滚珠螺旋水平输送的基本电机扭矩计算。

2017 年 1 月 26 日

今天滚珠螺旋水平输送的基本电机扭矩计算。关于 "的 "的说明。作为机器的一个组成部分。

 

  • LM 导轨用作滑动机构。
  • 电机+滚珠丝杠驱动

 

这种配置经常使用,但使用这种滚珠丝杠进行设计需要花费一些时间和精力。(确实需要很多时间和精力,不是吗?)

 

特别费时的是电机容量(扭矩)的计算。 这里很难出错,所以今天我们将计算使用 LM 导轨 + 滚珠丝杠进行水平输送时所需的电机扭矩。 请注意以下几点。

 

请注意:本文是在直接连接电机(无减速齿轮)的情况下进行的计算。

滚珠螺旋水平输送的基本电机扭矩计算。

计算电机扭矩所需的项目。

计算使用 LM 导轨 + 滚珠丝杠进行水平输送时所需的电机扭矩需要以下项目。

 

  • K 输送质量 [工作台 + 工件] (千克)
    ⇒ 请用手工或 CAD 计算。

 

  • V 流速(米/秒)
    ⇒ 检查设计规格。

 

  • E 与滚珠丝杠相连的附件惯性矩(kg-m^2)
    ⇒ 连接电机和滚珠丝杠的联轴器等。

 

  • J 滚珠丝杠惯性矩(kg-m^2)
    ⇒ 如果难以确定细节这个 "圆筒"。 简化计算

 

  • D 电机侧惯性矩(kg-m^2)
    ⇒ 从电机目录中获取信息。

 

  • L 滚珠丝杠导程(毫米)
    ⇒ 需要计划中的滚珠丝杠的导程。

 

  • t 加/减速时间 [秒]。
  • t' 恒速时间[秒]。
  • 停止时间 [s]。 ⇒ 加速度和减速度对电机所需的扭矩有很大影响。
    基本上加速时间短 = 电机扭矩大 情况将会如此。
    如果您想计算行驶速度、时间和距离运行模式 另见

 

  • S 最小进给速度(毫米/脉冲)
    ⇒ 检查设计规格。

 

  • Y 压力扭矩(N-m)
    ⇒ 连接滚珠丝杠。加压会影响旋转。如果您想提供加压,因为加压扭矩 了解更多信息。

 

  • H 还原比
    ⇒ 减速时需要。

 

  • C 其他负载扭矩(N-m)
    ⇒ 包括任何其他负载扭矩。

 

  • P 导轨表面电阻(N)
    ⇒ 在设计端设置假定值。 如果有实际对象,则可以进行测量。

 

  • U 安全系数
    ⇒ 按设计进行设置和调整。

 

 

滚珠丝杠所需速度

首先,确定所需的滚珠丝杠转数。 如果电机直接连接到滚珠丝杠上,则此处的所需转数将取代电机的转数。

Nb[rpm]=((V*1000*60)/L)

 

 

所需的电机速度

计算所需的电机速度。此处的计算基于使用减速箱的情况。在直接安装电机的情况下,"滚珠丝杠所需转数 = 电机所需转数"。

Ns[rpm]=((V*1000*60)/L)*(1/(1/H))

 

伺服电机编码器和驱动器所需的分辨率

如果使用伺服电机,则应确定驱动器所需的分辨率。这是考虑停止精度是否能达到所需点所必需的。

Bn[p/rev]=(L/H)/S

 

角速度

角速度的计算公式如下

ω[拉德/秒] = (Ns/9.55)

 

角加速度

角加速度的计算公式如下

α[rad/s^2] = ω/t

 

外部负载引起的摩擦扭矩

确定外部负载引起的摩擦扭矩。

扭矩 T0 [N-m] = ((P*L)/((2*3.14)*0.9))*(1/H)/1000

 

总惯性矩

总惯性矩可通过以下公式计算得出

I[kg-m^2]=(K*(L/(2*3.14))^2*(1/H)^2*10^-6+(J*(1/H)^2)+(E*(1/H)^2)+D)

 

加速所需的扭矩

加速所需的扭矩可通过以下公式计算得出纯粹加速所需的扭矩。

T1[N-m] = I*α

 

加速时所需的伺服电机扭矩

这是伺服电机所需的加速扭矩。该扭矩必须大于伺服电机的瞬时最大扭矩。

T2[N-m] = (T1+T0+Y+C)*U

 

匀速所需伺服电机扭矩

伺服电机在恒定速度下所需的扭矩可通过以下公式计算得出。

T3[N-m] = (T0+Y+C)*U

 

减速时所需的伺服电机扭矩

伺服电机在减速时所需的扭矩可通过下式计算得出。

T4[N-m] = -(T3-T1)*U

 

简化的单周期有效扭矩计算(加速→恒速→减速→停止)

运行扭矩的计算公式如下伺服电机的额定扭矩必须超过这一运行扭矩。

运行扭矩 [N-m] = SQRT((T2^2*t+T3^2*t'+T4^2*t+0)/(t+t+t'+St))

 

Excel 计算参考。

这种计算有助于缩短设计时间。

 

关于 Excel 文件

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上图

 

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