伺服电动缸具有高速、定位精度高、推力大的特点。随着伺服电动缸的应用越来越广泛,伺服电动缸的选型和计算变得尤为重要。下面介绍伺服电动缸选型要点及选型计算。
1、伺服电动缸选型要点
1、选型前需要确认应用场所是否适合伺服电动缸的使用,包括安装空间、安装方式、环境温度、应用特性、工作频率、控制电源等。
2、购买前请确认以下参数:推力/拉力、行程、速度、安装方式、使用频率、控制方式。选择推力时,首先计算理论载荷,然后选择电动缸型号。推力和拉力基本相同。如果电动缸用于垂直提升,建议电机配备制动器,安装空间上下限应留有余量,以便调试时安全使用。如果尺寸安装在紧凑、余量较低的情况下,调试时要注意,随时观察推杆运动到两个极限位置时的情况。
3、关于安装方式或方法,伺服电动缸主要以直线运动方式运行,不能有较大的侧向力,否则会影响其机械性能。安装方式有:两端铰接、耳轴安装、平板安装。如果安装和运行是有角度的,客户需要模拟整个运动控制是否有死点。如果能完成,前端或后端必须采用铰链承载法和耳轴安装法。
2、推力计算公式
F=2T/L
F:电动缸输出力,单位KN kN
T:输出扭矩(电机与减速机组合后),单位:牛米(Nm)
L: 丝杠导程,单位(m)
eta:效率(一般选择电动缸总效率为85%,主要根据实际工况而定)
3、汤姆逊电动缸选型示例
北方某半导体设备客户,单晶炉设备采用伺服电动缸实现升降功能。机械臂升降精度为0.02mm。已经有导轨进行位置引导。总负载重量150kg,有效行程300mm,速度50mm/s。根据结构设计,电动缸应直接立在底座上,顶部应直接抬起机械臂底座的底板。
根据客户的要求,我们初步确定可以选择汤姆逊PC系列电动缸。 PC系列电动缸最大负载6000N,最大行程1200mm,最大速度1.66m/s,精度0.01mm。初步选用PC32系列4mm导程电动缸。
根据计算公式,得出电机减速器总成所需输出的扭矩。
T=FL/2=1500Nx0.004/2x3.14x0.85=1.124Nm
因为客户要求速度为50mm/s,加上安全系数,我们可以选择3速减速机。当电机转速为3000rpm时,3速减速机也能满足50mm/s的速度要求。
最后我们可以选择400w交流伺服、3000rpm伺服电机和电动缸来搭配。电动缸型号为:PC32PA999B040350FF1;伺服电机型号为:e190-04UD-03A0-2、ESM06X-401-302-xxB0A00
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