Hvordan beregner man gearkassereduktionsforhold og drejningsmomentoutput for servomotordrivsystemer?

Det valgte 1:10-forhold var for højt til en indekstid på 0,8 sekunder, og belastningsmomentet blev undervurderet med omkring 18 procent, da gearkassens effektivitet blev inkluderet. En servomotor, der når sin drejningsmomentgrænse under acceleration, vil udløse drevet, forringe positioneringsnøjagtigheden og overophede reduktionen. Løsningen ligger i en disciplineret beregningssekvens, der dækker forhold, drejningsmoment, effektivitet og inertimatching, før en indkøbsordre afgives.

Hvad betyder reduktionsforhold og drejningsmomentoutput i servomotordrevsystemer

Reduktionsforhold er kvotienten af servomotorens indgangshastighed divideret med gearkassens udgangshastighed, mens drejningsmomentudgangen er den rotationskraft, der er tilgængelig på udgangsakslen efter at have anvendt multiplikatoreffekten af dette forhold og gearkassens mekaniske effektivitet.

En servomotor er en enhed med høj hastighed og lavt drejningsmoment, mens de fleste maskinbelastninger kræver bevægelse med lav hastighed og høj drejningsmoment. Gearkassen bygger bro over det hul. At forstå det nøjagtige forhold mellem forhold og drejningsmoment er grundlaget for enhver matchende beslutning, fordi det bestemmer, om servodrevet kan accelerere belastningen inden for den krævede cyklustid uden at overskride dens termiske eller spidsstrømgrænser.

Tre-trins metode til at beregne reduktionsforholdet

For at beregne reduktionsforholdet for et servomotordrivsystem skal du bruge tre værdier: påkrævet udgangshastighed fra cyklustiden, servomotorens nominelle hastighed og det udgangsmoment, som belastningen kræver.

Beregning af drejningsmomentoutput efter reduktionsforholdet

Når reduktionsforholdet er fastsat, beregnes det tilgængelige drejningsmoment ved at gange servomotorens kontinuerlige drejningsmoment med forholdet og gearkasseeffektiviteten.

Effektivitetsfaktoren har betydning, fordi den konverterer den teoretiske drejningsmomentmultiplikation til brugbart drejningsmoment. En planetreduktion med 0,97 effektivitet leverer 3 procent mere udgangsmoment end en reduktion med 0,94 effektivitet ved samme forhold, hvilket kan gøre forskellen i en accelerationsfase, der tager 0,8 sekunder.

Matchende servomotor og gearkasse: Inerti, præcision og slør

Forholdsberegningen er kun halvdelen af dimensioneringsproblemet. Servomotoren skal også dynamisk styre den reflekterede belastningsinerti, og gearkassens slør skal forblive inden for maskinens positioneringstolerance.

Inerti mismatch er en af ​​de mest oversete faktorer. Den reflekterede belastningsinerti ved motorakslen er lig med belastningsinertien divideret med kvadratet af reduktionsforholdet. Et inertiforhold mellem rotor og belastning på 1:5 eller bedre anbefales for præcis servostyring. Et lavere forhold er acceptabelt for langsommere akser, men et højere forhold forårsager problemer med forstærkningsjustering og kan udløse oscillation under hurtig deceleration.

Automatiseringsakser, der har brug for højt drejningsmoment og kompakt installation, drager fordel af AHB-seriens planetreduktion, som dækker forhold fra 3:1 til 100:1 og holder sløret nede til 3 buemin. Producenter som ZHEJIANG BEITTO TRANSMISSION TECHNOLOGY CO., LTD. (BEITTO) design høj effektivitet servomotor planetgearkasse enheder for disse driftscyklusser.

Lavt slør Højt drejningsmoment AHB planetgearkassereduktion Denne planetreducer med spiralgear leverer lavt slør under 3 buemin for præcis positionering og højt drejningsmoment i kompakte automatiseringsakser med et flangedesign til universel motormontering og vedligeholdelsesfri drift. Se produkt →

Til pick-and-place og indekseringsmekanismer, der kræver det lavest mulige slør og stille bevægelse, tilbyder BSHF-seriens fleksible gearreduktion et forhold mellem 50:1 til 160:1 med slør under 1 buemin.

BSHF Series Fleksibel Gear Reducer med hult skaft Med et slørfrit design og forhold fra 50:1 til 160:1 understøtter denne lette reduktionsmekanisme pick-and-place og indekseringsmekanismer med stille bevægelse og højt drejningsmoment i et kompakt, koaksialt layout. Se produkt →

Hvor bevægelsesaksen skal dreje 90 grader uden at tilføje en separat skråboks, bibeholder ATR-seriens retvinklede planetariske drev forholdsnøjagtighed i et kompakt fodaftryk.

Højre vinkel 90 grader planetarisk kørehastighedsreducer ATR Dette retvinklede planetdrev giver en 90-graders drejning uden ekstra skråkanter, opretholder forholdsnøjagtighed og høj stivhed med koniske rullelejer, velegnet til kompakte bevægelsesakser. Se produkt →

Almindelige størrelsesfejl, der bryder servodrev

Fire fejl tegner sig for de fleste overbelastningsudløsninger og positioneringsfejl i servomotordrivsystemer.

1. Ignorerer effektivitetsfaktoren: At multiplicere motordrejningsmoment med forhold alene kan undervurdere drejningsmomentbehovet med 5 til 10 procent, hvilket fører til underdimensionerede drev, der tripper under belastning.
2. Valg af forhold kun fra hastighed: Et forhold, der opfylder hastigheden, men ignorerer reflekteret inerti, kan forårsage svingninger og forstærkningsfejl.
3. Valg af den forkerte modreaktionsklasse: En 10 arcmin reducer på et 0,01 mm positioneringssystem vil aldrig opfylde den krævede nøjagtighed.
4. Overdimensionering af reduktionsgear: En reducering vurderet et godt stykke over motorens drejningsmoment koster mere, tilføjer reflekteret inerti og sænker den samlede systemeffektivitet.

Hurtigt udvælgelsestjekliste til indkøb

Brug denne tjekliste, før du afgiver en indkøbsordre, for at låse et servodrevsystem, der opfylder hastigheds-, drejningsmoment- og nøjagtighedsmålene uden risiko for overbelastning.

Ofte stillede spørgsmål om dimensionering af servogearkasse

Hvad er formlen for gearkassereduktionsforhold?

Reduktionsforhold = motorens indgangshastighed divideret med gearkassens udgangshastighed. En 3000 RPM servomotor med en 10:1 gearkasse producerer 300 RPM ved udgangsakslen.

Hvordan beregner jeg drejningsmomentet for en servomotor med en gearkasse?

Momentudgang = motormoment x reduktionsforhold x gearkasseeffektivitet. En 5 Nm servomotor gennem en 10:1 planetreduktion ved 95 procent effektivitet leverer 47,5 Nm ved udgangsakslen.

Hvordan vælger jeg det rigtige reduktionsforhold til et servomotordrivsystem?

Start med den nødvendige udgangshastighed og udgangsmoment, og beregn derefter forholdet ud fra motorhastigheden. Bekræft det resulterende drejningsmoment, efter at effektiviteten er påført, og kontroller, at inertiforholdet forbliver inden for servodrevets anvendelige kontrolområde.

Hvad er forskellen mellem planetariske og fleksible gearreduktioner til servosystemer?

Planetariske reduktionsgear giver højere effektivitet og drejningsmomenttæthed, mens fleksible gearreducere giver lavere tilbageslag og jævnere bevægelser ved lav hastighed. Vælg planetarisk for belastningskapacitet og fleksibel for præcision, eller tilpas reduktionsanordningen til det dominerende krav til aksen.