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滚珠丝杠,直线滑块初选必备条件:

时间:2019/2/21 9:01:34 人气:34

选型过程:【首先规定了所有必需零件的品牌和产品的选型样本。一般性能参数是不必自己计算的,比如需要一个**kgf锁紧力的螺钉,只要查一下该品牌的什么型号和级别的螺钉满足这个既可,不需要去计算哪种材质哪个外径可以满足要求。再比如我们这里需要能承载5T的滚珠丝杠,无需计算滚珠丝杠的直径,查一下样本哪种直径能满足要求既可】

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选型开始:

第一步,初选滚珠丝杠。

经查,某品牌6310以上型号负载大于5000kgf,先暂定为6310(外径63mm,导程10mm),事实上,负载的大小不光取决于直径,与导程、螺母形式都有关系。通常情况,直径越大负载越大,导程越大负载越大(因为导程较大的一般滚动体直径也越大),外循环形式的螺母负载较内循环形式的大。当然,直径较大的负载对螺杆的径向影响会小一点。精度符合要求的是C3级(0.008mm)及以上级别,不过因为工作行程比较短,在闭环控制系统中,C4级(0.012mm)也可以考虑。螺杆长度应该是最大行程+螺母长度+行程裕量+端部安装长度+驱动连接长度(本文设定:245+134+40+186+50=655mm).

第二步,滚珠丝杠驱动扭矩计算。

根据公式Ta=(Fa*I)/(2*3.14*n1)(出自拙文:http://hi.baidu.com/abba024/blog/item/0944ee22e5e1ecae4723e86d.html)

得出必需扭矩大约为84.8N.M(考虑到大直径丝杠的加工及密封等情况,效率定为0.92左右比较合理),另外,稍高精度滚珠丝杠肯定施加了预压,由此产生的初始扭矩也要考虑,详细计算可参考厂家样本。

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第三步,初选伺服电机和减速机。

扭矩核算:在满足速度要求的情况下,不推荐伺服直驱,道理很简单,能产生87N.M输出扭矩的伺服电机大约是15~20KW,成本将非常高,况且这个87.8N.M还没有裕量,如果安全系数乘2,扭矩就是84.8*2+3=172.6,得选到30KW左右,选型肯定没问题,不过估计老板看到供应商报价会昏过去!我们不妨加一台减速器来增大扭矩从而降低电机功率,理论上减速比多大扭矩就增大多少倍(还得乘以传动效率)。查询某品牌某系列样本得知,2KW、3KW、4.4KW、5.5KW(准确功率样本标注分别1.8、2.9、4.4、5.5KW)额定扭矩分别是11.5N.M、18.6N.M、28.4N.M、35N.M,额定转速均为1500rpm,最大转速均为2000rpm。要得到172.6N.M左右的扭矩,上述电机大概需要分别配用减速比为15(172.6/11.5≈15)、9(172.6/18.6≈9.28)、6(172.6/28.4≈6.08)、5(172.6/35≈4.93)的减速机。理论上,上述功率的电机在配合减速机之后都可以满足扭矩要求,再来核算速度,以排除不能满足速度要求的选项。速度核算:最大速度要求为30mm/s,即1800mm/min,初选滚珠丝杠的导程是10mm,表明丝杠最大转速为1800/10=180rpm/min。

关于控制精度,尤其是分辨率(解析度),因为与电机本身、编码器、驱动器等都有关系。

第四步:导向件选择。

因为中间部分无法进行支撑安装,因此光轴类导向是比较好的选择,负载校核不过多叙述,结论是外径150,长度为最大行程+滑套长度+两端安装长度+80mm行程裕量,材质45#表面淬火镀硬铬。

第五步:联轴器选择。

外径104长度80单板簧碳钢弹性联轴器,零间隙传动。


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