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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):4883

  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)工程師對電機(jī)扭力的核算做簡要描述:


直線模組電機(jī).jpg

 


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)。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(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)對直線模組慣性比進(jìn)行校核。慣性比一般應(yīng)小于10。

請參照下表示例:


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(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)



 

 


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