Jak vypočítat redukční poměr převodovky a točivý moment pro systémy pohonu servomotorů?

Zvolený poměr 1:10 byl příliš vysoký pro 0,8sekundový indexový čas a zatěžovací moment byl podhodnocen zhruba o 18 procent, jakmile byla zahrnuta účinnost převodovky. Servomotor, který během zrychlení dosáhne limitu točivého momentu, vypne měnič, sníží přesnost polohování a přehřeje reduktor. Řešení spočívá v disciplinované posloupnosti výpočtů, které pokrývají poměr, krouticí moment, účinnost a setrvačnost před zadáním objednávky.

Co znamenají redukční poměr a točivý moment v systémech pohonu servomotorů

Redukční poměr je podíl vstupních otáček servomotoru dělený výstupními otáčkami převodovky, zatímco výstupní točivý moment je rotační síla dostupná na výstupním hřídeli po aplikaci multiplikačního efektu tohoto převodového poměru a mechanické účinnosti převodovky.

Servomotor je vysokorychlostní zařízení s nízkým točivým momentem, zatímco většina zátěží stroje vyžaduje pohyb nízkou rychlostí a vysokým točivým momentem. Převodovka tuto mezeru překlenuje. Pochopení přesného vztahu mezi poměrem a kroutícím momentem je základem každého rozhodnutí o přizpůsobení, protože určuje, zda servopohon může zrychlit zátěž v požadované době cyklu, aniž by překročil své tepelné limity nebo limity špičkového proudu.

Tříkroková metoda pro výpočet redukčního poměru

Pro výpočet redukčního poměru pro systém pohonu servomotoru potřebujete tři hodnoty: požadované výstupní otáčky z doby cyklu, jmenovité otáčky servomotoru a výstupní krouticí moment požadovaný zátěží.

Výpočet točivého momentu po redukčním poměru

Jakmile je redukční poměr pevně stanoven, vypočítejte dostupný výstupní točivý moment vynásobením trvalého točivého momentu servomotoru poměrem a účinností převodovky.

Faktor účinnosti je důležitý, protože převádí teoretické násobení točivého momentu na využitelný točivý moment. Planetový reduktor s účinností 0,97 poskytuje o 3 procenta vyšší výstupní točivý moment než reduktor s účinností 0,94 při stejném poměru, což může znamenat rozdíl ve fázi zrychlení, která trvá 0,8 sekundy.

Odpovídající servomotor a převodovka: setrvačnost, přesnost a vůle

Výpočet poměru je pouze polovinou problému dimenzování. Servomotor musí také dynamicky řídit setrvačnost odraženého zatížení a vůle převodovky musí zůstat v toleranci polohování stroje.

Nesoulad setrvačnosti je jedním z nejvíce přehlížených faktorů. Odražená setrvačnost zátěže na hřídeli motoru se rovná setrvačnosti zátěže dělené druhou mocninou redukčního poměru. Pro přesné řízení serva se doporučuje poměr setrvačnosti rotoru k zátěži 1:5 nebo lepší. Nižší poměr je přijatelný pro pomalejší osy, ale vyšší poměr způsobuje problémy s laděním zisku a může spustit oscilaci při rychlém zpomalování.

Automatizační osy, které vyžadují vysoký točivý moment a kompaktní instalaci, těží z planetového reduktoru řady AHB, který pokrývá poměry od 3:1 do 100:1 a udržuje vůli do 3 úhlových minut. Výrobci jako ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. (BEITTO) design s vysokou účinností planetová převodovka se servomotorem jednotky pro tyto pracovní cykly.

Nízká vůle High Torque AHB planetová reduktorová převodovka Tento planetový reduktor se spirálovým ozubením poskytuje nízkou vůli pod 3 úhlové minuty pro přesné polohování a vysoký točivý moment v kompaktních automatizačních osách, s přírubovým designem pro univerzální montáž motoru a bezúdržbový provoz. Zobrazit produkt →

Pro mechanismy pick-and-place a indexovací mechanismy, které vyžadují nejnižší možnou vůli a tichý pohyb, nabízí flexibilní převodovka řady BSHF rozsah převodů od 50:1 do 160:1 s vůlí pod 1 úhlovou min.

Flexibilní převodový reduktor řady BSHF s dutým hřídelem Tato lehká redukce nabízí design bez vůle a poměry od 50:1 do 160:1 a podporuje mechanismy pick-and-place a indexování s tichým pohybem a vysokým točivým momentem v kompaktním koaxiálním uspořádání. Zobrazit produkt →

Tam, kde se osa pohybu musí otočit o 90 stupňů bez přidání samostatného úkosového boxu, zachovává pravoúhlý planetový pohon řady ATR přesnost poměru při kompaktním půdorysu.

Pravoúhlý 90stupňový planetový reduktor rychlosti pohonu ATR Tento pravoúhlý planetový pohon poskytuje otočení o 90 stupňů bez přídavných úkosových skříní, zachovává přesnost převodu a vysokou tuhost s kuželíkovými válečkovými ložisky, vhodnými pro kompaktní pohybové osy. Zobrazit produkt →

Běžné chyby ve velikosti, které narušují servopohony

Čtyři chyby odpovídají za většinu chyb při přetížení a chyb polohování v systémech pohonu servomotorů.

1. Ignorování faktoru účinnosti: Vynásobení točivého momentu motoru samotným poměrem může podhodnotit požadavek točivého momentu o 5 až 10 procent, což vede k poddimenzovaným pohonům, které vypínají při zatížení.
2. Výběr poměru pouze z rychlosti: Poměr, který vyhovuje rychlosti, ale ignoruje odraženou setrvačnost, může způsobit oscilace a selhání ladění zisku.
3. Výběr špatné třídy vůle: Reduktor 10 úhlových minut na polohovacím systému 0,01 mm nikdy nesplní požadovanou přesnost.
4. Předimenzování reduktoru: Reduktor dimenzovaný vysoko nad točivý moment motoru stojí více, přidává odraženou setrvačnost a snižuje celkovou účinnost systému.

Kontrolní seznam rychlého výběru pro nákup

Před zadáním objednávky použijte tento kontrolní seznam k uzamčení systému servopohonu, který splňuje cíle rychlosti, točivého momentu a přesnosti bez rizika přetížení.

Časté dotazy k dimenzování servopřevodovky

Jaký je vzorec pro redukční poměr převodovky?

Redukční poměr = vstupní otáčky motoru dělené výstupními otáčkami převodovky. Servomotor s 3000 otáčkami za minutu s převodovkou 10:1 produkuje 300 otáček za minutu na výstupním hřídeli.

Jak vypočítám točivý moment servomotoru s převodovkou?

Točivý moment = točivý moment motoru x redukční poměr x účinnost převodovky. 5 Nm servomotor přes planetový reduktor 10:1 s 95procentní účinností dodává 47,5 Nm na výstupní hřídel.

Jak mohu vybrat správný redukční poměr pro systém pohonu servomotoru?

Začněte s požadovanými výstupními otáčkami a výstupním momentem, poté vypočítejte poměr z otáček motoru. Po použití účinnosti ověřte výsledný točivý moment a zkontrolujte, zda poměr setrvačnosti zůstává v použitelném regulačním rozsahu servopohonu.

Jaký je rozdíl mezi planetovými a flexibilními reduktory pro servosystémy?

Planetové redukce nabízejí vyšší účinnost a hustotu točivého momentu, zatímco flexibilní reduktory poskytují nižší vůli a hladší pohyb při nízké rychlosti. Vyberte si planetární pro nosnost a flexibilní pro přesnost, nebo přizpůsobte redukci podle dominantního požadavku osy.