50公斤推力,直径16mm滚珠丝杆,导程10mm,每秒20mm速度,需要电机多少扭力?

如题所述

丝杆的运行,非精确计算可以套用以下公式:Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1)
式中
Ta:驱动扭矩kgf.mm;
Fa:轴向负载N(Fa=F+μmg, F:丝杠的轴向切削力N,μ:导向件的综合摩擦系数,m:移动物体重量(工作台+工件)kg,g:9.8 );
I:
丝杆 导程mm;
n1:进给
丝杆 的正效率。
假设工况:水平使用,伺服电机直接驱动,2005滚珠
丝杆 传动,25滚珠直线导轨承重和导向,理想安装,垂直均匀负载1000kg,求电机功率:
Fa=F+μmg,设切削力不考虑,设综合摩擦系数μ=0.1,得Fa=0.1*1000*9.8=980N;
Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1),设n1=0.94,得Ta=980*5/5.9032≈830N.mm=0.83N.M
根据这个得数,可以选择电机功率。以台湾产某品牌伺服为例,查样本得知,额定扭矩大于0.83N.M的伺服电机是400W。(200W是0.64N.M,小了。400W额定1.27N.M,是所需理论扭矩的1.5倍,满足要求)
当然咯,端部安装部分和滚珠
丝杆 螺母预压以及润滑不良会对系统产生静态扭矩,也称初始扭矩,实际选择是需要考虑的。另外,导向件的摩擦系数不能单计理论值,比如采用滚珠导轨,多套装配后的总摩擦系数一定大于样本参数。而且,该结果仅考虑驱动这个静止的负载,如果是机床工作台等设备,还要考虑各向切削力的影响。
若考虑加速情况,较为详细的计算可以参考以下公式(个人整理修正的,希望业内朋友指点):
水平使用滚珠丝杆驱动扭矩及电机功率计算:
实际驱动扭矩:T=(T1+T2)*e
T:实际驱动扭矩;
T1:等速时的扭矩;
T2:加速时的扭矩;
e:裕量系数。
等速时的驱动扭矩:T1=(Fa*I)/(2*3.14*n1)
T1:等速驱动扭矩kgf.mm;
Fa:轴向负载N【Fa=F+μmg, F:
丝杆 的轴向切削力N,μ:导向件综合摩擦系数,m:移动物体重量(工作台+工件)kg,g:9.8 】;
I:
丝杆 导程mm;
n1:进给丝杠的正效率。
加速时的驱动扭矩:T2=T1+J*W
T2:加速时的驱动扭矩kgf.m;
T1:等速时的驱动扭矩kgf.m;
J:对电机施加的惯性转矩kg.m²【J=Jm+Jg1+(N1/N2)²*〔Jg2+Js+m(1/2*3.14)²〕】
W:电机的角加速度rad/s²;
Jm:电机的惯性转矩kg.m²;
Jg1:齿轮1的惯性转矩kg.m²;
Jg2:齿轮2的惯性转矩kg.m²;
Js:丝杆的惯性转矩kg.m²
(电机直接驱动可忽略Jg1 、Jg2)
若采用普通感应电机,功率根据以下公式计算:
P=TN/9549
P:功率;T:扭矩;N:转速--蓝色冰雪456
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第1个回答  2013-01-17
50/1000*10*9.8=4.9NM
需要电机扭力5NM左右(提升重力,推力牵扯因素太多不好计算)
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