技术资料动力锁选择和程序
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EL系列选择
1.确认最大发生扭矩和最大发生推力负荷
最大扭矩和推力负载的计算需要使用系数传动能力。
※连接伺服电机、步进电机时，请将各自的最大扭矩 (峰值扭矩) 作为最大发生扭矩 (Tmax) 。
| SI单位 |
|---|
|
Tmax = 9550 × H n ・f Tmax=最大发生扭矩 (N・m)
|
| 重力单位 |
|---|
|
Tmax = 974 × H n ・f Tmax=最大发生扭矩 (kgf・m)
|
Pmax = Pax・f
- Pmax:最大产生推力负荷kN{kgf}
- Pax:推力负荷kN{kgf}
- f：使用系数
f：使用系数
| 负载状态 | 使用系数 | |
|---|---|---|
| 平稳无冲击负载 | 惯性小 | 1.5～2.5 |
| 轻微冲击负载 | 惯性中 | 2.0～4.0 |
| 大冲击负载 | 惯性大 | 3.0～5.0 |
仅施加扭矩时
比较由以上求得的Tmax和编目传输扭矩M t。
M t ≥Tmax→可用。
Mt < Tmax → 考虑增加型号或使用多个单元。
同时施加扭矩和推力负荷时
计算合成负荷M R，并与传递扭矩M t进行比较。
MR = Tmax2 + (Pmax × d 2 )2
- Tmax:最大发生扭矩N・m{kgf・m}
- Pmax:最大发生止推负荷N{kgf}
- d:轴径m
比较由以上求得的M R和编目传递扭矩M t。
M t ≥M R →可以使用。
M t < M R → 考虑增加型号数量或使用多个单元。
*本系列可多个使用。使用多个时的传递扭矩，请用M t乘以下表所示的倍率。
| 使用个数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
|---|---|---|---|---|
| 倍率 | 1 | 1.55 | 1.85 | 2 |
2.有效加压、传递扭矩、表面压值的计算
(1)所需传递扭矩值Mt与“型号和规格”所示的传递扭矩值 [Mt] 不同的情况。
使用以下公式计算所需的有效压力 Fe、推力载荷 Pax 和表面压力值 P 和 P'。
- C 1 =Mt/ [Mt] (所需传递扭矩的比率)
- Fe=C 1 × [Fe] N{kgf} (有效加压)
- F=Fo+Fe N{kgf} (总应力)
- Pax=C 1 × [Pax] N{kgf} (推力载荷)
- P=C 1 × [P] MPa{kgf/mm 2} (轴侧压力)
- P' = C 1 × [P'] MPa{kgf/mm 2} (轮毂侧压力)
- Mt:所需传递扭矩值N·m{kgf·m}
对于 Fo、[Fe]、[Mt]、[Pax] 和 [P']，请参阅“型号和规格”。
(2)所需有效加压Fe与“型号和参数”中所示的有效加压 [Fe] 不同时。
使用以下公式计算传动扭矩值 Mt、推力载荷 Pax 以及表面压力 P 和 P'：
- C 2 =Fe/ [Fe] (所需有效压力比)
- Mt=C 2 × [Mt] N·m{kgf·m} (传递扭矩)
- Pax=C 2 × [Pax] N{kgf} (推力载荷)
- P=C 2 × [P] MPa{kgf/mm 2} (轴侧压力)
- P' = C 2 × [P'] MPa{kgf/mm 2}（轮毂侧压力）
- Fe:所需有效加压N{kgf}
对于 Fo、[Fe]、[Mt]、[Pax] 和 [P']，请参阅“型号和规格”。 注：0.25 ≦ C 2 ≦ 2
（3）当多个动力锁EL 单元串联排列时。
使用以下公式计算传动扭矩 Mtz、推力载荷 Paxz 和表面压力 Pz 和 P'z（z：动力锁EL排数的数量）。
- Mtz = S・Mt1
- Paxz = S・Pax1
- Pz=P 1 (轴侧)
- P'z = P' 1（轮毂侧）
Mt 1、Pax 1和 P' 1是排数为 1 时的值。
| Z | S |
|---|---|
| 1 | 1 |
| 2 | 1.55 |
| 3 | 1.85 |
| 4 | 2 |
3.考虑轴和轮毂
动力锁EL本身不具备定心功能。定心应使用轴和轮毂之间的定心导轨进行。
定心用导向部的长度以d/2以上为宜，但请根据所需精度确定定心用导向部公差。
(1) 材料强度的探讨
轮毂及轴请使用具有满足下式的强度的材质。
σ0.2S≧ 1.4 × P σ0.2B≧ 1.4 × P'
- σ 0.2S、σ 0.2B:轴及轮毂材料的屈服点MPa{kgf/mm 2}
- P、P'：作用在轴和轮毂孔上的表面压力 MPa {kgf/mm 2}
钢材料强度一览表中列出了典型钢材料的屈服点值，请参阅。
（2）考虑轮毂所需外径D<sub> N</sub>和允许的空心轴孔直径d<sub> B</sub>
使用的轮毂的外径尺寸必须大于或等于D N，按下式计算。使用空心轴时，请使用由下式计算出的孔径在d B以内的轴。
(a) 在轮毂侧安装螺栓时
DN ≧ D σ0.2B + 0.8 × P' σ0.2B - 0.8 × P' + dG
dB ≦ d σ0.2S - 1.2 × P σ0.2S
(b) 在轴侧安装螺栓
DN ≧ D σ0.2B + 0.6 × P' σ0.2B - 0.6 × P'
dB ≦ d σ0.2S - 1.6 × P σ0.2S - dG
P、P'：轴侧和轮毂侧的表面压力 MPa {kgf/mm 2}
4.紧固螺栓的选择
(1) 螺栓的强度等级和机械性能
螺栓的强度等级和机械性质请参照这里。我推荐尽量使用等级10.9、12.9的螺栓。
对于外部的振动有不易松动的效果。使用等级12.9伏特，可使用等级10.9的拧紧扭矩。
(2) 座面压力的探讨
使用等级10.9、12.9的螺栓时，请研究螺栓座面的表面压力。
当座面压力超过下表所示的临界压力时，座面的凹陷变形将随时间进行，螺栓将失去轴力，成为松动的原因。
当座面压力超过临界压力时，请提高加压法兰的机械强度 (更换材料或进行热处理)，或减小螺栓的紧固力以减小座面的凹陷。座面面积及座面压力的计算如下式所示。
座面面积=As= π 4 (D 2-da 2 max) mm 2
- D:螺栓头径 (参照资料) mm
- da max:颈下R以后圆的直径 (参照资料) mm
- 表面压力Ps=Fv/As MPa{kgf/mm 2}
- FV:紧固力N{kgf}
各种材料的临界压力 (Junker)
| 材料 | 机械性质 | 临界面压 Pw MPa{kgf/mm 2} |
||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 名称 | 德国 规格 |
相当 JIS |
拉伸强度 MPa{kgf/mm 2} |
压缩屈服点 MPa{kgf/mm 2} |
||||
| 低碳钢 | St37 | S10C | 346 | 35.3 | 272 | 27.9 | 294 | 30 |
| 中碳钢 | St50 | S30C | 505 | 51.5 | 329 | 33.6 | 490 | 50 |
| 热处理碳钢 | C45 | S45C (调质) |
721 | 73.6 | 478 | 48.8 | 882 | 90 |
| 铸铁 | GG22 | - | 228 | 23.3 | 443 | 45.2 | 980 | 100 |
5.加压机构的设计
由于加压法兰在紧固螺栓时会承受较大的应力，因此请使用具有足够强度的材料，以避免塑性变形，设计时应留有一定的余地。
以下为本公司推荐的加压机构的设计计算公式，请参照。
d 1、D 1、X尺寸如下表所示，请参照。
型号 d X D mm |
差距 X 动力锁EL 排数 |
加压袖・ 加压法兰尺寸 |
||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | d1 | D1 | |
| PL010X013E | 2 | 2 | 3 | 3 | 10.1 | 12.9 |
| PL011X014E | 2 | 2 | 3 | 3 | 11.1 | 13.9 |
| PL012X015E | 2 | 2 | 3 | 3 | 12.1 | 14.9 |
| PL013X016E | 2 | 2 | 3 | 3 | 13.1 | 15.9 |
| PL014X018E | 3 | 3 | 4 | 5 | 14.1 | 17.9 |
| PL015X019E | 3 | 3 | 4 | 5 | 15.1 | 18.9 |
| PL016X020E | 3 | 3 | 4 | 5 | 16.1 | 19.9 |
| PL017X021E | 3 | 3 | 4 | 5 | 17.1 | 20.9 |
| PL018X022E | 3 | 3 | 4 | 5 | 18.1 | 21.9 |
| PL019X024E | 3 | 3 | 4 | 5 | 19.2 | 23.8 |
| PL020X025E | 3 | 3 | 4 | 5 | 20.2 | 24.8 |
| PL022X026E | 3 | 3 | 4 | 5 | 22.2 | 25.8 |
| PL024X028E | 3 | 3 | 4 | 5 | 24.2 | 27.8 |
| PL025X030E | 3 | 3 | 4 | 5 | 25.2 | 29.8 |
| PL028X032E | 3 | 3 | 4 | 5 | 28.2 | 31.8 |
| PL030X035E | 3 | 3 | 4 | 5 | 30.2 | 34.8 |
| PL032X036E | 3 | 3 | 4 | 5 | 32.2 | 35.8 |
| PL035X040E | 3 | 3 | 4 | 5 | 35.2 | 39.8 |
| PL036X042E | 3 | 3 | 4 | 5 | 36.2 | 41.8 |
| PL038X044E | 3 | 3 | 4 | 5 | 38.2 | 43.8 |
| PL040X045E | 3 | 4 | 5 | 6 | 40.2 | 44.8 |
| PL042X048E | 3 | 4 | 5 | 6 | 42.2 | 47.8 |
| PL045X052E | 3 | 4 | 5 | 6 | 45.2 | 51.8 |
| PL048X055E | 3 | 4 | 5 | 6 | 48.2 | 54.8 |
| PL050X057E | 3 | 4 | 5 | 6 | 50.2 | 56.8 |
| PL055X062E | 3 | 4 | 5 | 6 | 55.2 | 61.8 |
| PL056X064E | 3 | 4 | 5 | 7 | 56.2 | 63.8 |
| PL060X068E | 3 | 4 | 5 | 7 | 60.2 | 67.8 |
| PL063X071E | 3 | 4 | 5 | 7 | 63.2 | 70.8 |
| PL065X073E | 3 | 4 | 5 | 7 | 65.2 | 72.8 |
| PL070X079E | 3 | 5 | 6 | 7 | 70.3 | 78.7 |
| PL071X080E | 3 | 5 | 6 | 7 | 71.3 | 79.7 |
| PL075X084E | 3 | 5 | 6 | 7 | 75.3 | 83.7 |
| PL080X091E | 4 | 5 | 6 | 8 | 80.3 | 90.7 |
| PL085X096E | 4 | 5 | 6 | 8 | 85.3 | 95.7 |
| PL090X101E | 4 | 5 | 6 | 8 | 90.3 | 100.7 |
| PL095X106E | 4 | 5 | 6 | 8 | 95.3 | 105.7 |
| PL100X114E | 4 | 6 | 7 | 9 | 100.3 | 113.7 |
| PL110X124E | 4 | 6 | 7 | 9 | 110.3 | 123.7 |
| PL120X134E | 4 | 6 | 7 | 9 | 120.3 | 133.7 |
| PL130X148E | 5 | 7 | 9 | 11 | 130.4 | 147.6 |
| PL140X158E | 5 | 7 | 9 | 11 | 140.4 | 157.6 |
| PL150X168E | 5 | 7 | 9 | 11 | 150.4 | 167.6 |
(1) 螺栓节圆直径dp B、dp S mm
- (d=Φ10~Φ30时) dp B =D+8+d G dp S =d -8-d G
- (d=Φ32~Φ150时) dp B =D+10+d G dp S =d -10-d G
但是，将加压法兰安装在轮毂一侧时，螺栓根数应为dp B圆周上可安装的最大根数的1/2以下。
(2) 加压法兰厚度lFmm
ℓF ≧ 2 × dG
(3) 加压法兰的强度 (σ 0.2F)
- 以8.8级扭矩拧紧螺栓时... σ0.2F ≥294 MPa{30kgf/mm 2} (相当于S35C)
- 以10.9级扭矩拧紧螺栓时... σ0.2F ≥343 MPa{35kgf/mm 2} (相当于S45C)
- 以12.9级扭矩拧紧螺栓时... σ0.2F ≥392 MPa{40kgf/mm 2} (相当于S55C)
σ0.2F:加压法兰的屈服点MPa{kgf/mm 2}
(4) 螺纹部配合长度l B mm
ℓB ≧ 1.5 × dG
加压法兰加工例
X：在压力法兰与轮毂端或轴端之间对环施加压力时所需的最小干涉量。该表显示了根据动力锁EL排数数量而定的值。
