DOBÓR SERWOSILNIKA POSUWU Rysunek 1 przedstawa schemat knematyczny napędu jednej os urządzena. Fp Fw mc l Sp Serwoslnk Rys. 1. Schemat knematyczny serwonapędu: przełożene przekładn pasowej, S p skok śruby pocągowej, F p sła poprzeczna, F w sła wzdłużna, sła tarca w prowadncach, m c masa całkowta stołu Schemat ruchu (przemeszczena prędkośc w czase) przedstawa na rys.. X V Ruch roboczy Przemeszczene Powrót szybk Dobeg szybk Vsz Vr t1 t t3 t4 t6 t7 t8 t9 t5 Prędkość ruchu t Rys.. Schemat ruchu 1. WSĘPNY DOBÓR SILNIKA POSUWU 1.1. Prędkość maksymalna slnka mus spełnać warunek: gdze: v sz Sp vsz nmax S p prędkość przesuwu szybkego [m/mn], skok śruby tocznej (na początku przyjmujemy Sp 10 mm) [m], przełożene przekładn mechancznej slnk śruba (na początku przyjmujemy 0.5).
1.. Wstępne dobrany slnk z katalogu mus umożlwać rozwjane momentu napędowego znamonowego spełnającego warunek: zn op gdze: op moment obcążena zredukowany na wał slnka [Nm], zn moment znamonowy slnka [Nm] 1.3. oment obcążena oment obcążena op mus uwzględnać zarówno obcążene wynkające z ekstremalnych warunków skrawana, tarca w prowadncach łożyskach tp., jak obcążena od sł cężkośc przesuwanych mas (np. dla serwonapędów ponowych - przesuw wrzecennka o mase m po ponowym stojaku wertarko-frezark) F S p op + π η gdze: F - składowa sły zgodna z kerunkem ruchu posuwu Sp skok śruby pocągowej [m], η - sprawność łańcucha knematycznego (możemy przyjąć 0.80), przełożene przekładn slnk-śruba, - moment oporów tarca (przekładn śrubowej tocznej, łożyskach oraz przekładn mechancznej) zredukowany na wał slnka, który ne jest uwzględnony we współczynnku sprawnośc η (możemy przyjąć 1 Nm). Słę F, zależne od fazy ruchu możemy oblczyć ze wzorów: F Fw + F dla ruchu z posuwem roboczym (faza 4 5 oraz dla wstępnego doboru slnka) dla pozostałych faz ruchu Słę tarca można oblczyć z zależnośc: ( m g + F ) µ c p gdze: m c masa całkowta stołu z obcążenem [kg], g przyspeszene zemske [m/s ], F p sła poprzeczna [N], µ współczynnk tarca (dla prowadnc ślzgowych możemy przyjąć µ 0.1 dla prowadnc tocznych µ 0.05). Dla wstępnego doboru slnka przyjmujemy: F Fw + Na podstawe omentu obcążena op oraz wymaganej prędkośc n max należy dobrać slnk. W katalogu Semens poszczególne (stotne) parametry oznaczają: - Rated speed - prędkość obrotowa nomnalna, - Rated torque - moment znamonowy slnka zn, - Rotor moment of nerta - moment bezwładnośc wrnka slnka. Jeśl ne podano naczej, moment maksymalny slnka proszę przyjąć max 4 x zn
. OBCIĄŻENIE SILNIKA W CZASIE PRACY Przy ruchu dynamcznym napędu (przy rozpędzanu hamowanu) musmy uwzględnć moment dynamczny. oment dynamczny slnka D (w czase przyspeszana hamowana) można oblczyć z zależnośc: D ( I + I ) ε s zr Gdze: I s moment bezwładnośc slnka (z katalogu) [kg* m ], I zr moment bezwładnośc napędzanych mas zredukowany na wał slnka [kg* m ], ε przyspeszene kątowe [1/s ] Przyspeszene kątowe ε możemy wyznaczyć z zależnośc: Gdze: a przyspeszene lnowe stołu [m/s ] przełożene przekładn pasowej S p skok śruby pocągowej [m] asowy moment bezwładnośc zredukowany na wał slnka możemy oblczyć z zależnośc: gdze: m I π a ε S p I zr m + ( I ) 4π - suma mas wykonujących ruch postępowy np. stół obrabark, wrzecennk, suport (w naszym przypadku m c ), - suma masowych momentów bezwładnośc elementów wykonujących ruch obrotowy np. śruba toczna, tarcze przekładn mechancznej tp. (w naszym przypadku uwzględnmy tylko śrubę pocągową.). asowy moment bezwładnośc śruby pocągowej możemy oblczyć z zależnośc: S p ( ) I sp d 4 l ρ π 3 gdze: d średnca podzałowa gwntu śruby kulowej [m] l długość śruby [m], ρ masa właścwa materału śruby [kg/m 3 ] (dla stal 7800 kg/m 3 ). W naszym przypadku proszę przyjąć llmax+0.15 [m]
W czase pracy slnk jest obcążany różnym momentam zależne od fazy przyjętego schematu ruchu. Dla naszego przypadku ruchu występuję 9 chwlowych obcążeń slnka, na wartość, których maja wpływ następujące obcążena: 1 D + Ft - rozpędzane slnka - moment dynamczny oraz opory tarca Ft - tylko opory tarca 3 - D + Ft - hamowane slnka - moment dynamczny oraz opory tarca 4 Fw + Ft - wykonywane określonej pracy - sły wzdłużne opory tarca, 5 Fw D + Ft wykonywane określonej pracy z wyhamowanem - sły wzdłużne, moment dynamczny oraz sły tarca 6 D + Ft - rozpędzane slnka - moment dynamczny oraz opory tarca 7 Ft - tylko opory tarca 8 - D + Ft - hamowane slnka - moment dynamczny oraz opory tarca 9 0 - przerwa w dzałanu. Gdze: Ft moment obcążena slnka wynkający z oporów tarca. oment ten można oblczyć ze wzoru na op gdze F, Fw - moment obcążena slnka wynkający z oporów wykonywana określonej pracy. oment ten można oblczyć ze wzoru na op gdze F F w D moment dynamczny 3. WERYFIKACJA DOBORU SILNIKA 3.1. Kryterum prędkośc ruchu szybkego: o kryterum jest spełnone, jeśl spełnony jest warunek: n S p v sz Gdze: n max maksymalna prędkość obrotowa slnka [obr/mn] przełożene przekładn pasowej, S p skok śruby pocągowej [m], v sz prędkość ruchu szybkego [m/mn] max 3.. Kryterum masowego momentu bezwładnośc: asowy moment bezwładnośc zredukowany na wał slnka moment bezwładnośc wrnka slnka pownny być w przyblżenu równe. Ne jest jednak kryterum decydujące. I s 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 ].
3.3. Kryterum momentu maksymalnego o kryterum jest spełnone, jeśl żaden z momentów obcążena slnka (od 1 do 9 ) ne przekracza momentu maksymalnego slnka. > max Gdze: chwlowy moment obcążena [Nm], max maksymalny moment slnka z katalogu [Nm] 3.4. Kryterum neprzegrzewana sę slnka Wartość średnokwadratowa momentu napędowego (momentu zastępczego z ) slnka ne może przekroczyć wartośc momentu długotrwałego (znamonowego zn). Spełnene tego warunku jest równoznaczne z tym, że slnk ne przekroczy dopuszczalnej dla nego temperatury, określonej w katalogu. z < zn Gdze: z moment zastępczy obcążena slnka, zn moment znamonowy slnka. oment zastępczy slnka możemy oblczyć z zalewnośc z ( t ) Gdze: chwlowy moment obcążena slnka (od 1 do 9 oblczone w punkce ), t czas dzałana poszczególnych momentów (z tabel), całkowty czas cyklu pracy (suma od t 1 do t 9 ).