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上銀絲桿扭矩與推力的計算

點擊:13965 日期:2015-04-01 選擇字號:

上銀絲桿勻速運行下,扭矩與推力的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:軸向負載NFa=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:上銀絲桿的導(dǎo)程mm;

   n1:進給上銀絲桿的正效率。

 計算舉例:

假設(shè)工況:水平使用,伺服電機直接驅(qū)動,2005上銀絲桿傳動,25滾珠直線導(dǎo)軌承重和導(dǎo)向,理想安裝,垂直均勻負載1000kg,求電機功率:

Fa=F+μmg,設(shè)切削力不考慮,設(shè)綜合摩擦系數(shù)μ=0.01,得Fa=0.01*1000*9.8=98N;  Ta=Fa*I/2*3.14*n1),設(shè)n1=0.94,得Ta=98*5/5.903283kgf.mm=0.83N.M

根據(jù)這個得數(shù),可以選擇電機功率。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的伺服電機是400W。(200W0.64N.M,小了。400W額定1.27N.M,是所需理論扭矩的1.5倍,滿足要求)

當然,端部安裝部分和上銀絲桿螺母預(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)動這個靜止的負載,如果是機床工作臺等設(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):  水平使用上銀絲桿驅(qū)動扭矩及電機功率計算:

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:軸向負載NFa=F+μmg, F:上銀絲桿的軸向切削力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:上銀絲桿的導(dǎo)程mm;  

n1:進給上銀絲桿的正效率。 

加速時的驅(qū)動扭矩:T2=T1+J*W T

2:加速時的驅(qū)動扭矩kgf.m;

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