電缸是一個很神奇的東西~
電缸的使用與氣缸類似,直線運動,但比氣缸的功能多很多。
例如多點位移的精確控制,大部分氣缸只有兩個工作點,也有中間停止的夾緊氣缸,但精度難以保護,只能靠物理擋停來實現。
例如力的精準閉環控制,通過伺服的使能力矩保持功能,將輸出力控制在一個所需要的范圍內,這個功能要配合力傳感器來實現。
電機輸出扭矩與力的關系
電機輸出扭矩與電缸輸出力的關系F=T?η?2π?R/L
F:電缸輸出力,單位N
T:電機輸出扭矩,單位Nm
R:減速比
L:絲杠導程,單位m
效率(一般選擇電缸的總效率的85-90%,但是效率根據實際使用工況會有變化,工作力一般取最大力的80%,請注意)
電缸壽命計算
電缸壽命一般指電缸內部使用的絲杠壽命,可以分為兩個部分,一是絲杠的壽命,它可以通過計算得出,另一個是使用壽命,取決于使用條件(如溫度、灰塵、整個用潤滑的種類和定期添加的頻率等等)。使用壽命往往通過經驗得出。以下是電缸的疲勞壽命的計算方法。??10=(????/????)3???
L10:電缸的壽命,單位KM
Fm:電缸承受的平均力載,單位KN
Ca:絲杠螺母的基本額定動負載,單位KN
S:絲杠導程,單位MM
平均負載的計算
平均負載是指電缸在一個工作循環中,綜合在各個不同工作區間的力、速度和時間后得出的立方平均值。
轉矩Nm
導程mm
出力大小KG
1、出力大小是理論的最大出力。
2、減速比是傳動機構的速比。
3、傳動效率是整體的傳動效率,一般絲杠為90%。
4、導程為絲杠導程。
舉例:需要一支1T出力的電缸,如何選擇電機?
選擇一:1.3kW電機,額定轉矩為8.34Nm,減速比2,導程10。
理論出力=8.34x2x2x3.14x0.9x100/10=943kg(小于1T,怎么辦?)
解決辦法:124
a、增加減速比為2.4,理論輸出力為1132mG
b、減少導程為5,理論輸出力=1886mG
c、電機超額定負載,小于最大負載23.3Nm
選擇二:0.85kW電機,額定轉矩為5.39Nm,減速比2,導程5。
理論出力=5.39x2x2x3.14x0.9x100/5=1219kg.
此時,請注意其它重要參數,最大運行速度。
第一種選擇方案的最大運行速度為:3000*10/60*2=250mm
第二種選擇方案的最大運行速度為:3000*5/60*2=125mm
所以,如果在討論參數時犧牲最大速度,可以降低電機的功率,同時需注意客戶的產品是否需要人保壓。需要保壓時電機不能超載。
確定電缸速度的因素
由于伺服電機的選擇需要老師其額定轉矩、最大速度、轉子已慣量等參數。一般選擇中慣量、中容量電機,最大速度為3000rpm,所以一般電缸的速度有如下規律:
1T、2T電缸的最大行走速度為160mm/s
3T、5T的最大行走速度為120mm/s
確定電缸重復定位精度的因素:
電缸驅動主體為絲杠,重復定位精度取決于絲杠本身的誤差。選絲杠時,一般考慮C3、C4、C5、C7,對應的誤差是300mm內的誤差是0.008mm、0.012mm、0.05mm。
選擇絲杠舉例:當重復定位精度要求+/-0.01mm時,行程300mm,需要選擇的絲杠精度為C3級;行程150mm,可以選擇的絲杠精度是C4和C5級。
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