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上銀絲桿扭矩與推力的計算

點擊:11163 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:導向件的綜合摩擦系數,m:移動物體重量(工作臺+工件)kg,g:9.8 );

   I:上銀絲桿的導程mm;

   n1:進給上銀絲桿的正效率。

 計算舉例:

假設工況:水平使用,伺服電機直接驅動,2005上銀絲桿傳動,25滾珠直線導軌承重和導向,理想安裝,垂直均勻負載1000kg,求電機功率:

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

根據這個得數,可以選擇電機功率。以臺灣產某品牌伺服為例,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壓以及潤滑不良會對系統產生靜態扭矩,也稱初始扭矩,實際選擇是需要考慮的。另外,導向件的摩擦系數不能單計理論值,比如采用滾珠導軌,多套裝配后的總摩擦系數一定大于樣本參數。而且,該結果僅考慮驅動這個靜止的負載,如果是機床工作臺等設備,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,希望業內朋友指點):  水平使用上銀絲桿驅動扭矩及電機功率計算:

實際驅動扭矩:T=(T1+T2)*e

T:實際驅動扭矩;

T1:等速時的扭矩;

T2:加速時的扭矩;

e:裕量系數。

等速時的驅動扭矩:T1=Fa*I/2*3.14*n1

T1:等速驅動扭矩kgf.mm;  

Fa:軸向負載NFa=F+μmg, F:上銀絲桿的軸向切削力N,μ:導向件綜合摩擦系數,m:移動物體重量(工作臺+工件)kg,g:9.8 】; 

I:上銀絲桿的導程mm;  

n1:進給上銀絲桿的正效率。 

加速時的驅動扭矩:T2=T1+J*W T

2:加速時的驅動扭矩kgf.m;

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