon sera de 110 cm ou plus. selon la méthode de montage du moteur. Dans le même temps, à l’état ouvert, les tuyaux d’entraînement auront un chevauchement de 30 cm.

Assemblage de la partie coulissante

Passez un goujon avec un écrou vissé dessus à travers le plus petit tuyau et centrez-le sur l’axe longitudinal du tuyau. Pour centrer le goujon en toute confiance, ne pas surdimensionner le tuyau. Par exemple, si vous utilisez un écrou M18 d’une taille de clé de 27 mm, sélectionnez un tuyau d’un diamètre nominal de 25 mm. Il vous suffit de meuler l’écrou uniformément pour qu’il s’insère parfaitement dans le tuyau. Fixez par soudure. Le soudage est facultatif à l’intérieur, mais vous pouvez le faire en coupant une «fenêtre» dans le tuyau. Lorsque l’écrou est sécurisé, en dévisser le goujon.

A l’extrémité du goujon, un palier axial-axial avec une cage fermée des deux côtés doit être fixé. Le diamètre extérieur du roulement doit être approximativement égal au diamètre intérieur du tuyau. Le roulement doit glisser à l’intérieur du tuyau sans résistance significative, l’écart entre celui-ci et le mur ne doit pas dépasser 1 mm. Si le roulement est trop serré, poncez soigneusement l’extrémité de la bague extérieure avec du papier de verre. Sur le goujon, le roulement doit être fermement serré entre les deux écrous. Entre eux et le roulement, il est impératif de poser 1 à 2 rondelles des deux côtés pour que rien ne gêne la rotation. Lubrifiez généreusement le goujon avec du lithol et insérez-le du côté libre du petit tuyau, puis vissez-le dans l’écrou soudé. Effectuer plusieurs essais sur toute la longueur: le roulement doit glisser librement à l’intérieur et ne pas coincer.

Bouchons et joints pivotants

Ensuite, c’est au bout. Il doit être fabriqué à partir d’une ébauche métallique dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre du tuyau. Pour rendre le variateur utilisable, faites deux ou trois trous fraisés dans le tuyau, coupez un filetage pour les vis de fixation aux endroits correspondants sur le bouchon. Souder deux bandes d’acier avec un trou traversant à l’extrémité du bouchon afin que l’espace entre elles soit légèrement plus grand que l’épaisseur de la fixation sur le vantail du portail. Tenez compte de la distance «volée» par la fiche lors du calcul de la longueur totale de l’actionneur en position repliée. Avant d’installer le bouchon, poussez 50 à 70 grammes de lithol dans le tuyau, puis serrez le goujon pour que le roulement entre dans le tuyau de 5 centimètres, ajoutez à nouveau de la graisse et bouchez le tuyau.

Tube extérieur de l’actionneur

Le goujon du tuyau doit être complètement dévissé jusqu’à ce que le roulement repose contre l’écrou. Ensuite, le tuyau intérieur est inséré dans le tuyau extérieur et l’épingle à cheveux est vissée en 5-6 tours.

Ensuite, vous devez décider de la méthode de montage du moteur. Idéalement, le carter du moteur cylindrique doit être fixé à l’intérieur du tuyau avec des vis de serrage. Si vous ne parvenez pas à sélectionner un moteur de la bonne taille, soudez un morceau de tuyau plus grand, une bande d’acier ou une cornière métallique à l’extrémité arrière. De cette façon, vous pouvez sécuriser le moteur surdimensionné de n’importe quelle manière pratique..

Important: la distance entre la surface de la plateforme et l’axe central du tuyau doit être égale à la hauteur de l’arbre moteur. Positionnez-le de manière à ce qu’il s’aligne avec le goujon le plus coaxialement possible.

Installation du moteur et assemblage final

Connectez l’arbre du moteur au goujon à l’aide d’un accouplement. Vous pouvez l’acheter dans l’arsenal des composants du moteur ou le fabriquer vous-même à partir de deux petits tubes imbriqués l’un dans l’autre. Lubrifiez le goujon une deuxième fois et fixez le moteur au site. Ensuite, en faisant tourner la chambre à air, raccourcissez la longueur de votre actionneur en position ouverte standard. Lubrifiez toute la surface du tube interne avec du lithol et pliez complètement l’actionneur.

Si vous prévoyez de monter le moteur à l’intérieur du tuyau, enfoncez-le de 5 à 6 cm de profondeur et utilisez un bouchon similaire au premier. Faites passer le câble d’alimentation du moteur à travers le trou pratiqué au bas du tuyau afin que l’eau ne coule pas à l’intérieur. Ou faites un trou dans le bouchon lui-même. Dans les deux cas, il sera judicieux d’installer des entrées de presse-étoupe.

Si le moteur est monté sur une plate-forme – soudez-y l’extrémité de la fourche, assurez-vous que la structure est suffisamment rigide et protégez le moteur avec une protection. Il ne vous reste plus qu’à installer les actionneurs en place en connectant les extrémités de fourche des bouchons avec les fixations sur les portails et les poteaux. Cela peut être fait avec une goupille fendue ou un boulon à écrou autobloquant..

Schéma de câblage

Sélection d’équipement

Le moteur est contrôlé selon le schéma réversible classique, mais il y a un détail. Il est clair que les portails battants ont une barre de limite, de sorte que les vantaux doivent être pliés dans un certain ordre. Lorsque l’ouvrant est déchiré, l’ouvrant commence à se déplacer sans barre en premier, mais il devrait être le dernier à se fermer. Cela peut être mis en œuvre de différentes manières, la plus fiable est un relais avec un délai d’activation.

L’assemblage d’appareils modulaires comprend:

• quatre contacteurs Hager ES424 (DC24V 4NO);
• deux relais temporisés Hager EZN001;
• machine automatique différentielle Hager AD906J;
• Bloc d’alimentation MeanWell DR-120-12.

L’équipement est assemblé dans une boîte en plastique Hager VECTOR VE118DN avec un degré de protection IP 65. Le circuit est conçu pour alimenter deux motoréducteurs IG-90GM puissants à une tension de 24 V.

L’alimentation est fournie par le disjoncteur différentiel aux bornes L et N de l’alimentation. De sa face arrière, deux lignes 24 V CC sont retirées, chacune alimentant deux contacteurs appariés: l’alimentation est fournie aux bornes d’entrée de l’un d’entre eux en polarité inverse. Les sorties des paires de contacteurs sont connectées en parallèle et fournissent une tension d’alimentation aux motoréducteurs.

Circuits secondaires et automatisation

Le circuit de commande du contacteur fonctionne à une tension constante de 24 V. Le fil d’alimentation positif passe à travers les contacts de coupure des boutons «stop» et se connecte aux contacts de coupure des boutons de commande, à partir desquels l’alimentation est fournie aux contacts normalement ouverts des boutons opposés. À partir de chaque bouton, la tension est appliquée à deux paires de démarreurs, tandis que l’un des contacts normalement ouverts remplit la fonction de ramasser la bobine. Le circuit de commande du démarreur direct de la première paire et du démarreur inversé de la deuxième paire est ouvert par un relais normalement ouvert. Le relais est alimenté par le contact normalement ouvert du démarreur de l’autre groupe. Ainsi, une temporisation est effectuée pour le déplacement successif des vantaux..

L’arrêt automatique des moteurs est réalisé par l’actionnement des interrupteurs à lames d’extrémité. Ils doivent être installés dans le sens du mouvement de l’actionneur et de petits aimants en néodyme doivent être collés à la surface des tuyaux intérieurs. Ainsi, lorsque l’actionneur est complètement replié ou que sa tige est déployée, les interrupteurs à lames sont déclenchés, ce qui ferme le circuit d’alimentation du relais intermédiaire par un contact normalement fermé. Le relais est connecté en parallèle et duplique le bouton « Stop ».

Un tel variateur peut également fonctionner sous la commande d’un portail battant automatique, les circuits sont similaires. Maintenant, vous pouvez facilement ouvrir le portail battant sans quitter la voiture sans investissements financiers sérieux..

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