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歐規模組
滾珠絲桿直線模組電機選擇運算公式
發布時間：2019-01-22 點擊次數：4920
直線模組電機技術參數運算包含滾珠絲杠的強度剖析，直線導軌的強度剖析，電機的扭力或功率的核算，分辨率的核算，滾珠絲杠和直線導軌的精度核算等。KNK技術工程師對電機扭力的核算做簡要描述：
step 01）：安全系數設定：
依據直線模組實踐作業狀況預算安全系數（可參閱相關機械設計手冊）。一般情況下，安全系數應至少大約1.5。
step 02）：運用條件剖析：
依據直線模組運用條件分別對各技術參數進行斷定，包含滾珠絲杠的軸徑(Db)，滾珠絲杠的全長(Lb)，滾珠絲杠的螺距(Pb)，螺桿內部摩擦系數(μ0)，滑動面摩擦系數(μ)，螺桿功率(η)，作業荷重(W)，移動距離(L)，螺桿歪斜視點(β)，加減速時間(T1)，最高運轉速度(Vmax)，馬達慣性慣量（J0），馬達減速比(i=wo/wi≥1)，以及要求的分辨率(⊿l)等。
step 03）：馬達轉速核定：
依據直線模組作業要求的分辨率(⊿l)和最高運轉速度(Vmax)核算馬達要求的轉速和步距角（或許電機的分辨率）。
step 04）：核算負載轉矩：
依據負載軸向荷重和滾珠絲杠預壓荷重核算出必要轉矩。
step 05）：核算悉數慣性慣量：
悉數直線模組慣性慣量包含作業負載慣性慣量和滾珠絲杠的慣性慣量之和。
step 06）：加快轉矩核算：
核算在直線模組加快和減速階段的額外轉矩。TA=(J0*i^2+JL)*(Vmax*2pi)/(Pb*T1)
step 07）：核算必要轉矩和額外推力：
必要轉矩：TM=(TL+TA)/i*S
額外推力：Fe=η*2*pi*T/Pb
最后，還應對直線模組慣性比進行校核。慣性比一般應小于10。
請參照下表示例：
Vinko Machine | |||
XYZ軸（滾珠螺桿型）馬達扭矩核算 | |||
已知：最高運轉速度Vmax | |||
預設系數 | 馬達扭力安全系數S | 2.00 | |
核算結果 | 必要扭矩( TM) | 0.467053669 | N.m |
額外推力（Fe） | 263.98 | N | |
運用條件 | 螺桿軸徑(Db) | 20 | mm |
螺桿全長(Lb) | 400 | mm | |
螺桿螺距(Pb) | 10 | mm | |
螺桿內部摩擦系數(μ0) | 0.05 | ||
滑動面摩擦系數(μ) | 0.1 | ||
螺桿功率(η) | 0.9 | ||
荷重(W) | 20 | kg | |
作業臺密度 | 7900 | kg/m^3 | |
移動距離(L) | 600 | mm | |
螺桿歪斜視點(β) | 0 | ° | |
加減速時間(T1) | 0.2 | sec | |
最高運轉速度(Vmax) | 500 | mm/sec | |
馬達慣性慣量（J0） | 2.60E-05 | Kgcm^2 | |
馬達減速比(i=wo/wi≥1) | 1 | ||
Caculating…… | |||
分辨率(⊿l) | 0.01 | mm/step | |
分辨率 | 馬達步距角(α) | 0.36 | ° |
運轉模式 | |||
馬達作業轉速(RPM) | 3000 | rpm | |
Vmax*60/Pb/i | |||
必要轉矩 | |||
step 4 | 算出負載轉矩(TL) | 0.03519816 | N.m |
軸向荷重F | 19.6 | N | |
F=W(sinβ+μcosβ)g | |||
預壓荷重F0 | 6.533333333 | N | |
F0=F/3 | |||
TL=(F*Pb)/（2*pi*η)+(μ0*F0*Pb)/(2*pi) | |||
step 5 | 算出悉數慣性慣量(JL) | 0.000100324 | kg.m^2 |
螺桿慣性慣量(Jb) | 0.000049612 | kg.m^2 | |
Jb=(pi/32)*ρ*Lb*Db^4 | |||
工件和負載慣量Jt | 5.0712E-05 | kg.m^2 | |
Jt=W*((Pb/(2*pi))^2 | |||
JL=Jb+Jt | |||
step 6 | 算出加快轉矩(TA) | 0.198328674 | N.m |
TA=(J0*i^2+JL)*(Vmax*2pi)/(Pb*T1) | |||
step 7 | j核算必要轉矩( TM) | 0.47 | N.m |
TM=(TL+TA)/i*S | |||
額外推力（Fe） | 263.98 | N | |
Fe=η*2*pi*T/Pb | |||
慣性比校核 | 注：慣性比一般應小于10 | 3.86 | |
JL/(J0*i^2) | |||
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