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[已解决] 起动转矩如何计算?

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发表于 2013-5-13 11:58:43 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 德国

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如图所示结构,请问如何计算起动转矩?
示意图.JPG
发表于 2013-5-13 13:37:48 | 显示全部楼层 来自: 中国安徽合肥
已知:物重m=140kg,摩擦系数μ=0.01,电机转速n=1500rpm,加速度a=3m/s²,物体速度15m/min,滚珠丝杠导程h=10mm,长度L=500mm,直径D=21mm,传动效率η=90%;
1 e7 K2 c3 [1 O. |+ b求:P=?
2 A  U; w6 o; b1 \* |, T3 V解:由Z轴运动特点可知,最大轴向力F发生在加速上升段,及从速度0上升至15m/min时间段,其加速度为a=3m/s²,则加速时间t=0.08s
, V3 M3 A. n* e可得:F=m×g+f+m×a...............................................................㈠
& H" r# O$ P, Z$ F     =140×9.8+140×9.8×0.01+140×38 O: Z$ B: D+ D5 l9 Z0 ]# @; A8 m- F1 J
     =1805.72N
5 r0 y( @+ G7 l+ Q6 k0 ], O由上述,可知最大扭矩发生在等加速上升时) I- P1 Z) y' w  t+ i. k8 q
及Tmax=T1+T2 其中T1为等加速上升扭矩,T2为角加速度造成的 惯性扭矩,具体T2=J×ω=(J1+J2)×/60×0.08...................㈡             ( [9 f* W8 ~: i1 j9 V1 E# X
  =(GDs²+GDw²+J2)×2π×1500/4×980×60×0.08# {3 F0 f/ e, W, S' G& }' p
  =[πρ×D4×L/8+W(L/π)²+19.9]×0.53 P9 r6 m; y  R) _6 U; [4 L
=(2.977+15.214+19.9)×0.5=19.05kgf·cm=186.64N·cm) B" |! R: x! o2 J. j! W/ L
  T1=F×h/2×π×η...........................................................㈢, ~' W' c2 k/ ]" j
   =1805.72×1/2×3.14×0.9
, N9 p( n6 Z( U9 r3 I3 Q2 H   =319.48N·cm/ f7 Z/ d' M! [( w/ [' S4 k
则Tmax=T1+T2=186.64+319.48=506.13N·cm=5.06N·m0 b: k3 i$ p6 V- n* x2 x
由P=M×N/9550
7 s+ Z( T) a4 q+ g: p7 Z得P=5.06×1500/9550=0.79KW。
8 R) Q; c+ |# K9 U* K* M8 Q9 L+ y由上述计算可得需使用大于0.8KW电机。1 M" `) ?5 I, z0 y  e
注:1)P=M×n/9550公式由下列推导:4 L3 g2 W% g6 x' b. r8 o1 ~: f
   由P=F·V       
3 m* \, {0 o2 D6 ?* n' `3 J      M=F·R→F=M/R.......①
' R7 L  D) l3 @& K: W8 }      V=2πR×(每秒转速)=πRn(每分转速)/30.........②
+ L3 g, v+ a+ r9 ?& i1 _  e/ ]1 b   将①②代入P=F·V得M/R×πRn(每分转速)/30,将P换为千瓦,
- J3 \3 y; ]% ^   则P×1000=π/30·M·n→30000/π·P=M×n→P=M×n/9550
, e9 l4 I) L& F6 Y+ G: \        ㈡式中J1为系统惯性矩,J2为预选电机惯性矩,GDs螺杆轴惯性矩,GDw为可动部惯性矩。
发表于 2013-5-13 13:40:55 | 显示全部楼层 来自: 中国安徽合肥
上述为我们机床产品中Z轴(上下运动,靠滚珠丝杆传动)电机功率,扭矩校核过程,楼主可适当参考。注意运动为上下垂直运动。你的图示为水平放置,还需要知道启动时间及启动后的速度。

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发表于 2013-5-13 14:49:41 | 显示全部楼层 来自: 中国山西太原
1  先算出圆盘的惯性力矩T1,T1=J ε         
; s/ e. P' E0 |2 [% y( E& l; s    式中J为转动惯量,对于圆盘,J=mr^2/2 (其中m为圆盘质量,r为圆盘半径)
: s. n& [' p) h! x3 z3 |2 J" ]      ε为角加速度,可由启动时间(达到转速n所需用的时间)、正常速度求得。7 q4 i- V9 d% R# j% A
2  求出支承的摩擦力矩T2, T2=FR  (F为摩擦力,R为磨擦力作用半径。)
) ]& X, A3 n7 i3  启动转扭矩为 T=T1+T2
  O8 ]7 s( J% g1 W$ [

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 楼主| 发表于 2013-5-13 15:43:20 | 显示全部楼层 来自: 德国
多谢指教,我先研究研究!
发表于 2013-5-13 15:52:03 | 显示全部楼层 来自: 中国上海
感谢,学习论。
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