熱度 10||
勻速運行,,非精確計算可以套用以下公式:Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1)
式中
Ta:驅(qū)動扭矩kgf.mm,;
Fa:軸向負(fù)載N(Fa=F+μmg, F:絲杠的軸向切削力N,,μ:導(dǎo)向件的綜合摩擦系數(shù),,m:移動物體重量(工作臺+工件)kg,,g:9.8 );
I:絲杠導(dǎo)程mm,;
n1:進(jìn)給絲杠的正效率,。
計算舉例:
假設(shè)工況:水平使用,伺服電機(jī)直接驅(qū)動,,2005滾珠絲杠傳動,,25滾珠直線導(dǎo)軌承重和導(dǎo)向,理想安裝,,垂直均勻負(fù)載1000kg,,求電機(jī)功率:
Fa=F+μmg,設(shè)切削力不考慮,,設(shè)綜合摩擦系數(shù)μ=0.1,,得Fa=0.1*1000*9.8=980N;
Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1),,設(shè)n1=0.94,,得Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
根據(jù)這個得數(shù),,可以選擇電機(jī)功率,。以臺灣產(chǎn)某品牌伺服為例,查樣本得知,,額定扭矩大于0.83N.M的伺服電機(jī)是400W,。(200W是0.64N.M,小了,。400W額定1.27N.M,,是所需理論扭矩的1.5倍,滿足要求)
當(dāng)然咯,,端部安裝部分和滾珠絲杠螺母預(yù)壓以及潤滑不良會對系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)扭矩,,也稱初始扭矩,實際選擇是需要考慮的,。另外,,導(dǎo)向件的摩擦系數(shù)不能單計理論值,比如采用滾珠導(dǎo)軌,多套裝配后的總摩擦系數(shù)一定大于樣本參數(shù),。而且,,該結(jié)果僅考慮驅(qū)動這個靜止的負(fù)載,如果是機(jī)床工作臺等設(shè)備,,還要考慮各向切削力的影響,。
若考慮加速情況,較為詳細(xì)的計算可以參考以下公式(個人整理修正的,,希望業(yè)內(nèi)朋友指點):
水平使用滾珠絲杠驅(qū)動扭矩及電機(jī)功率計算:
實際驅(qū)動扭矩:T=(T1+T2)*e
T:實際驅(qū)動扭矩,;
T1:等速時的扭矩;
T2:加速時的扭矩,;
e:裕量系數(shù),。
等速時的驅(qū)動扭矩:T1=(Fa*I)/(2*3.14*n1)
T1:等速驅(qū)動扭矩kgf.mm;
Fa:軸向負(fù)載N【Fa=F+μmg,, F:絲杠的軸向切削力N,,μ:導(dǎo)向件綜合摩擦系數(shù),m:移動物體重量(工作臺+工件)kg,,g:9.8 】,;
I:絲杠導(dǎo)程mm;
n1:進(jìn)給絲杠的正效率,。
加速時的驅(qū)動扭矩:T2=T1+J*W
T2:加速時的驅(qū)動扭矩kgf.m;
T1:等速時的驅(qū)動扭矩kgf.m;
J:對電機(jī)施加的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m²【J=Jm+Jg1+(N1/N2)²*〔Jg2+Js+m(1/2*3.14)²〕】
W:電機(jī)的角加速度rad/s²;
Jm:電機(jī)的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m²;
Jg1:齒輪1的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m²;
Jg2:齒輪2的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m²;
Js:絲杠的慣性轉(zhuǎn)矩kg.m²
(電機(jī)直接驅(qū)動可忽略Jg1 ,、Jg2)
若采用普通感應(yīng)電機(jī),功率根據(jù)以下公式計算:
P=TN/9549
P:功率,;T:扭矩,;N:轉(zhuǎn)速
修正說明:原“計算舉例”中綜合摩擦系數(shù)設(shè)定為0.01,導(dǎo)致計算結(jié)果不合理(最開始扭矩結(jié)果應(yīng)是0.083N.M,,算成0.83是我單位換算錯誤),,現(xiàn)將其修改為相對較合理的0.1。修改原因是滾珠導(dǎo)軌內(nèi)滾動體的理論摩擦系數(shù)大約是0.003~0.005,,組裝后因為增加了端部防塵件和預(yù)壓的原因,,摩擦系數(shù)大約為0.01~0.05,而多套多滑塊同時使用因安裝方面的影響,,整體摩擦系數(shù)可能在0.1~0.2之間,,這里選0.1應(yīng)該比較合理。應(yīng)注意,,計算結(jié)果沒有考慮沖擊,、震動以及其他非常因素的影響,而且螺旋升角對推力的影響反應(yīng)似乎不夠合理,,因此這個結(jié)果只供參考,。同時,,在此感謝“溫暖海洋”和“茄子”網(wǎng)友提出的指導(dǎo)性意見,特別是“溫暖海洋”網(wǎng)友指出了我計算過程中單位換算的錯誤,,非常感謝,!
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