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刀架負載沿著縱向運動折算到電機軸上的等效轉動慣量按照下式計算:
J1=m1(V12πn1)2=m1(S12π)2
式中,J1為伺服電機軸所換算的負載慣量(kgcm);V1為刀架縱向進給速度(mm/min);n1為滾珠絲杠的旋轉速度(r/min);m1為刀架體的重量(kg);S1為滾珠絲杠的導程(mm)。
此次長軸花鍵數控銑床的刀架立柱預計質量為15kg,滾珠絲杠導程4 mm,帶入公式 ,可得:
J1=0.061 kgcm2
滾珠絲杠的轉動慣量為:
J絲杠=1482(3d12+4l12)
其中,d1為滾珠絲杠的直徑(mm),l1為
2、滾珠絲杠的長度(mm)。本次縱向進給滾珠絲杠的基本參數查表可知,d1=25 mm ,l1=1500 mm 將數據代入上式得:
J絲杠=0.375 kgcm2
因為該縱向進給機構為電機和絲杠直連于是有:
J=J1+J絲杠 將J1=0.061 kgcm2,J絲杠=0.375 kgcm2代入上式,得:
J=0.436
3、kgcm2
按照大于負載慣量的1/3的標準來選用電機慣量,那么伺服電機慣量為0.145 kgcm,額定轉矩為1.3 Nm,最大轉矩為 3.82 Nm。
負載勻速運動時,其負載轉矩可按下面過程進行計算:
T負=FS12000πη
F=μ(m1g+N)
式中,F為負載勻速運動過程中需要克服的外力(N),此處主要考慮負載產生的摩擦力;m1為刀架質量(kg);N為工件附加的壓力(N);S1為滾珠絲杠的導程(mm)。此處計算中,可將N設為0,只考慮刀架的質量作為主要摩擦力來源進行計算,刀架質量m=20 kg,摩擦系數取0.1,工作效率取0.8,滾珠絲杠導程S1=4 mm ,帶入上述公式計算
4、得:
T負=710-4 Nm
伺服電機需要輸出的加速轉矩可按下式計算:
T加=(J+J電)N9.55104t加
其中J為刀架慣量(kgcm);J電為初選電機慣量(kgcm);N為伺服電機轉速(r/min);t加為加速時間(s)。根據前面計算可知J=0.436 kgcm2,J電=0.145 kgcm2,N=3000 r/min,取加速時間為 0.2s,帶入上式計算得:
T加=0.102 Nm
因此,T負+T加