滾珠絲桿直線模組電機(jī)選擇運(yùn)算公式
發(fā)布時(shí)間:2019-01-22 點(diǎn)擊次數(shù):4919
直線模組電機(jī)技術(shù)參數(shù)運(yùn)算包含滾珠絲杠的強(qiáng)度剖析,直線導(dǎo)軌的強(qiáng)度剖析,電機(jī)的扭力或功率的核算,分辨率的核算,滾珠絲杠和直線導(dǎo)軌的精度核算等。KNK技術(shù)工程師對(duì)電機(jī)扭力的核算做簡(jiǎn)要描述:
step 01):安全系數(shù)設(shè)定:
依據(jù)直線模組實(shí)踐作業(yè)狀況預(yù)算安全系數(shù)(可參閱相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè))。一般情況下,安全系數(shù)應(yīng)至少大約1.5。
step 02):運(yùn)用條件剖析:
依據(jù)直線模組運(yùn)用條件分別對(duì)各技術(shù)參數(shù)進(jìn)行斷定,包含滾珠絲杠的軸徑(Db),滾珠絲杠的全長(zhǎng)(Lb),滾珠絲杠的螺距(Pb),螺桿內(nèi)部摩擦系數(shù)(μ0),滑動(dòng)面摩擦系數(shù)(μ),螺桿功率(η),作業(yè)荷重(W),移動(dòng)距離(L),螺桿歪斜視點(diǎn)(β),加減速時(shí)間(T1),最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度(Vmax),馬達(dá)慣性慣量(J0),馬達(dá)減速比(i=wo/wi≥1),以及要求的分辨率(⊿l)等。
step 03):馬達(dá)轉(zhuǎn)速核定:
依據(jù)直線模組作業(yè)要求的分辨率(⊿l)和最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度(Vmax)核算馬達(dá)要求的轉(zhuǎn)速和步距角(或許電機(jī)的分辨率)。
step 04):核算負(fù)載轉(zhuǎn)矩:
依據(jù)負(fù)載軸向荷重和滾珠絲杠預(yù)壓荷重核算出必要轉(zhuǎn)矩。
step 05):核算悉數(shù)慣性慣量:
悉數(shù)直線模組慣性慣量包含作業(yè)負(fù)載慣性慣量和滾珠絲杠的慣性慣量之和。
step 06):加快轉(zhuǎn)矩核算:
核算在直線模組加快和減速階段的額外轉(zhuǎn)矩。TA=(J0*i^2+JL)*(Vmax*2pi)/(Pb*T1)
step 07):核算必要轉(zhuǎn)矩和額外推力:
必要轉(zhuǎn)矩:TM=(TL+TA)/i*S
額外推力:Fe=η*2*pi*T/Pb
最后,還應(yīng)對(duì)直線模組慣性比進(jìn)行校核。慣性比一般應(yīng)小于10。
請(qǐng)參照下表示例:
Vinko Machine | |||
XYZ軸(滾珠螺桿型)馬達(dá)扭矩核算 | |||
已知:最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度Vmax | |||
預(yù)設(shè)系數(shù) | 馬達(dá)扭力安全系數(shù)S | 2.00 | |
核算結(jié)果 | 必要扭矩( TM) | 0.467053669 | N.m |
額外推力(Fe) | 263.98 | N | |
運(yùn)用條件 | 螺桿軸徑(Db) | 20 | mm |
螺桿全長(zhǎng)(Lb) | 400 | mm | |
螺桿螺距(Pb) | 10 | mm | |
螺桿內(nèi)部摩擦系數(shù)(μ0) | 0.05 | ||
滑動(dòng)面摩擦系數(shù)(μ) | 0.1 | ||
螺桿功率(η) | 0.9 | ||
荷重(W) | 20 | kg | |
作業(yè)臺(tái)密度 | 7900 | kg/m^3 | |
移動(dòng)距離(L) | 600 | mm | |
螺桿歪斜視點(diǎn)(β) | 0 | ° | |
加減速時(shí)間(T1) | 0.2 | sec | |
最高運(yùn)轉(zhuǎn)速度(Vmax) | 500 | mm/sec | |
馬達(dá)慣性慣量(J0) | 2.60E-05 | Kgcm^2 | |
馬達(dá)減速比(i=wo/wi≥1) | 1 | ||
Caculating…… | |||
分辨率(⊿l) | 0.01 | mm/step | |
分辨率 | 馬達(dá)步距角(α) | 0.36 | ° |
運(yùn)轉(zhuǎn)模式 | |||
馬達(dá)作業(yè)轉(zhuǎn)速(RPM) | 3000 | rpm | |
Vmax*60/Pb/i | |||
必要轉(zhuǎn)矩 | |||
step 4 | 算出負(fù)載轉(zhuǎn)矩(TL) | 0.03519816 | N.m |
軸向荷重F | 19.6 | N | |
F=W(sinβ+μcosβ)g | |||
預(yù)壓荷重F0 | 6.533333333 | N | |
F0=F/3 | |||
TL=(F*Pb)/(2*pi*η)+(μ0*F0*Pb)/(2*pi) | |||
step 5 | 算出悉數(shù)慣性慣量(JL) | 0.000100324 | kg.m^2 |
螺桿慣性慣量(Jb) | 0.000049612 | kg.m^2 | |
Jb=(pi/32)*ρ*Lb*Db^4 | |||
工件和負(fù)載慣量Jt | 5.0712E-05 | kg.m^2 | |
Jt=W*((Pb/(2*pi))^2 | |||
JL=Jb+Jt | |||
step 6 | 算出加快轉(zhuǎn)矩(TA) | 0.198328674 | N.m |
TA=(J0*i^2+JL)*(Vmax*2pi)/(Pb*T1) | |||
step 7 | j核算必要轉(zhuǎn)矩( TM) | 0.47 | N.m |
TM=(TL+TA)/i*S | |||
額外推力(Fe) | 263.98 | N | |
Fe=η*2*pi*T/Pb | |||
慣性比校核 | 注:慣性比一般應(yīng)小于10 | 3.86 | |
JL/(J0*i^2) |