伺服电缸具有高速、高定位精度、高推力等特点,随着伺服电动缸的应用越来越多,对于伺服电动缸的选型计算就变得尤为重要。下面就介绍一下伺服电动缸选型要点和选型计算。
一、伺服电动缸选型要点
1、选择前,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、购买前要确认以下参数:推力/拉力、行程、速度、安装方式、应用频率、控制方式。选择推力时,先计算理论载荷,再选择电缸型号。推拉力的大小基本一致,如果电动缸用于垂直顶升,建议电机带抱闸,安装空间上下限要留有调试时安全使用的余量。如果尺寸安装在紧凑和低余量的情况下,调试时要注意,随时观察推杆运行到两个极端位置时的情况。 3、关于安装方式或方法,伺服电动缸运行以直线运动为主,不能有较大的侧向力,会影响其机械性能。安装方式有:两端铰接、耳轴安装、平面安装。如果安装运行有角度,客户需要模拟整个运动控制是否有死点。如能完成,前端或尾端需采用铰接轴承法和耳轴安装法。
二、推力计算公式
F=2πηT/L
F:电动缸输出力,单位KN千牛
T:输出扭矩(电机和减速机组合后),单位Nm (牛.米)
L:丝杆导程,单位(m)
η:效率(一般选择电动缸的总效率85%, 主要根据实际工况)
三、汤姆森电动缸选型实例
北方某半导体设备客户,单晶炉设备选用伺服电动缸进行升降功能,机械臂升降精度在0.02mm,已经有导轨进行位置导向,负载总重150kg,有效行程300mm,速度50mm/s。根据结构设计,电动缸要直接矗立在底座上,顶部直接顶升机械臂底座的底板。
根据客户的要求,我们初步确定可以选择汤姆森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,精度可以达到±0.01mm。初步选型PC32系列4mm导程电动缸。
根据计算公式得出电机减速机组合体需要输出的扭矩
T=FL/2πη=1500Nx0.004/2x3.14x0.85=1.124Nm
因为客户要求速度50mm/s,加上一个安全系数,我们可以选择一个3速比的减速机,电机转速3000rpm时候,加上3速比减速机后也能满足50mm/s 的速度要求。
最终我们可以选择400w交流伺服,转速3000rpm的伺服电机和电动缸进行匹配。电动缸型号为:PC32PA999B040350FF1;伺服电机型号为:e190-04UD-03A0-2,ESM06X-401-302-xxB0A00