Определение размеров серводвигателя: Пошаговое руководство для инженеров-механиков | MachineMFG

Определение размеров серводвигателя: Пошаговое руководство для инженеров-механиков

0
(0)

Случай первый

Дано:

  • Масса диска M=50 кг
  • Диаметр диска D=500 мм
  • Максимальная скорость вращения диска 60 об/мин

Пожалуйста, выберите серводвигатель и понижающую передачу, схема компонентов приведена ниже:

Вычисление момента инерции для вращения диска

JL = MD2/8 = 50 * 502 / 8 = 15625 [кг-см2]

При передаточном отношении 1:R инерция нагрузки, отражающаяся на валу серводвигателя, составляет 15625/R2.

В соответствии с принципом, согласно которому инерция нагрузки должна быть меньше трехкратной инерции ротора JM двигателя,

если выбран двигатель мощностью 400 Вт, JM = 0,277 [кг-см2],

тогда: 15625 / R2 < 3*0.277, R2 > 18803, R > 137,

выходная скорость = 3000/137 = 22 [об/мин],

что не соответствует требованиям.

Если выбран двигатель мощностью 500 Вт, JM = 8,17 [кг-см2],

тогда: 15625 / R2 < 3*8.17, R2 > 637, R > 25,

скорость вращения на выходе = 2000/25 = 80 [об/мин],

который удовлетворяет этому требованию.

Этот тип трансмиссии имеет минимальное сопротивление, поэтому расчеты крутящего момента не учитываются.

Случай второй

Дано:

  • Вес груза M = 50 кг
  • Синхронный ремень диаметр колеса D = 120 мм
  • Коэффициент уменьшения R1= 10, R2= 2
  • Коэффициент трения между грузом и столом станка µ = 0,6
  • Максимальная скорость перемещения груза: 30 м/мин
  • Время разгона груза из состояния покоя до максимальной скорости: 200 мс

При этом не учитывается вес каждого колеса конвейерной ленты,

Какова минимальная мощность двигателя, необходимая для привода такой нагрузки?

Принципиальная схема компонента выглядит следующим образом:

1. Расчет инерции нагрузки, отраженной на валу двигателя:

JL = M * D2 / 4 / R12 

   = 50 * 144 / 4 / 100

   = 18 [кг-см2]

Согласно принципу, инерция нагрузки должна быть меньше трехкратной инерции ротора двигателя (JM):

JM > 6 [кг-см2]

2. Расчет крутящего момента, необходимого для привода нагрузки на двигатель:

Крутящий момент, необходимый для преодоления трения:

Tf = M * g * µ * (D / 2) / R2 / R1

= 50 * 9.8 * 0.6 * 0.06 / 2 / 10

= 0,882 [Н-м]

Крутящий момент, необходимый для ускорения:

Ta = M * a * (D / 2) / R2 / R1

= 50 * (30 / 60 / 0.2) * 0.06 / 2 / 10

= 0,375 [Н-м]

Номинальный крутящий момент серводвигателя должен быть больше, чем Tfа максимальный крутящий момент должен быть больше Tf + Ta.

3. Расчет необходимой скорости вращения двигателя:

N = v / (πD) * R1

= 30 / (3.14 * 0.12) * 10

= 796 [об/мин]

Случай третий

Дано:

  • Вес груза M = 200 кг
  • Шаг винта PB = 20 мм
  • Диаметр винта DB = 50 мм
  • Вес винта MB = 40 кг
  • Коэффициент трения µ = 0,2
  • Механический КПД η = 0,9
  • Скорость перемещения груза V = 30 м/мин
  • Общее время перемещения t = 1,4 с
  • Время ускорения и замедления t1 = t3= 0.2 s
  • Время покоя t4 = 0.3 s

Пожалуйста, выберите серводвигатель с минимальной мощностью, который соответствует требованиям нагрузки,

Схема компонентов выглядит следующим образом:

1. Расчет инерции нагрузки, приведенной к валу двигателя

Инерция груза, перенесенного на вал двигателя

JW = M * (PB / 2π)²

= 200 * (2 / 6.28)²

= 20,29 [кг-см²]

Инерция вращения винта

JB = MB * DB² / 8

= 40 * 25 / 8

= 125 [кг-см²]

Общая инерция нагрузки

JL = JW + JB = 145,29 [кг-см²]

2. Расчет скорости вращения двигателя

Необходимая скорость вращения двигателя

N = V / PB

= 30 / 0.02

= 1500 [об/мин]

3. Расчет крутящего момента, необходимого для привода нагрузки двигателя

Крутящий момент, необходимый для преодоления трения

Tf = M * g * µ * PB / 2π / η

= 200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2π / 0.9

= 1,387 [Н-м]

Крутящий момент, необходимый при ускорении веса

TA1 = M * a * PB / 2π / η

= 200 * (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2π / 0.9

= 1,769 [Н-м]

Крутящий момент, необходимый при ускорении винта

TA2 = JB * α / η

= JB * (N * 2π / 60 / t1) / η

= 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9

= 10,903 [Н-м]

Суммарный крутящий момент, необходимый для ускорения

TA = TA1 + TA2 = 12,672 [Н-м]

4. Выбор серводвигателя

Номинальный крутящий момент серводвигателя

T > Tfи T > Trms

Максимальный крутящий момент серводвигателя

Tmax > Tf + TA

В итоге был выбран двигатель ECMA-E31820ES.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх