Hvordan beregne girkassereduksjonsforhold og dreiemomentutgang for servomotordrivsystemer?

Det valgte forholdet 1:10 var for høyt for en indekstid på 0,8 sekunder, og lastmomentet ble undervurdert med omtrent 18 prosent når girkasseeffektiviteten ble inkludert. En servomotor som når sin dreiemomentgrense under akselerasjon vil utløse stasjonen, redusere posisjoneringsnøyaktigheten og overopphete reduksjonsventilen. Løsningen ligger i en disiplinert beregningssekvens som dekker forhold, dreiemoment, effektivitet og treghetstilpasning før en innkjøpsordre legges inn.

Hva reduksjonsforhold og dreiemoment betyr i servomotordrivsystemer

Reduksjonsforhold er kvotienten av servomotorens inngangshastighet delt på girkassens utgangshastighet, mens dreiemomentutgangen er rotasjonskraften som er tilgjengelig på utgangsakselen etter å ha brukt multiplikatoreffekten til dette forholdet og den mekaniske effektiviteten til girkassen.

En servomotor er en enhet med høy hastighet og lavt dreiemoment, mens de fleste maskinbelastninger krever bevegelse med lav hastighet og høyt dreiemoment. Girkassen bygger bro over det gapet. Å forstå det nøyaktige forholdet mellom forholdet og dreiemomentet er grunnlaget for hver matchende beslutning, fordi den avgjør om servodrevet kan akselerere belastningen innenfor den nødvendige syklustiden uten å overskride sine termiske eller toppstrømgrenser.

Tre-trinns metode for å beregne reduksjonsforholdet

For å beregne reduksjonsforholdet for et servomotordrivsystem trenger du tre verdier: nødvendig utgangshastighet fra syklustiden, nominell hastighet til servomotoren og utgangsmomentet som kreves av lasten.

Beregning av dreiemoment etter reduksjonsforholdet

Når reduksjonsforholdet er fast, beregner du tilgjengelig dreiemoment ved å multiplisere servomotorens kontinuerlige dreiemoment med forholdet og girkasseeffektiviteten.

Effektivitetsfaktoren har betydning fordi den konverterer den teoretiske dreiemomentmultiplikasjonen til brukbart dreiemoment. En planetreduksjon med 0,97 effektivitet gir 3 prosent mer utgående dreiemoment enn en reduksjon med 0,94 virkningsgrad i samme forhold, som kan utgjøre forskjellen i en akselerasjonsfase som tar 0,8 sekunder.

Matchende servomotor og girkasse: treghet, presisjon og tilbakeslag

Forholdsberegningen er bare halvparten av dimensjoneringsproblemet. Servomotoren må også dynamisk kontrollere den reflekterte belastningstregheten, og girkasseslippet må holde seg innenfor maskinens plasseringstoleranse.

Treghetsmismatch er en av de mest oversett faktorene. Den reflekterte belastningstregheten ved motorakselen er lik belastningstregheten delt på kvadratet av reduksjonsforholdet. Et treghetsforhold mellom rotor og last på 1:5 eller bedre anbefales for presis servokontroll. Et lavere forhold er akseptabelt for langsommere akser, men et høyere forhold forårsaker problemer med forsterkningsjustering og kan utløse oscillasjon under rask retardasjon.

Automatiseringsakser som trenger høyt dreiemoment og kompakt installasjon drar nytte av AHB-seriens planetreduksjon, som dekker forhold fra 3:1 til 100:1 og holder tilbakeslag ned til 3 buemin. Produsenter som ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. (BEITTO) design med høy effektivitet servomotor planetgirkasse enheter for disse driftssyklusene.

Lavt tilbakeslag Høyt dreiemoment AHB Planetary Gearbox Reducer Denne planetreduksjonsanordningen med spiralgir gir lavt tilbakeslag under 3 arcmin for presis posisjonering og høyt dreiemoment i kompakte automatiseringsakser, med en flensdesign for universell motormontering og vedlikeholdsfri drift. Se produkt →

For pick-and-place og indekseringsmekanismer som krever lavest mulig tilbakeslag og stillegående bevegelse, tilbyr BSHF-seriens fleksible girredusering et forholdsområde fra 50:1 til 160:1 med tilbakeslag under 1 buemin.

BSHF-seriens fleksibel girreduksjon med hulaksel Denne lette reduksjonsmotoren tilbyr en slippfri design og forhold fra 50:1 til 160:1, og støtter plukke-og-plassering og indekseringsmekanismer med stille bevegelse og høyt dreiemoment i en kompakt, koaksial layout. Se produkt →

Der bevegelsesaksen må dreie 90 grader uten å legge til en separat skråboks, opprettholder ATR-seriens rettvinklede planetdrevne forholdsnøyaktighet i et kompakt fotavtrykk.

Høyre vinkel 90 grader planetarisk kjørehastighetsreduksjon ATR Dette rettvinklede planetdrevet gir en 90-graders sving uten ekstra skråbokser, opprettholder forholdsnøyaktighet og høy stivhet med koniske rullelager, egnet for kompakte bevegelsesakser. Se produkt →

Vanlige størrelsesfeil som ødelegger servodriften

Fire feil står for de fleste overbelastningsturer og posisjoneringsfeil i servomotordrivsystemer.

1. Ignorerer effektivitetsfaktoren: Å multiplisere motormomentet med forholdet alene kan undervurdere dreiemomentbehovet med 5 til 10 prosent, noe som fører til underdimensjonerte stasjoner som utløses under belastning.
2. Velge forhold fra kun hastighet: Et forhold som tilfredsstiller hastigheten, men ignorerer reflektert treghet, kan forårsake svingninger og feil ved forsterkningsinnstilling.
3. Velge feil tilbakeslagsklasse: En 10 arcmin reduksjon på et 0,01 mm posisjoneringssystem vil aldri møte den nødvendige nøyaktigheten.
4. Overdimensjonering av reduksjonen: En redusering som er vurdert godt over motormomentet koster mer, legger til reflektert treghet og senker den totale systemeffektiviteten.

Sjekkliste for hurtigvalg for innkjøp

Bruk denne sjekklisten før du legger inn en innkjøpsordre for å låse inn et servodrivsystem som oppfyller målene for hastighet, dreiemoment og nøyaktighet uten risiko for overbelastning.

Ofte stilte spørsmål om dimensjonering av servogirkasse

Hva er formelen for girkassereduksjonsforhold?

Reduksjonsforhold = motorens inngangshastighet delt på girkassens utgangshastighet. En 3000 RPM servomotor med en 10:1 girkasse produserer 300 RPM ved utgående aksel.

Hvordan beregner jeg dreiemomentet til en servomotor med girkasse?

Dreiemoment = motormoment x reduksjonsforhold x girkasseeffektivitet. En 5 Nm servomotor gjennom en 10:1 planetreduksjon med 95 prosent effektivitet leverer 47,5 Nm ved utgangsakselen.

Hvordan velger jeg riktig reduksjonsforhold for et servomotordrivsystem?

Start med nødvendig utgangshastighet og utgående dreiemoment, og beregn deretter forholdet fra motorhastigheten. Kontroller det resulterende dreiemomentet etter at effektiviteten er påført, og kontroller at treghetsforholdet holder seg innenfor servodrevets brukbare kontrollområde.

Hva er forskjellen mellom planetariske og fleksible girredusere for servosystemer?

Planetreduksjoner gir høyere effektivitet og dreiemomenttetthet, mens fleksible girredusere gir lavere tilbakeslag og jevnere bevegelser i lav hastighet. Velg planetarisk for lastekapasitet og fleksibel for presisjon, eller match reduksjonsholderen til det dominerende kravet til aksen.