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滚珠丝杆直线模组电机选择运算公式

发布时间:2019-01-22 点击次数:708

  直线模组电机技术参数运算包含滚珠丝杠的强度剖析,直线导轨的强度剖析,电机的扭力或功率的核算,分辨率的核算,滚珠丝杠和直线导轨的精度核算等。KNK技术工程师对电机扭力的核算做简要描述:


直线模组电机.jpg

 


step 01):安全系数设定:
    依据直线模组实践作业状况预算安全系数(可参阅相关机械设计手册)。一般情况下,安全系数应至少大约1.5。

step 02):运用条件剖析:
    依据直线模组运用条件分别对各技术参数进行断定,包含滚珠丝杠的轴径(Db),滚珠丝杠的全长(Lb),滚珠丝杠的螺距(Pb),螺杆内部摩擦系数(μ0),滑动面摩擦系数(μ),螺杆功率(η),作业荷重(W),移动距离(L),螺杆歪斜视点(β),加减速时间(T1),最高运转速度(Vmax),马达惯性惯量(J0),马达减速比(i=wo/wi≥1),以及要求的分辨率(⊿l)等。

step 03):马达转速核定:
    依据直线模组作业要求的分辨率(⊿l)和最高运转速度(Vmax)核算马达要求的转速和步距角(或许电机的分辨率)。
    
step 04):核算负载转矩:
    依据负载轴向荷重和滚珠丝杠预压荷重核算出必要转矩。

step 05):核算悉数惯性惯量:
    悉数直线模组惯性惯量包含作业负载惯性惯量和滚珠丝杠的惯性惯量之和。

step 06):加快转矩核算:
    核算在直线模组加快和减速阶段的额外转矩。TA=(J0*i^2+JL)*(Vmax*2pi)/(Pb*T1)

step 07):核算必要转矩和额外推力:
    必要转矩:TM=(TL+TA)/i*S
      额外推力:Fe=η*2*pi*T/Pb

最后,还应对直线模组惯性比进行校核。惯性比一般应小于10。

请参照下表示例:


Vinko Machine



XYZ轴(滚珠螺杆型)马达扭矩核算



已知:最高运转速度Vmax





预设系数

马达扭力安全系数S

2.00


核算结果

必要扭矩( TM)

0.467053669

N.m


额外推力(Fe)

263.98

N

运用条件

螺杆轴径(Db)

20

mm


螺杆全长(Lb)

400

mm


螺杆螺距(Pb)

10

mm


螺杆内部摩擦系数(μ0)

0.05



滑动面摩擦系数(μ)

0.1



螺杆功率(η)

0.9



荷重(W)

20

kg


作业台密度

7900

kg/m^3


移动距离(L)

600

mm


螺杆歪斜视点(β)

0

°


加减速时间(T1)

0.2

sec


最高运转速度(Vmax)

500

mm/sec


马达惯性惯量(J0)

2.60E-05

Kgcm^2


马达减速比(i=wo/wi≥1)

1     


Caculating……


分辨率(⊿l)

0.01

mm/step

分辨率

马达步距角(α)

0.36

°

运转模式





马达作业转速(RPM)

3000     

rpm


Vmax*60/Pb/i



必要转矩




step 4

算出负载转矩(TL)

0.03519816

N.m


轴向荷重F

19.6

N


F=W(sinβ+μcosβ)g




预压荷重F0

6.533333333

N


F0=F/3




TL=(F*Pb)/(2*pi*η)+(μ0*F0*Pb)/(2*pi)



step 5

算出悉数惯性惯量(JL)

0.000100324

kg.m^2


螺杆惯性惯量(Jb)

0.000049612

kg.m^2


Jb=(pi/32)*ρ*Lb*Db^4




工件和负载惯量Jt

5.0712E-05

kg.m^2


Jt=W*((Pb/(2*pi))^2




JL=Jb+Jt



step 6

算出加快转矩(TA)

0.198328674

N.m


TA=(J0*i^2+JL)*(Vmax*2pi)/(Pb*T1)



step 7

j核算必要转矩( TM)

0.47

N.m


TM=(TL+TA)/i*S




额外推力(Fe)

263.98

N


Fe=η*2*pi*T/Pb



惯性比校核

注:惯性比一般应小于10

3.86



JL/(J0*i^2)



 

 


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