Lineaariohjaimen kitkavoiman ja käyttömoottorin voiman laskeminen

Lineaariohjaimen ajovastus voidaan arvioida käytetystä kuormasta ja ohjauskitkakertoimesta, mutta kuorman kitka on vain osa kokonaisvastusta. Tiivisteet, esijännitys, voiteluaineen viskositeetti, asennusvirhe ja ulkoiset kaapelivoimat voivat myös vaikuttaa siihen, kuinka paljon voimaa moottorin tulee tuottaa.

Alustavaa laskelmaa varten lineaarinen ohjauskitkavoima voidaan ilmaista seuraavasti:

Tämä yhtälö on hyödyllinen moottorin ja toimilaitteen alustavassa mitoituksessa. Lopullisissa laskelmissa tulisi käyttää valitulle ohjemallille julkaistuja kitka--käyttövastustietoja, varsinkin kun järjestelmässä käytetään voimakasta esijännitystä, vahvistettuja tiivisteitä tai matalan lämpötilan rasvaa.

Mikä luo vastuksen lineaarisessa oppaassa?

Lineaarinen profiiliohjain käyttää kierrättäviä palloja tai rullia kiskon ja vaunun välillä. Vierintäkosketin tuottaa paljon vähemmän vastusta kuin liukuohjain, mutta vastus ei ole nolla.

Tärkeimmät lähteet ovat:

• Vierintäkitka:vierintäelementtien ja juoksuteiden väliin syntyvä vastus kuormituksen alaisena.
• Tiivistevastus:kosketus pää{0}}tiivisteen huulten ja ohjauskiskon välillä.
• Esijännitysvastus:sisäinen kuormitus, jota käytetään poistamaan välystä ja lisäämään jäykkyyttä.
• Voiteluaineen kestävyys:rasvan viskositeetti, rasvan määrä ja käyttölämpötila vaikuttavat ajovastukseen.
• Asennusvastus:kiskon suuntausvirhe, pohjan muodonmuutos ja epätasainen lohkoasennus aiheuttavat sisäisiä voimia.
• Ulkoinen vastus:kaapelikannattimet, palkeet, letkut ja prosessilaitteet voivat vastustaa työtason liikettä.

Laskettu arvo on siis arvio oikein asennetuissa ja voideltuissa olosuhteissa. Suuri ero laskennan ja mitatun voiman välillä osoittaa yleensä, että olemassa on toinen vastuksen lähde.

Vaihe 1: Määritä ohjainten kantama kuorma

Vaakasuoralla alustalla, jossa on keskitetty kuorma, ohjausjärjestelmän kantama normaali kokonaiskuorma voidaan aluksi arvioida liikkuvasta massasta:

Jossa:

• P=normaali kuormitus ohjausjärjestelmässä (N)
• m=liikkuva massa, mukaan lukien pöytä, työkappale ja liikkuvat tarvikkeet (kg)
• g=painovoimakiihtyvyys, noin 9,81 m/s²

Esimerkiksi 300 kg:n liikkuva alusta tuottaa pystysuoran kokonaiskuorman:

Tämän arvon jakaminen tasan neljälle lohkolle on hyväksyttävää vain, kun rakenne on jäykkä, symmetrinen ja kuorma vaikuttaa lähellä ohjausjärjestelyn keskustaa. Siirtymä hyötykuorma tai prosessivoima luo rullaus-, nousu- tai kiertomomentteja, jolloin jotkut lohkot kantavat enemmän kuormaa kuin toiset.

Kun on olemassa merkittäviä hetkiä, laske kuormitus eniten kuormitetulle lohkolle ennen ohjauskapasiteetin ja käyttöiän tarkistamista. Katso meidänlineaarinen ohjausmomentin kuormituslaskentakaksi{0}}raidetta, neljä-korttelin järjestelyä.

Vaihe 2: Valitse sopiva kitkakerroin

Noin 0,002–0,003 arvoa käytetään yleisesti alustavana vertailuna monille pallo{2}}tyyppisille lineaariohjaimille sopivassa voitelussa ja normaaleissa käyttöolosuhteissa. Rullaohjaimet, pienoisohjaimet ja erityisillä sisärakenteilla varustetut ohjaimet voivat vaatia erilaisia ​​arvoja.

Kitkakerroin ei ole universaali vakio. Arvon 0,003 käyttäminen jokaiselle ohjaimelle, esijännitysluokalle, tiivistejärjestelylle ja käyttölämpötilalle voi tuottaa epätarkan tuloksen. Käytä alustavaa kerrointa vain ennen kuin tarkka ohjainkonfiguraatio on vahvistettu.

Vaihe 3: Laske kuormitus-riippuvainen vierintäkitka

Peruskuormasta{0}}riippuva kitkavoima on:

Käyttämällä edellistä 300 kg:n alustaa ja oletettua kerrointa 0,003:

Tämä tulos voi näyttää yllättävän alhaiselta. Se edustaa vain oikein asennetun ohjausjärjestelmän kuormasta{1}}riippuvaa vierintävastusta. Tiivistevastusta, rasvaa, esijännitystä ja ulkoisia lisävarusteita ei ole vielä sisällytetty.

Vaihe 4: Lisää tiivisteen vastus jokaiselle lohkolle

Tiivistevastus määritellään normaalisti lohkokohtaisesti. Jos asennetaan neljä tiivistettyä lohkoa, kaikkien neljän lohkon vastus on sisällytettävä:

Jos oletettu tiivistysvastus on 3 N per lohko ja alusta käyttää neljää lohkoa:

Arvioitu ohjausvastus on:

3 N-arvo tässä esimerkissä on oletus, jota käytetään menetelmän osoittamiseen. Se ei ole yleinen arvo tai DLY-mittattu spesifikaatio. Todellinen tiivisteen vastus on vahvistettava valitulle ohjainsarjalle, lohkokoolle, tiivistetyypille ja voiteluolosuhteille.

Miksi tiivisteen vastus on tärkeämpi{0}}kevyissä kuormitusjärjestelmissä

Kuormasta-riippuva kitka pienenee, kun kuormitus pienenee, mutta tiivisteen vastus ei välttämättä pienene samassa suhteessa. Tästä syystä pelkkä μP:n laskeminen voi merkittävästi aliarvioida kevyesti kuormitetun paikannusasteen siirtämiseen tarvittavan voiman.

Harkitse kahta järjestelmää, joissa käytetään neljää lohkoa, joilla on sama oletettu tiivistysvastus:

30 kg:n esimerkissä resistanssin arvioiminen pelkästään μP:n perusteella jättäisi pois suurimman osan odotetusta ohjausresistanssista.

Vaihe 5: Laske akselin liikuttamiseen tarvittava kokonaisvoima

Moottori ei voi voittaa vain lineaarista ohjausvastusta. Kiihdytyksen aikana sen on myös kiihdytettävä liikkuvaa massaa ja voitettava prosessivoimat ja ulkoinen vastus.

Vaaka-akselille:

Oletetaan, että 300 kg:n alusta toimii seuraavissa olosuhteissa:

• Kiihtyvyys: 2 m/s²
• Prosessivoima: 150 N
• Laskettu ohjausvastus: 20,83 N
• Arvioitu kaapelikannattimen vastus: 25 N

Kiihdytysvoima on:

Kokonaiskäyttövoima kiihdytyksen aikana on:

Suoravetoisessa{0}}lineaarimoottorissa tämä voima vaikuttaa suoraan vaadittavaan työntövoimaan. Moottorin valinnassa on silti tarkistettava jatkuva voima, huippuvoima, käyttöjakso, nopeus ja lämpörajat.

Käyttövoiman muuntaminen kuularuuvin vääntömomentiksi

Jos alustaa käytetään kuularuuvilla, lineaarinen voima voidaan muuntaa ruuvin vääntömomentiksi:

Käyttämällä 10 mm:n lyijypalloruuvia ja oletettua käyttötehoa 0,90:

Tämä on vääntömomentti, joka tarvitaan lasketun lineaarisen voiman tuottamiseen. Se ei ole vielä lopullinen moottorin vääntömomentti. Myös kuularuuvin pyörimishitaus, kytkimen inertia, laakerivastus, kiihtyvyysaika, välityssuhde ja turvallisuusvara on tarkistettava.

Katso täydellinen taajuusmuuttajan laskelma kohdastaPalloruuvimoottorin vääntömomentin laskeminen: esimerkkejä vaaka- ja pystyakselista.

Käynnistysvastus ja ajovastus eivät ole aina samat

Vierivillä lineaarisilla ohjaimilla on normaalisti suhteellisen pieni ero staattisen ja dynaamisen kitkan välillä. Koko akseli saattaa kuitenkin vaatia enemmän voimaa käynnistettäessä pitkän pysähdyksen jälkeen.

Mahdollisia syitä ovat:

• rasvan uudelleen jakautuminen tai korkea rasvan viskositeetti;
• alhainen ympäristön lämpötila;
• tiivisteen huulet tarttuvat hieman kiskon pintaan;
• esiladatut lohkot;
• kaapelin harjoittaja taivutusvastus;
• kuularuuvin tai tuki{0}}laakerin käynnistysmomentti;
• kohdistusvirhe, joka tulee selvemmäksi kääntämisen aikana.

Moottori on tarkastettava sekä korkeimman käynnistys- tai kiihdytystarpeen että jatkuvan käyntitarpeen suhteen. Pelkästään tasaisen-nopeusohjaimen kitkan valitseminen ei riitä.

Todellinen lineaarisen ohjaimen juoksuvastuksen mittaaminen

Mikäli mahdollista, mitattu vastus antaa paremman perustan lopulliselle käyttöönotolle kuin pelkkä kitkakerroin.

1. Irrota käyttömekanismi, jos se voidaan tehdä turvallisesti, jotta kuularuuvi ja moottorin vastus eivät vaikuta ohjausmittaukseen.
2. Pidä normaali liikkuva alusta ja käyttökuorma asennettuna.
3. Käytä kalibroitua voimamittaria, joka on kohdistettu ajosuuntaan.
4. Vedä alustaa hitaalla, vakaalla nopeudella äkillisen voiman käyttämisen sijaan.
5. Mittaa molempiin suuntiin ja useista kohdista vedon varrella.
6. Kirjaa ylös aloitusvoiman huippu ja vakaa liikevoima erikseen.

Voima, joka pysyy jatkuvasti korkeampana yhteen suuntaan, voi olla merkki ulkoisesta kaapelista tai tiivistevaikutuksesta. Paikallinen voimahuippu yhdessä paikassa viittaa useammin kontaminaatioon, kiskon muodonmuutokseen, asennus-pintavirheeseen tai huonoon yhdensuuntaisuuteen.

Mitä jos mitattu vastus on liian korkea?

Jos alusta tulee tiukaksi sen jälkeen, kun toinen kisko tai liikkuva pöytä on kiristetty kokonaan, moottorin vääntömomentin lisääminen ei ole oikea ensimmäinen vastaus. Asennuksen-sisäinen jännitys voi lisätä lämpöä ja lyhentää ohjaimen käyttöikää, vaikka moottori olisi tarpeeksi tehokas liikuttamaan akselia.

KatsoLineaaristen liikeohjainten asentaminenasennus-pinnan valmisteluun, viite-kiskojen kohdistukseen ja kiristykseen.

Luotettavaa laskelmaa varten tarvittavat tiedot

Ennen kuin valitset lineaariohjaimen tai käyttömoottorin, varmista seuraavat asiat:

• liikkuva massa ja hyötykuorma;
• opassarja, koko ja lohkomäärä;
• pallo-tyyppi tai rulla-tyyppinen ohjain;
• esijännitys tai välysluokka;
• tiivisteen ja kaavin kokoonpano;
• kiskon suunta ja kuorman suunta;
• suurin nopeus ja kiihtyvyys;
• työ- tai prosessivoima;
• palloruuvijohto tai suora{0}}käyttöjärjestely;
• kaapelinkannatin, palkeet ja letkun vastus;
• käyttölämpötila ja voiteluolosuhteet.

Lineaarisen DLY-ohjaimen valinnassa malli ja lohkojärjestely tulee vahvistaa yhdessä todellisen kuorman, asennusasetelman ja työympäristön kanssa. Ajovastusta ei pidä arvioida pelkästään dynaamisen kuormituksen perusteella, koska kantavuus ja kitkavastus kuvaavat ohjauksen suorituskyvyn eri puolia.

Johtopäätös

Alustavaa arviota varten lineaarinen ohjausvastus voidaan laskea kuormasta{0}}riippuvasta vierintäkitkasta sekä tiivisteestä ja lisävastuksesta:

Ohjausvastus lisätään sitten kiihdytysvoimaan, prosessivoimaan ja ulkoiseen lisävastusvastukseen akselin kokonaiskäyttövoiman määrittämiseksi. Palloruuvijärjestelmissä tämä voima voidaan muuntaa kuormitusmomentiksi, mutta ruuvin hitaus, tukilaakerit, kytkimen inertia ja moottorin toimintaolosuhteet on silti arvioitava erikseen.

Tärkein käytännön seikka on, että liiallista vastusta ei pitäisi automaattisesti ratkaista valitsemalla isompi moottori. Jos mitattu vastus muuttuu jyrkästi iskun varrella tai kasvaa asennuksen jälkeen, tarkista ensin kiskon kohdistus, asennuspinnat, voitelu, tiivisteet ja alustan muodonmuutos.

← Takaisin DLY-blogiin