为了正常运行,选择需要谨慎的步骤 通过步骤过程,很大程度上依赖于电机的预期操作 。
案例一
鉴于:
圆盘质量M=50 kg
盘直径D=500毫米
最大盘速度 60 rpm
请选择伺服电机和减速机,部件示意图如下:
计算圆盘旋转的转动惯量
JL = MD2/8 = 50 * 502 / 8 = 15625 [公斤·厘米2]< /span>
假设齿轮减速比为1:R,则反映在伺服电机轴上的负载惯量为15625/R2。一个>
根据负载惯量应小于电机转子惯量J的三倍M 的原则,
如果选择400W电机,JM = 0.277 [kg·cm2],
则:15625 / R2 < 3*0.277,R2 > 18803,R> 137、
输出速度 = 3000/137 = 22 [rpm],
这不符合要求。
如果选择500W电机,JM = 8.17 [kg·cm2],
则:15625 / R2 < 3*8.17,R2 > 637,R> 25、
输出速度 = 2000/25 = 80 [rpm],
满足要求。
这种类型的传动装置阻力最小,因此忽略扭矩计算。
案例二
鉴于:
负载重量M=50公斤
同步带轮径D=120毫米
减速比R1 = 10,R2 = 2
负载与机床工作台之间的摩擦系数 µ = 0.6
负载最大运动速度:30 m/min
负载从静止加速到最大速度的时间:200ms
忽略每个传送带轮的重量,
驱动此类负载的电机的最小功率要求是多少?
组件原理图如下:
1、计算反映在电机轴上的负载惯量:
JL = M * D2 / 4 / R12
= 50 * 144 / 4 / 100
另请参阅 电极材料属性说明
= 18 [公斤·厘米2]
根据负载惯量应小于电机转子惯量(JM)三倍的原则:
JM > 6 [公斤·厘米2]
2、计算驱动电机负载所需的扭矩:
克服摩擦力所需的扭矩:
Tf = M * g * µ * (D / 2) / R2< /span>1 / R
= 50 * 9.8 * 0.6 * 0.06 / 2 / 10
= 0.882 [牛·米]
加速所需扭矩:
Ta = M * a * (D / 2) / R2 / R1< /span>
= 50 * (30 / 60 / 0.2) * 0.06 / 2 / 10
= 0.375 [牛·米]
伺服电机的额定扭矩应大于Tf,最大扭矩应大于Tf + Ta。
3. 计算所需电机转速:
N = v / (πD) * R1
= 30 / (3.14 * 0.12) * 10
= 796 [转/分]
案例三
鉴于:
负载重量M=200公斤
丝杠螺距 PB = 20 mm
螺杆直径DB=50mm
螺杆重量MB=40kg
摩擦系数 µ = 0.2
机械效率 η = 0.9
负载移动速度V=30m/min
总移动时间 t = 1.4 s
加减速时间t1 = t3 = 0.2 秒
静止时间t4 = 0.3秒
请选择满足负载要求的最小功率的伺服电机,
组件图如下:
1. 换算至电机轴的负载惯量的计算
重量换算至电机轴的负载惯量
JW = M * (PB / 2π)²
= 200 * (2 / 6.28)²
= 20.29 [公斤·厘米²]
螺杆的转动惯量
JB = MB * D² / 8B
= 40 * 25 / 8
= 125 [公斤·平方厘米]
总负载惯量
JL = JW + JB = 145.29 [公斤·厘米²]
2. 电机转速的计算
所需电机速度
N = V / PB
= 30 / 0.02
= 1500 [转/分钟]
3. 驱动电机负载所需扭矩的计算
克服摩擦力所需的扭矩
Tf = M * g * µ * PB / 2π / η
= 200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2π / 0.9
另请参阅 液压系统压力缸初学者指南
= 1.387 [牛·米]
重物加速时所需的扭矩
TA1 = M * a * PB / 2π / η
= 200 * (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2π / 0.9
= 1.769 [牛·米]
螺杆加速时所需扭矩
TA2 = JB * α / η
= JB * (N * 2π / 60 / t1< a i=4>) / η
= 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9
= 10.903 [牛·米]
加速所需的总扭矩
TA = TA1 + T = 12.672 [N·m]A2
4、伺服电机的选型
伺服电机额定扭矩
T> Tf 且 T >真有效值
伺服电机最大扭矩
T最大 > Tf + TA
最终选定ECMA-E31820ES电机。
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