Шаговые двигатели для cnc

Добавлено: 28.01.2018, 23:41 / Просмотров: 85382
Закрыть ... [X]

шаговые двигатели для cnc Считать сначала редукцию это как начинать строить дом с окон. Неверный путь. Ладно, пройдем его от самого начала. Хоть я и разленился, но раз здесь нет таких тем, запилим одну такую, раз и надолго.

Любая задача движения тел начинается с:

Определение сил действующих в системе.

В первую очередь определяем силу трения в направляющих стола. Идем в справочник и смотрим коэфф. трения скольжения чугуна по чугуну. Я взял его равным 0.2. Если есть другие данные - используем их. Вес стола считаем 100кгс, вес детали 300кгс.

Сила трения = коэфф. трения вес движущейся системы. Итак сила равна 0.2 9.81 (100кг+300кг) = 785Н. Такая сила будет сопротивляться движению стола с деталью.

Вторая сила - сила инерции, которую нужно преодолеть двигателю при разгоне массы стола с деталью на нем. Вспоминаем старика Ньютона и говорим, что сила сопротивления массы, ее ускорению = массе ускорение массы.

Масса стола с деталью известна 100кг+300кг=400кг. Ускорение какое хотим получить зависит только от наших предпочтений и здравого смысла. Ускорение 0.2м/с2 слишком маленькое, будет как черепаха разгоняться. Примем ускорение 2м/с2. Это куда лучше. Итак, определим силу инерции:

400кг 2м/с2 = 800Н. Эту силу нужно приложить к массе 400кг, чтобы она ускорялась/замедлялась с ускорением 2м/с2.

Полная сила сопротивления складывается из силы двигатели трения, силы инерции и силы резания. Просуммируем их. 785Н + 800Н + 3000Н = 4585Н. Вот эту силу и должен развивать привод стола на гайке ШВП.

Со силами закончили. Дальше требуется:

Определение мощности привода.

Механическая мощность равна силе сопротивления движению на скорость движения. Силу мы нашли. Скорость задана в 2м/мин, переводим в м/с = 0.03(3)м/с. Находим механическую мощность.

4585Н0.0333м/с = 153Вт. Итого, серво мощностью 160Вт справится с такой задачей. Если хочется то учтем КПД системы привода - ШВП. Какой КПД у ШВП хрен знает, примем его равным 95%. Требуемая мощность двигателя равна 153Вт/0.95 = 161Вт

Вывод - серва мощностью 160Вт подходит для наших целей. Можно использовать привод на 160-200Вт.

С мощностями закончили, переходим к:

Определение нужной редукции оборотов.

Редукцию определяем исходя из максимальной скорости перемещения стола и номинальных оборотов сервопривода. Если скорость перемещения стола 2000мм/мин, шаг винта ШВП 5мм, то винт ШВП должен вращаться со скоростью 2000мм/5мм=400об/мин. Коэффициент редукции теперь зависит от номинальных оборотов серво. Если серва на 6000об/мин, то редукция = 6000/400 = 15 раз.

Осталось провериться по последнему фактору:

Определение преобразования крутящего момента в осевое усилие.

ШВП это преобразователь вращательного движения в поступательное с коэффициентом редукции крутящего момента в осевое усилие, определяемым однозначно через шаг винта. Определить редукцию ШВП можно использовав закон сохранения энергии. Так как момент в системе СИ измеряется в Нм, то вращательное движение рассматриваем на окружности радиуса 1м.

Из закона сохранения энергии работа проделанная при прохождении длины окружности радиусом 1м, должна равняться работе при осевом перемещении гайки ШВП за один оборот. Коэфф редукции усилия определяется как отношение длины окружности радиусом 1м, к шагу винта в метрах.

Определим редукцию усилия. За один оборот точка на окружности радиусом 1м, пройдет ровно 2 Пи 1м = 6. 2832м. За один оборот ШВП, гайка сместится на шаг винта, то есть на 5мм. Редукция усилия равна 6.2832/0.005м = 1256 раз. То есть ШВП преобразует крутящий момент в линейное усилие с фактором умножения 1256. Если учесть КПД винтовой пары (хрен его знает, примем за 95%) то реальная редукция чуток уменьшится и составит 12560.95 = 1193 раза.

Серва мощностью 180Вт и номинальными оборотами 6000об/мин, имеет крутящий момент 0.286Нм. Просчитаем какое усилие такая серва разовьет на гайке ШВП, через редуктор 1:15.

Общая редукция = 15 1193 = 17895 раз. Множим момент на общую редукцию и получим линейное усилие на гайке ШВП. Итак 17895м-1 0.286Нм = 5118Н. Что и требовалось доказать.

Вывод: Серва мощностью 180Вт уверенно справится с поставленной задачей.

Можно еще учесть КПД редуктора от сервы к ШВП, но это делается элементарно.

Итак, полет разобран, спасибо за внимание :crazy:

Technology is insignificant comparing to the power of the Force.


Источник: http://chipgu.ru/viewtopic.php?t=1605


Поделись с друзьями



Рекомендуем посмотреть ещё:



Какой выбрать шаговый двигатель для ЧПУ? Чертежи самодельного трубогиба профильной трубы


Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc Шаговые двигатели для cnc

ШОКИРУЮЩИЕ НОВОСТИ