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    電機、減速箱選用計算

    發布時間: 2017-01-14

    選用計算
    在電機、減速箱的選型中,首先要確認負載的工況。在此基礎上對負載進行計算,從而確定所需配套的電機、減速箱型號,進而可以根據安裝要求確定電機、減速箱的安裝結構形式。
    1. 皮帶輸送的負載計算
        負載功率:

     
     

     

    2. 纏繞昇降:
        負載功率:

     
     

     

    3.水平牽引:
       負載功率:

     
     

     

    4. 迴轉體驅動:
        負載功率:

     
     

     
     

    選型舉例:

    ①皮帶輪機構
       AC電機時:
       此為在輸送帶驅動機構上使用標準電機時的選定例。
       須按下述要求規格來選用電機。(要求規格及機構規格)
      

     皮帶與工作物的總重量???????   m1=20kg
       滑動面的摩擦係數???????????μ=0.3
       滾輪的直徑????????????D =100mm
       滾輪的重量?????????????   m2=1kg
       皮帶?滾輪的效率??????????  η = 0.9
       皮帶的速度????????  V = 140mm/s±10%
       電機電源???????????單相110V60Hz
       工作時間???????????  1天8小時運轉
    ②決定減速箱的減速比:
       減速比輸出軸轉速:NG=(V?60)/(π?D)=((140±14)×60)/(π×100)=26.7±2.7[r/min]

     因電機(4極)在60Hz時的額定轉速為1450~1550r/min,所以應選擇在此範圍內的減速比i=60。
       減速箱的減速比i為:i=(1450~1550)/NG=(1450~1550)/(26.7±2.7)=49.3~64.6

    計算必要轉矩:
        輸送帶起動時所需的轉矩為最大。先計算起動時的必要轉矩。
        滑動部的摩擦力F,
        F=μm·g=0.3×20×9.807=58.8[N]

     負載轉矩TL=F·D/2·η+(58.8×100×10-3)/(2×0.9)=3.27[N·m]
        此負載轉矩為減速箱輸出軸的數值,因此需換算成電機輸出軸的數值。
        電機輸出軸的必要轉矩TM
        TM=TL/i·ηG=3.27/(60×0.66)=0.0826[N·m]=82.6[mN·m]
        (減速箱的傳導效率ηG=0.66)
        按使用電源電壓波動(220V±10%)等角度考慮,設定安全率為2倍。
        82.6×2≈165[mN·m]
        起動轉矩為165mN·m以上的電機,可參閱標準電機型號/性能表來選擇。
        電機:90YS40GV22,再選用可與90YS40GV22組合的減速箱90GK60H。

    ④確認負載慣性慣量:
       皮帶·工作物的慣性慣量Jm1=m1×(π×D/ 2π)2
                                              =20×(π×100×10-3/2π)2
                                              =500×10-4[kg·m2]
        滾輪的慣性慣量Jm2=1/8×m2×D2
                                   =1/8×1×(100×10-3)2
                                   =12.5×10-4[kg·m2]
        減速箱輸出軸的全負載慣性慣量
        J=500×10-4+12.5×10-4×2=525×10-4[kg·m2]
        此處90GK60H的容許負載慣性慣量請參閱前述數據。


        JG=0.75×10-4×602=2700×10-4[kg·m2]
     因J>JG,即負載慣性慣量為容許值以下,故可以使用。且所選用的電機額定轉矩為260mN·m,較實際負載轉矩為大,因此電機能以比額定轉速更快的轉速運轉。

       再依據無負載時的轉速(約1750r/min)來計算皮帶的速度,確認所選制品是否符合規格要求。
        以上確認結果為均能滿足規格要求。

      V=(NM · π ·D)/60·i=(1750×π×100)/(60×60)=152.7[mm/s]

    (電機轉速NM)
        綜上所述,對負載工況的分析、負載計算,是選用電機、減速箱的基礎。有關詳細的計算可參閱《機械設計手冊》中相關章節。

     通過負載計算,裝配中應該注意的事項,總體是寄予用戶合理、安全可靠的選擇本系列產品。這只是選型與安裝的過程,有關控制迴路的接線與整機的配套使用,請參閱相關部分。

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