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贯通垂直应用丝杆电机选型实例和计算公式参考-立成机电(LEEXEN)专业为您选型

时间:2023-04-23   访问量:1059

       引言:随着自动化装备设备行业的发展,电气控制系统作为其核心部分之一,扮演着越来越重要的角色。而立成丝杆步进电机作为一种具有良好性能和可靠性的电机,被广泛地应用于数控机床、立式加工中心、雕刻机、机械手臂等机电设备中。因此,在立成机电行业,对于丝杆步进电机的选型,有着十分重要的意义。

接下来,以贯通丝杆步进电机为例,介绍丝杆步进电机的选型原则和注意事项。

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假设我们需要设计一款垂直升降平台,它的贯通丝杆和电机需要满足以下要求:


1. 最大荷载能力为500kg;

2. 升降高度为1.5m;

3. 升降速度为0.05m/s。


选型步骤:

1.计算贯通丝杆的选型参数。

公式:$F=2pieta rac{T}{P} $

其中

$F$——丝杆轴向力;

$eta$ ——丝杆的效率;

$T$——负载力矩;

$P$——丝杆导程。

根据最大荷载能力为500kg,可得负载力矩$T=500kg imes 9.8m/s^2 imes 0.75m=3675Ncdot$ m。为了保险起见,本例选择贯通丝杆轴向力的设计安全系数为2,所以再将负载力矩乘上2,则得到$F=7350N$。考虑到使用环境较差,贯通丝杆的效率选择为0.7。

根据 $F=2pieta rac{T}{P}$,整理得:

$P=2pieta rac{T}{F}=2pi imes 0.7 imes rac{3675Ncdot m}{7350N}=0.0025m$

因此,选用导程为0.0025m的贯通丝杠。

2.计算电机的选型参数。

公式:$P=Mcdot omega $

其中$M$——电机的扭矩;

$omega$——电机的转速。

根据贯通丝杆轴向力和贯通丝杆导程,可以确定电机需要提供的扭矩大小。直接使用以上贯通丝杆的参数,可得到插入力矩为$F imes P=18.38Ncdot m$,由于实际情况中需要考虑电机扭矩矩顶,选取DC齿轮电机,带有机械减速器,减速比4:1,电机扭矩为4倍的策略,最终得到电机需要提供的扭矩为72.5N·m。考虑到实际情况中,该升降平台需要便携,所以不宜安装大型电机,故选择直流无刷电机,并控制在100W以下。结合实际可选的商品,选择直流无刷电机,标称功率为80W,最大扭矩为92N·m。

3.完整系统的设计和确认。

输出实际车速,为0.05m/s,系统采用闭环控制。在实际系统设计时,要进一步确认力的分布和电机实际转速,以及电机的驱动能力是否可以满足需求。如果有必要,可以对系统进行仿真,评估可靠性和稳定性。最终确定贯通丝杆电机的选型参数以及控制系统方案。


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