電機與絲桿驅動的升降組件設計

大家好 我是秦峯 今天的話我們繼續來講解發動機翻轉案例的第四講 這邊的話 包含我們伺服電機的選行 連軸器的選行 和這一個絲桿的選用和這一個防掉鎖的應用 我們來看一下 這個上面的這一個電機 它是我們的伺服電機 大家都基本上用過伺服電機和步行電機 主要的一個區別就是上面它帶了一個編碼器 好 下面的話它是減速機 下面它有我們的連軸器和我們的絲桿導軌 相對應的使用 然後爲了防止掉落的話 這裏還有一個防掉鎖 那麼這就是我們這一個設備上面要用到的這些案例 那麼這節課主要講這幾個部分 來 首先我們來看一下整體思路 整體思路的話 我們就要確定這一個整個工作臺 它的這一個重量 我們把這一個工作臺重量算下來的話 我們來確定絲桿的軸徑 軸徑算下來 我們根據它的速度和這一個伺服電機的速度 我們來確定出這一個絲桿的導軌 那麼在最後可以判定出我們這一個電機需要的 扭矩 好 先看一下伺服電機選用的過程中都注意的哪些個參數 我們也可以來看一下 這個是一個伺服電機的一個樣冊 它包含的這一個功率 還有這一個驅動器的型號 我們的額定扭矩 最大扭矩 最高轉速 額定轉速也叫 好 我們的電機的慣料 和這一個編碼器的分辨率 和這一個有自動要求和無自動要求 下面的話是它的一些個外殼的參數 我們對它要求不大 好 主要就是這個 而我們在選擇伺服電機的時候 主要知道這幾個參數就可以了 一個是我們的額定扭矩和最大扭矩 一般是乘三倍左右 也就是說最大扭矩是它額定扭矩的三倍 那麼這邊還有一個重要參數 是它的轉速 就是它的額定轉速和最高轉速 一般我們只要看額定轉速就可以了 還有一個是編碼器的精度 編碼器的分辨率越高的話 它對應的伺服電機的精度越高 來 我們只需要知道這幾個 還外加一個慣料 慣料的話是決定一個電機啓動 平穩性的一個很重要的參數 這邊也要去決定一下 這邊的話主要就是4個參數 好 有了這幾個的話 我們來接下來來看一下 絲桿系統到底要怎麼樣選行 從伺服電機這邊下來的話 就是我們的黏軸器 黏軸器下來的話就是我們的絲桿 好 先看一下黏軸器 黏軸器的話 我們要選用的話 它主要是一個作用 就是防止我們軸線上面的偏差 和軸線角度上的偏差 和軸向上面的位置偏差 和符合偏差 主要是起到這4個作用 沒別的 那麼黏軸器的大小 我們一般很多時候 我們同學去買的時候 它是這樣的 我們量一下這一個電機的軸是多少 量一下絲桿的軸是多少 然後我們就把這一個黏軸器 把它買回來 這樣的話往往它是特別粗略 而且也沒有什麼章法的一個選行 那麼真正的選行的話 具體要怎麼定 我們要知道黏軸器的額定扭矩 好 額定扭矩怎麼算 一般是根據我們負載的扭矩 或者說電機的扭矩 把電機的扭矩算出來之後 我們要乘上係數 K1K2和K3 這樣的話 我們可以把黏軸器的扭矩確定下來 那麼扭矩怎麼看了K1的話 看到是恆定的負載 還是小變動負載 和長變動負載 和大變動負載 來根據你這一個運行的條件 來運行 像我們這個的話 屬於小變動負載的話 我們可以選用K1 1.2 好 運行時間的話 每天是運行8小時 還是24小時 還是2小時 這邊的話 根據你們的工況決定 如果說是8小時的話 我們按照K2就是1.0 如果每天運動16小時的話 它就是1.18 每天運行24小時的話 它就是1.28 好 最後一個係數K3的話 就是它的一個啓動停止平方度係數 那麼也就是說 每小時啓動的這一個係數 小於10次 那麼我們用1 如果小於或等於我們的120次的話 我們用這一個1.5 好 把它算出來之後 我們就有一系列的表格可以查 這邊的話 根據我們這個表格查出來 比如這一個年度器 它選出來的額定扭矩是這一個 是0.2牛米 當然我們來看一下 0.2牛米 它滿不滿足我們的軸徑要求 如果不滿足軸徑要求的話 我們往下面找 比如說我們一根軸的一個軸徑 是6 一根軸徑是8的話 那麼就只能在這一欄裏面選 如果比較小的話 咱就滿足不了了 因爲裝都裝不上 你這個扭矩選出來意義何在 所以說 要滿足我們扭矩的情況下 再來看軸徑 所以說它的選擇基準是這個樣子 那麼這麼多種類的年度器 我們該怎麼樣去確定 它具體哪種電機用哪種年度器 這邊簡單給大家 給一個經驗的選擇方法 那麼如果是我們的 伺服電機的話 我們可以選擇羅溫式的 和彈並式的 和平應式的都是可以的 好 如果是我們的步行電機 或者是三星步行電機 精度要求不怎麼高的話 我們可以用梅花的 十字滑塊的 波棱管式的都是可以的 好 大功率的話 我們也可以用磨平式的 好 這邊的話是我們的簡單的經驗之談 好 那麼年度器我們確定下來之後 最後還有一個東西 就是我們的絲桿 因爲我們這一套系統 它有電機 有連接器 還有絲桿 那我們來看一下絲桿的選擇 絲桿選擇的話 這就是我們的絲桿 它由我們的螺桿 和我們的螺母組成起來 當然我們這一個絲桿要固定起來 我們離不開兩個東西 一個是我們的固定座 一個是我們的支撐座 主要把它組裝起來 就是這個東西 那麼我們沒有一個東西是自己做的 也不用說 我買一個東西回來 這兩個座子我自己做 自己做的話 可能做不到買過來的那麼好 所以我們儘量的話 爲了提高我們的精度 或者說提高我們的穩定性 提高我們的壽命 我們還是儘量的採用去買過來的 然買過來的話 這一個東西 它是防止我們鏡像跳動 和軸躍跳動叫做固定座 然這東西的話 它只是起支撐作用 所以叫做支撐座 那麼我們螺母如果方向要改變的話 咱這邊還可以給它加一個螺母座 好 把這個東西確定下來之後 我們固定座 它分爲以下幾種 有這種立式的 然它也有這種法蘭型的 根據我們的具體安裝要求 選擇我們需要的固定座 或者是安支撐座 那麼這邊的話 以與之相對應的模型的話 我們這邊也可以給大家找到類似的 像這一款的話 它是立式的 大家看到沒有 然後它是把它這根軸 與我們的板子它是平行的 當然我們發動機的座子的話 它是我們的帶法蘭的 它直接固定在這個上面 這個大家也要搞清楚 好 具體的三個模型的話 主要含這個樣子 這個是固定座 這個是支撐座 這兩個是我們的 聚氨酯的防撞塊 它防止我們的螺母 撞到我們的固定座上面 這個要了解一下 好 把這些全部確定下來 那麼我們就按照我們的模型 一步步來帶大家怎麼選這些個東西 來 假設這邊負載帶上發動機之後 所有的負載總負載加起來 大概是500千克 假設 那麼對500千克的話 我們首先我要選擇絲桿 因爲它負載 它是直接固定在絲桿上面的 那麼絲桿用多 當然這邊的話 也給大家選用一個比較簡單粗暴的方法 我們直接查表 也算起來比較麻煩 我們這邊如果直接查表的話 我們可以按照這張表 來把絲桿確定下來 這一個是它的安裝距離 我們看我們這個東西要運行多長 那麼假設我們安裝的距離是600 那麼我這邊的話是它的軸向載荷 那麼我們按照這一個軸向載荷 把它算出來的話 我們比如說400千克 它就是4000牛是吧 4000牛 那麼這邊它的單位是千牛 那麼這邊就是4000牛了 那麼對應的找上來的話 它按照這一個區間找 那麼我們的絲桿最小直徑 確定下來就是我們的20 但是我們在這個基礎上選大一點 可以選25的 或者說選28的都是可以 所以說我們儘量在這個基礎上 往大的一點選 那麼我們就暫定爲25或者28 那麼就25 好25 那麼絲桿的第一個參數確定下來 那麼還有一個參數就是我們的導程 導程的話是根據怎麼選的 這邊的話給大家一個方法 導程是什麼意思 導程就是說我們電機轉動一圈 我們這一個座子 往上面移動的這一個距離 叫做導程 剛纔我們查了 我們的這一個伺服電機的額定轉速 爲3000轉 3000轉的話 那麼我們如果不帶減速機的情況下 我們的導程是可以算出來的 按照一個公式 大家要記一下 就是說我們的導程 它會等於我們的這一個速度 除以我們的轉速 那麼這個東西 我需要移動的速度是多少 比如說我一秒鐘 往上面移動的距離是10公分 是吧 一秒鐘轉動10公分 那就是每秒轉動0.01米 沒什麼毛病 好 0.01米每秒 那麼這就是我們的這一個速度 那麼轉速的話 剛纔我們知道是3000轉 那麼我們的導程得出來是多少 這邊可以來算一下 因爲這邊的話 它的速度是米每秒 它的速度是轉每分 那麼這邊的話 分到秒的話 這邊乘一個60 那麼這邊是我們的 這邊算出來 我們這一個轉速 和我們這一個下面的話 它還有一個東西 好 這邊的話瞭解一下 就是說我們導程 它是按照毫米算的 所以說這一個速度 要乘以60乘以1000 除以我們的轉速 它會等於我們的導程 那麼剛纔算出來 它是0.01 好 0.01的話 那麼這邊的話 就是0點 應該是0.1 0.1乘以60 乘以1000的話 那麼乘以60乘以1000 除以我們的3000 來算一下大家 這邊的話 找到我們的這一個計算器 0.1乘以我們的60 乘以我們的1000 除以我們的3000 那麼得出來 我們的導程是2 是吧 很簡單 但是我們可能去找這根絲桿的話 找不到這一個導程 是2的這一個絲桿 我們可以找到導程是5的 可以找到導程是10的 也可以找到導程是15的 但是我去查表 如果說我們這個絲桿軸徑是25 那麼找到這一個絲桿 只有這一個10的怎麼辦 我們就用0.1 乘以我們的60 乘以我們的1000 來先除以我們的導程只有10 那麼除以10 那麼得出來的我們的轉速 可以得到一個新的轉速 然後我們再算一遍 這樣的話 我們可以根據這個轉速 和電極的轉速 去選擇我們的減速機 減速機就是這樣出來的 因爲導程 它不可能爲你需要的導程去定製 我們只能用已有的 所以我們按照這個方法定出來的 這一個導程 那麼我們第二步來確定我們的轉速 精確的轉速 好 那麼這邊的話 按照同樣的方法 我們來算一遍 0.1 乘以我們的60 乘以我們的1000 除以我們的這一個導程是10 那麼得出來我們的轉速是600轉 好600轉 那麼得出我們的這一個 電極它是3000轉 那麼這邊我們需要的轉速 又是600轉 那麼用3000 除以我們600 那麼得出來 那麼我們減速機的減速比就是5 我不知道大家有沒有學會 那麼減速機的減速比也出來了 那麼所以年軸器的這一個扭矩 和這一個電極的扭矩 我們也可以進一步算出來 這邊的話再給大家一個公式 也就是說 知道我們斯坦的導程 知道我們這一個負載的大小 我們是可以把這一個電極的扭矩 推出來 具體公式爲如下 F乘上我們的pb pb是我們的導程 等於我們的這一個轉扭矩 乘以我們的二派 好 當然這邊還有一個效率 好 這邊的話 已知它的這一個力是500千克 它就是5000牛 已知我們的導程是10毫米 那麼這邊得出來的這一個扭矩 它是可以得出來 因爲二派是一個常數 效率的話 由於我們的這一個 斯坦和這一個 直線導軌的話 它這個效率的話 基本上都是0.98 乘以0.98 那麼我們可以把這個效率 把它得出來 還有這一個減速機的效率 七七八八把它算進來 這個效率 我們是可以把它算起來 幾個效率相乘就可以了 那麼最終我們可以得出一個扭矩 得出了這個扭矩 可以把它擴大一點 就是我們的電極的扭矩 根據電極的扭矩 我們又可以把減速機的扭矩算出來 因此這個東西 你只要搞通了一點 那麼所有的東西 你就全部通了 按照這個思路來就行了 當然這邊時間有限 我不可能把所有的這一個東西 帶着我們的這一個數據 帶着我們去計算 當然這邊的話 它這個伺服電機 它是不帶這一個自鎖功能的 因爲我們的這一個滾珠絲桿 它也沒辦法鎖住 因此爲了防止我們掉下去的話 它這邊還加了一個防掉系 防掉鎖 那麼如果大家想跟着我們來系統的學習 像我們的這一個 YP學院一樣 然後帶着我們的數據 然後一步一步帶着大家來計算的話 也可以大家加一下 我們的QQ學習羣 來跟着我們系統學習一下