Vi siete mai chiesti come le macchine selezionano il motore perfetto? Questo articolo svela l'affascinante processo che si cela dietro la scelta del servomotore giusto per vari compiti meccanici. Immergetevi per capire i calcoli e i criteri che gli ingegneri utilizzano per garantire l'efficienza e la precisione dei macchinari.
Dato:
Selezionare il servomotore e il riduttore, con il seguente schema dei componenti:
Calcolo del momento d'inerzia per la rotazione del disco
JL = MD2/8 = 50 * 502 / 8 = 15625 [kg-cm2]
Assumendo un rapporto di riduzione di 1:R, l'inerzia del carico che si riflette sull'albero del servomotore è 15625/R2.
Secondo il principio che l'inerzia del carico deve essere inferiore a tre volte l'inerzia del rotore JM del motore,
se si sceglie un motore da 400W, JM = 0,277 [kg-cm2],
allora: 15625 / R2 < 3*0.277, R2 > 18803, R > 137,
la velocità di uscita = 3000/137 = 22 [giri/min],
che non soddisfa il requisito.
Se si seleziona un motore da 500W, JM = 8,17 [kg-cm2],
allora: 15625 / R2 < 3*8.17, R2 > 637, R > 25,
la velocità di uscita = 2000/25 = 80 [giri/min],
che soddisfa il requisito.
Questo tipo di trasmissione presenta una resistenza minima, quindi il calcolo della coppia viene ignorato.
Dato:
Ignorando il peso di ciascuna ruota del nastro trasportatore,
Qual è la potenza minima richiesta da un motore per azionare un tale carico?
Il diagramma schematico del componente è il seguente:
1. Calcolo dell'inerzia del carico riflessa sull'albero del motore:
JL = M * D2 / 4 / R12
= 50 * 144 / 4 / 100
= 18 [kg-cm2]
Secondo il principio che l'inerzia del carico deve essere inferiore a tre volte l'inerzia del rotore del motore (JM):
JM > 6 [kg-cm2]
2. Calcolo della coppia necessaria per azionare il carico del motore:
Coppia necessaria per vincere l'attrito:
Tf = M * g * µ * (D / 2) / R2 / R1
= 50 * 9.8 * 0.6 * 0.06 / 2 / 10
= 0,882 [N-m]
Coppia necessaria per l'accelerazione:
Ta = M * a * (D / 2) / R2 / R1
= 50 * (30 / 60 / 0.2) * 0.06 / 2 / 10
= 0,375 [N-m]
La coppia nominale del servomotore deve essere superiore a Tfe la coppia massima deve essere superiore a Tf + Ta.
3. Calcolo della velocità del motore richiesta:
N = v / (πD) * R1
= 30 / (3.14 * 0.12) * 10
= 796 [rpm]
Dato:
Selezionare il servomotore con la potenza minima che soddisfa i requisiti di carico,
Il diagramma dei componenti è il seguente:
1. Calcolo dell'inerzia del carico convertita all'albero del motore
Inerzia del carico del peso convertito in albero motore
JW = M * (PB / 2π)²
= 200 * (2 / 6.28)²
= 20,29 [kg-cm²]
L'inerzia rotazionale della vite
JB = MB * DB² / 8
= 40 * 25 / 8
= 125 [kg-cm²]
Inerzia totale del carico
JL = JW + JB = 145,29 [kg-cm²]
2. Calcolo della velocità del motore
Velocità del motore richiesta
N = V / PB
= 30 / 0.02
= 1500 [giri/min]
3. Calcolo della coppia necessaria per azionare il carico del motore
La coppia necessaria per vincere l'attrito
Tf = M * g * µ * PB / 2π / η
= 200 * 9.8 * 0.2 * 0.02 / 2π / 0.9
= 1,387 [N-m]
Coppia richiesta quando il peso è in accelerazione
TA1 = M * a * PB / 2π / η
= 200 * (30 / 60 / 0.2) * 0.02 / 2π / 0.9
= 1,769 [N-m]
Coppia richiesta quando la vite è in accelerazione
TA2 = JB * α / η
= JB * (N * 2π / 60 / t1) / η
= 0.0125 * (1500 * 6.28 / 60 / 0.2) / 0.9
= 10,903 [N-m]
Coppia totale richiesta per l'accelerazione
TA = TA1 + TA2 = 12,672 [N-m]
4. Selezione del servomotore
Coppia nominale del servomotore
T > Tf e T > Trms
Coppia massima del servomotore
Tmassimo > Tf + TA
Infine, è stato selezionato il motore ECMA-E31820ES.
In qualità di fondatore di MachineMFG, ho dedicato oltre un decennio della mia carriera al settore della lavorazione dei metalli. La mia vasta esperienza mi ha permesso di diventare un esperto nei campi della fabbricazione di lamiere, della lavorazione, dell'ingegneria meccanica e delle macchine utensili per metalli. Penso, leggo e scrivo costantemente su questi argomenti, cercando di essere sempre all'avanguardia nel mio campo. Lasciate che le mie conoscenze e la mia esperienza siano una risorsa per la vostra azienda.
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