Kā aprēķināt lineāro virzošo berzes spēku un piedziņas motora spēku

Lineārās vadotnes gaitas pretestību var novērtēt pēc pieliktās slodzes un virzošās berzes koeficienta, bet slodzes berze ir tikai daļa no kopējās pretestības. Blīves, priekšslodze, smērvielas viskozitāte, uzstādīšanas kļūda un ārējie kabeļa spēki var ietekmēt arī to, cik liels spēks motoram jārada.

Sākotnējam aprēķinam lineāro virzošo berzes spēku var izteikt šādi:

Šis vienādojums ir noderīgs sākotnējai motora un izpildmehānisma izmēra noteikšanai. Galīgajos aprēķinos ir jāizmanto berzes vai braukšanas -pretestības dati, kas publicēti atlasītajam vadotnes modelim, jo ​​īpaši, ja sistēma izmanto lielu priekšslodzi, pastiprinātas blīves vai zemas temperatūras smērvielu.

Kas rada pretestību lineārajā vadotnē?

Lineārā profila vadotne izmanto recirkulācijas lodītes vai rullīšus starp sliedēm un ratiņiem. Ritošais kontakts rada daudz mazāku pretestību nekā bīdāmā vadotne, taču pretestība nav nulle.

Galvenie avoti ir:

• Rites berze:pretestība, kas rodas starp rites elementiem un skriešanas ceļiem zem slodzes.
• Blīvējuma pretestība:kontaktu starp gala{0}}blīvējuma lūpām un virzošo sliedi.
• Priekšslodzes pretestība:iekšējā slodze, ko izmanto, lai noņemtu klīrensu un palielinātu stingrību.
• Smērvielu pretestība:smērvielas viskozitāte, smērvielas daudzums un darba temperatūra ietekmē braukšanas pretestību.
• Uzstādīšanas pretestība:sliežu novirze, pamatnes deformācija un nevienmērīgs bloku stiprinājums rada iekšējos spēkus.
• Ārējā pretestība:kabeļu turētāji, plēšas, šļūtenes un apstrādes iekārtas var izturēt platformas kustību.

Tādējādi aprēķinātā vērtība ir aplēse pareizi uzstādītos un ieeļļotos apstākļos. Liela atšķirība starp aprēķinu un izmērīto spēku parasti norāda, ka pastāv cits pretestības avots.

1. darbība: nosakiet vadotņu nestošo slodzi

Horizontālai platformai ar centrētu slodzi kopējo parasto slodzi, ko nes vadošā sistēma, sākotnēji var aprēķināt no kustīgās masas:

Kur:

• P=kopējā normālā vadotnes sistēmas slodze (N)
• m=kustīgā masa, ieskaitot galdu, sagatavi un kustīgos piederumus (kg)
• g=gravitācijas paātrinājums, aptuveni 9,81 m/s²

Piemēram, 300 kg kustīga platforma rada kopējo vertikālo slodzi:

Šīs vērtības vienlīdzīga sadalīšana pa četriem blokiem ir pieļaujama tikai tad, ja konstrukcija ir stingra, simetriska un slodze darbojas tuvu virzošās daļas centram. Nobīdīta lietderīgā slodze vai procesa spēks rada apgāšanās, slīpuma vai leņķa momentus, liekot dažiem blokiem pārvadāt lielāku slodzi nekā citiem.

Kad ir nozīmīgi momenti, pirms vadotnes ietilpības un kalpošanas laika pārbaudes aprēķiniet slodzi visvairāk noslogotajam blokam. Skatiet mūsulineārā virzošā momenta slodzes aprēķinsdivu{0}}sliežu, četru-bloku izvietojumam.

2. darbība: izvēlieties piemērotu berzes koeficientu

Vērtība aptuveni 0,002–0,003 parasti tiek izmantota kā sākotnējā atsauce daudzām lodveida profila lineārajām vadotnēm piemērotas eļļošanas un normālos darbības apstākļos. Rullīšu vadotnēm, miniatūrām vadotnēm un vadotnēm ar īpašām iekšējām konstrukcijām var būt nepieciešamas dažādas vērtības.

Berzes koeficients nav universāla konstante. Izmantojot 0,003 katrai vadotnei, priekšslodzes klasei, blīvējuma izvietojumam un darba temperatūrai, var iegūt neprecīzu rezultātu. Izmantojiet provizorisko koeficientu tikai pirms precīzas vadotnes konfigurācijas apstiprināšanas.

3. darbība. Aprēķiniet slodzi{1}}atkarīgo rites berzi

Pamatnoslodzes{0}}atkarīgais berzes spēks ir:

Izmantojot iepriekšējo 300 kg platformu un pieņemto koeficientu 0,003:

Šis rezultāts var šķist pārsteidzoši zems. Tas atspoguļo tikai pareizi uzstādītas vadotnes sistēmas-atkarīgo rites pretestību. Blīvējuma vilkšana, smērviela, priekšslodze un ārējie piederumi vēl nav iekļauti.

4. darbība: pievienojiet blīvējuma pretestību katram blokam

Blīvējuma pretestība parasti ir norādīta katram blokam. Ja ir uzstādīti četri noslēgti bloki, jāiekļauj visu četru bloku pretestība:

Ja pieņemtā blīvējuma pretestība ir 3 N uz bloku un platforma izmanto četrus blokus:

Paredzamā virzošā pretestība kļūst:

3 N vērtība šajā piemērā ir pieņēmums, ko izmanto, lai parādītu metodi. Tā nav universāla vērtība vai DLY izmērīta specifikācija. Faktiskā blīvējuma pretestība ir jāapstiprina izvēlētajai vadotņu sērijai, bloka izmēram, blīvējuma veidam un eļļošanas stāvoklim.

Kāpēc blīvējuma pretestība ir svarīgāka vieglās{0}}slodzes sistēmās

No slodzes-atkarīgā berze samazinās, jo pielietotā slodze kļūst mazāka, taču blīvējuma pretestība ne vienmēr samazinās tādā pašā proporcijā. Tāpēc, vienkārši aprēķinot μP, var ievērojami nenovērtēt spēku, kas nepieciešams, lai pārvietotu viegli noslogotu pozicionēšanas posmu.

Apsveriet divas sistēmas, kurās izmanto četrus blokus ar tādu pašu pieņemto blīvējuma pretestību:

30 kg piemērā, novērtējot pretestību tikai no μP, tiktu izlaista lielākā daļa paredzamās virzošās pretestības.

5. darbība. Aprēķiniet kopējo spēku, kas nepieciešams ass pārvietošanai

Motors nepārvar tikai lineāro virzošo pretestību. Paātrinājuma laikā tai arī jāpaātrina kustīgā masa un jāpārvar procesa spēki un ārējā pretestība.

Horizontālajai asij:

Pieņemsim, ka 300 kg platforma darbojas šādos apstākļos:

• Paātrinājums: 2 m/s²
• Procesa spēks: 150 N
• Aprēķinātā virzošā pretestība: 20,83 N
• Paredzamā kabeļa nesēja pretestība: 25 N

Paātrinājuma spēks ir:

Kopējais piedziņas spēks paātrinājuma laikā ir:

Tiešās{0}}piedziņas lineārajam motoram šis spēks tieši veicina nepieciešamo vilci. Motora izvēlei joprojām ir jāpārbauda nepārtrauktais spēks, maksimālais spēks, darba cikls, ātrums un termiskās robežas.

Piedziņas spēka pārvēršana lodveida skrūves griezes momentā

Ja platformu darbina lodveida skrūve, lineāro spēku var pārvērst skrūves griezes momentā:

Izmantojot 10 mm svina lodveida skrūvi un pieņemto piedziņas efektivitāti 0,90:

Tas ir griezes moments, kas nepieciešams, lai radītu aprēķināto lineāro spēku. Tas vēl nav galīgais motora griezes moments. Jāpārbauda arī lodveida skrūves rotācijas inerce, sakabes inerce, gultņu pretestība, paātrinājuma laiks, transmisijas koeficients un drošības pielaide.

Lai iegūtu pilnīgu piedziņas aprēķinu, skatietKā aprēķināt lodveida skrūves motora griezes momentu: horizontālo un vertikālo asu piemēri.

Starta pretestība un braukšanas pretestība ne vienmēr ir vienāda

Ritošām lineārajām vadotnēm parasti ir salīdzinoši neliela atšķirība starp statisko un dinamisko berzi. Tomēr, iedarbinot pēc ilgas apstāšanās, visai asij joprojām var būt nepieciešams lielāks spēks.

Iespējamie iemesli ir:

• smērvielu pārdale vai augsta smērvielas viskozitāte;
• zema apkārtējā temperatūra;
• blīvējuma lūpas, kas nedaudz pielīp pie sliedes virsmas;
• iepriekš ielādēti bloki;
• kabeļu nesēja lieces pretestība;
• lodīšu skrūves vai atbalsta{0}}gultņa palaišanas griezes moments;
• novirze, kas kļūst pamanāmāka maiņas laikā.

Motors ir jāpārbauda gan attiecībā uz augstāko iedarbināšanas vai paātrinājuma pieprasījumu, gan pret nepārtrauktas darbības pieprasījumu. Nepietiek, ja to izvēlas no stabilas-ātruma virzītāja berzes.

Kā izmērīt faktisko lineāro virzošo gaitas pretestību

Ja iespējams, izmērītā pretestība nodrošina labāku pamatu galīgajai nodošanai ekspluatācijā nekā berzes koeficients viens pats.

1. Atvienojiet piedziņas mehānismu, ja to var izdarīt droši, tāpēc lodveida skrūve un motora pretestība neietekmē virzošo mērījumu.
2. Uzstādiet parasto kustīgo platformu un darba slodzi.
3. Izmantojiet kalibrētu spēka mērītāju, kas ir saskaņots ar braukšanas virzienu.
4. Velciet platformu lēnā, stabilā ātrumā, nevis izmantojot pēkšņu spēku.
5. Mēriet abos virzienos un vairākās pozīcijās gar gājienu.
6. Atsevišķi reģistrē maksimālo starta spēku un stabilās kustības spēku.

Spēks, kas vienā virzienā paliek nemainīgi lielāks, var norādīt uz ārēju kabeļa vai blīvējuma efektu. Vietējais spēka maksimums vienā pozīcijā biežāk liecina par piesārņojumu, sliežu deformāciju, montāžas-virsmas kļūdu vai sliktu paralēlismu.

Ko darīt, ja izmērītā pretestība ir pārāk augsta?

Ja platforma kļūst saspringta pēc tam, kad otrā sliede vai kustīgais galds ir pilnībā pievilkts, motora griezes momenta palielināšana nav pareizā pirmā reakcija. Uzstādīšanas-izraisītais iekšējais spriegums var palielināt siltumu un saīsināt vadotnes kalpošanas laiku pat tad, ja motors ir pietiekami jaudīgs, lai pārvietotu asi.

SkatKā instalēt lineāro kustību vadotnesmontāžas-virsmas sagatavošanai, atsauces-sliežu izlīdzināšanai un pievilkšanai.

Informācija, kas nepieciešama uzticamam aprēķinam

Pirms lineārās vadotnes vai piedziņas motora izvēles pārbaudiet tālāk norādīto.

• kustīgā masa un lietderīgā krava;
• rokasgrāmatu sērija, izmērs un bloku daudzums;
• lodīšu-tipa vai rullīšu-tipa vadotne;
• priekšslodzes vai klīrensa klase;
• blīvējuma un skrāpja konfigurācija;
• sliežu orientācija un kravas virziens;
• maksimālais ātrums un paātrinājums;
• darba vai procesa spēks;
• lodīšu skrūvju vads vai tiešās -piedziņas izvietojums;
• kabeļu turētāja, silfonu un šļūtenes pretestība;
• darba temperatūra un eļļošanas stāvoklis.

Lai izvēlētos DLY lineāro vadotni, modelis un bloka izvietojums jāapstiprina kopā ar faktisko slodzi, montāžas izkārtojumu un darba vidi. Braukšanas pretestība nav jāvērtē tikai pēc dinamiskās slodzes, jo kravnesība un berzes pretestība raksturo dažādus virzītāja darbības aspektus.

Secinājums

Sākotnējai aplēsei lineāro virzošo pretestību var aprēķināt no slodzes{0}}atkarīgās rites berzes, kā arī blīvējuma un papildu pretestības:

Pēc tam virzošā pretestība tiek pievienota paātrinājuma spēkam, procesa spēkam un ārējai piederumu pretestībai, lai noteiktu kopējo ass piedziņas spēku. Lodveida skrūvju sistēmām šo spēku var pārvērst slodzes griezes momentā, bet skrūves inerce, atbalsta gultņi, sakabes inerce un motora darbības apstākļi joprojām ir jānovērtē atsevišķi.

Svarīgākais praktiskais punkts ir tas, ka pārmērīgu pretestību nevajadzētu automātiski atrisināt, izvēloties lielāku motoru. Ja izmērītā pretestība strauji mainās gājienā vai palielinās pēc montāžas, vispirms pārbaudiet sliežu izlīdzināšanu, montāžas virsmas, eļļošanu, blīves un platformas deformāciju.

← Atpakaļ uz DLY emuāru