DOBÓR SERWOSILNIKA POSUWU. Rysunek 1 przedstawia schemat kinematyczny napędu jednej osi urządzenia.

Transkrypt

1 DOBÓR SERWOSILNIKA POSUWU Rysunek 1 rzedstawa schemat knematyczny naędu jednej os urządzena. Rys. 1. Schemat knematyczny serwonaędu: rzełożene rzekładn asowej, S skok śruby ocągowej, F sła orzeczna, F w sła wzdłużna, T sła tarca w rowadncach, m c masa całkowta stołu Schemat ruchu (rzemeszczena rędkośc w czase) rzedstawa na rys.. Rys.. Schemat ruchu 1. WSTĘPNY DOBÓR SILNIKA POSUWU 1.1. Prędkość maksymalna slnka mus sełnać warunek: gdze: v sz S vsz nmax S rędkość rzesuwu szybkego [m/mn], skok śruby tocznej [m], rzełożene rzekładn mechancznej slnk śruba.

2 1.. Wstęne dobrany slnk z katalogu mus umożlwać rozwjane momentu naędowego znamonowego sełnającego warunek: gdze: o moment obcążena zredukowany na wał slnka [Nm], n moment znamonowy slnka [Nm] 1.3. oment obcążena n o oment obcążena o mus uwzględnać zarówno obcążene wynkające z ekstremalnych warunków skrawana, tarca w rowadncach łożyskach t., jak obcążena od sł cężkośc rzesuwanych mas (n. dla serwonaędów onowych - rzesuw wrzecennka o mase m o onowym stojaku wertarko-frezark) o F S gdze: F - składowa sły zgodna z kerunkem ruchu osuwu S skok śruby ocągowej [m], - srawność łańcucha knematycznego (możemy rzyjąć 0.80), rzełożene rzekładn slnk-śruba, T - moment oorów tarca (rzekładn śrubowej tocznej, łożyskach oraz rzekładn mechancznej) zredukowany na wał slnka, który ne jest uwzględnony we wsółczynnku srawnośc (możemy rzyjąć 1 Nm). Ogólne słę F, jako sumę sł wzdłużnych (wzdłuż kerunku ruchu) dla suortu ozomego, możemy oblczyć ze wzorów: F F w T F gdze: m c masa całkowta stołu z obcążenem [kg], g rzyseszene zemske [m/s ], F sła orzeczna [N], F w - sła wzdłużna [N] wsółczynnk tarca (dla rowadnc ślzgowych możemy rzyjąć = 0.1 dla rowadnc tocznych = 0.05). Oblczając sumę sł wzdłużnych F dla kolejnych faz ruchu należy uwzględnć tylko te arametry, które w dane faze wystęują. Sły F w F wystęują tylko w fazach wykonywana rocesu (obróbk). Dla wstęnego doboru slnka rzyjmujemy słę F z uwzględnenem sł Fw F. Na odstawe omentu oorów o oraz wymaganej maksymalnej rędkośc slnka n max należy dobrać slnk. W katalogu Semens oszczególne (stotne) arametry oznaczają: - Rated seed - rędkość obrotowa nomnalna, - Rated torque - moment znamonowy slnka n, - Rotor moment of nerta - moment bezwładnośc wrnka slnka. W katalogu Semens-a moment maksymalny slnka należy roszę rzyjąć max = 4 x z w T m g F c

3 . OBCIĄŻENIE SILNIKA W CZASIE PRACY Przy ruchu dynamcznym naędu (rzy rozędzanu hamowanu) musmy uwzględnć moment dynamczny. oment dynamczny slnka D (w czase rzyseszana hamowana) można oblczyć z zależnośc: D I s I zr Gdze: I s moment bezwładnośc slnka (z katalogu) [kg* m ], I zr moment bezwładnośc naędzanych mas zredukowany na wał slnka [kg* m ], rzyseszene kątowe [1/s ] Przyseszene kątowe możemy wyznaczyć z zależnośc: Gdze: a rzyseszene lnowe stołu [m/s ] rzełożene rzekładn asowej S skok śruby ocągowej [m] asowy moment bezwładnośc zredukowany na wał slnka możemy oblczyć z zależnośc: gdze: m I a S I zr m I 4 - suma mas wykonujących ruch ostęowy n. stół obrabark, wrzecennk, suort (w naszym rzyadku m c ), - suma masowych momentów bezwładnośc elementów wykonujących ruch obrotowy n. śruba toczna, tarcze rzekładn mechancznej t. (w naszym rzyadku uwzględnmy tylko śrubę ocągową.). asowy moment bezwładnośc śruby ocągowej możemy oblczyć z zależnośc: S I s d 4 l 3 gdze: d średnca odzałowa gwntu śruby kulowej [m] l długość śruby [m], masa właścwa materału śruby [kg/m 3 ] (dla stal 7800 kg/m 3 ). W naszym rzyadku roszę rzyjąć l=lmax+0.15 [m] W czase racy slnk jest obcążany różnym momentam zależne od fazy rzyjętego schematu ruchu. Dla naszego rzyadku ruchu wystęuję 9 chwlowych obcążeń slnka, na wartość, których maja wływ nastęujące obcążena:

4 1 = D + Ft - rozędzane slnka - moment dynamczny oraz oory tarca = Ft - tylko oory tarca 3 = - D + Ft - hamowane slnka - moment dynamczny oraz oory tarca 4 = Fw + Ft - wykonywane określonej racy - sły wzdłużne oory tarca, 5 = Fw D + Ft wykonywane określonej racy z wyhamowanem - sły wzdłużne, moment dynamczny oraz sły tarca 6 = D + Ft - rozędzane slnka - moment dynamczny oraz oory tarca 7 = Ft - tylko oory tarca 8 = - D + Ft - hamowane slnka - moment dynamczny oraz oory tarca 9 = 0 - rzerwa w dzałanu. Gdze: Ft moment obcążena slnka wynkający tylko z oorów tarca. Fw - moment obcążena slnka wynkający z oorów wykonywana określonej racy (tarce sły od rocesu). 3. WERYFIKACJA DOBORU SILNIKA 3.1. Kryterum rędkośc ruchu szybkego: To kryterum jest sełnone, jeśl sełnony jest warunek: nmax S v sz Gdze: n max maksymalna rędkość obrotowa slnka [obr/mn] rzełożene rzekładn asowej, S skok śruby ocągowej [m], v sz rędkość ruchu szybkego [m/mn] 3.. Kryterum masowego momentu bezwładnośc: asowy moment bezwładnośc zredukowany na wał slnka moment bezwładnośc wrnka slnka ownny być w rzyblżenu równe. Ne jest jednak kryterum decydujące. Is I zr gdze: I zr masowy moment bezwładnośc zredukowany na wał slnka [kg*m ], I s moment bezwładnośc wrnka slnka (z katalogu slnka) [kg*m ] Kryterum momentu maksymalnego To kryterum jest sełnone, jeśl żaden z momentów obcążena slnka (od 1 do 9 ) ne rzekracza momentu maksymalnego slnka. Gdze: chwlowy moment obcążena [Nm], max maksymalny moment slnka z katalogu [Nm] max

5 3.4. Kryterum możlwośc slnka (obcążene w charakterystyce mechancznej) Należy naneść na charakterystykę mechanczną dobranego slnka mejsca jego racy w charakterystyce a węc moment obcążena (momenty od 1 do 8 rzy danych rędkoścach obrotowych slnka n 1 do n 8 ). Rys. 3. Przykład charakterystyk mechancznej slnka z nanesonym unktam racy 3.5. Kryterum nerzegrzewana sę slnka Wartość średnokwadratowa momentu naędowego (momentu zastęczego z ) slnka ne może rzekroczyć wartośc momentu długotrwałego (znamonowego n). Sełnene tego warunku jest równoznaczne z tym, że slnk ne rzekroczy douszczalnej dla nego temeratury, określonej w katalogu. z n Gdze: z moment zastęczy obcążena slnka, n moment znamonowy slnka. oment zastęczy slnka możemy oblczyć z zalewnośc z Gdze: chwlowy moment obcążena slnka (od 1 do 9 oblczone w unkce ), t czas dzałana oszczególnych momentów (z tabel), T całkowty czas cyklu racy (suma od t 1 do t 9 ). T t