技术资料直线作动机动力千斤顶选型

要求

使用机械.....工作台升降机、舞台升降装置、传送线切换装置etc

布局……互锁模式(4单元、6单元等)、驱动、联轴器等。

最大载荷 (W).....载荷或工件质量N{kgf}

螺钉轴速度 (V).....千斤顶所需速度m/min

行程.....实际使用的行程mm

丝杠类型:滚珠丝杆(JWB)、高导程滚珠丝杆(JWH)、梯形螺杆(JWM)

安装形状.....基本型规格(推上用或吊下用、需防滑或无需防滑)、滑动螺母规格 (上提用或下吊用)

安装状态.....底座固定、轴端固定等、受压缩负荷作用时考虑失稳

预期寿命.....千斤顶使用寿命(仅限JWB、JWH)

选择程序

1.计算修正负荷Ws

考虑负载的性质,参照使用系数(表 1)计算修正后的负载 Ws。

修正荷载 Ws (N{kgf}) = 最大荷载 W (N{kgf}) ×使用系数Sf

表 1.使用系数Sf

负载性质 使用案例 使用系数
无冲击顺畅动作
负荷惯性小
阀门的开闭
输送机切换装置
1.0~1.3
有轻微冲击的动作
负荷惯性中
各种移动装置
各种升降机升降
1.3~1.5
大冲击、震动动作
负荷惯性大
通过台车搬运物、保持轧辊的定位 1.5~3.0

注:以上使用系数为一般性指导原则,应根据使用条件确定。

2.计算每台千斤顶的负荷W

每个千斤顶的载荷 W 由修正后的载荷 Ws 计算得出。对于联动操作,请参考连动系数(表 2)进行计算。

每个千斤顶的载荷 W (N{kgf}) = 修正后的载荷 Ws (N{kgf}) / 使用的千斤顶数量 ×连动系数fd

表2.连动系数fd

联动台数 (台) 2 3 4 5~8
连动系数 0.95 0.9 0.85 0.8

3. 暂定选择动力千斤顶的型号

参考“临时选定的要点”临时选定千斤顶的型号。

初步选定的要点

  • 1.蜗杆速比根据螺钉轴速度临时选定。难以判断的情况下,研究速比H。
  • 2.选定行程时要考虑使用行程的余量。
  • 3.根据需要选择选项。

4.确认失稳、螺钉轴的旋转速度

  • 1.研究容许失稳负荷
    施加压缩负荷时,确认其在容许失稳负荷以下。(此处参照)
    超过容许值时,增加千斤顶尺寸重新计算。
  • 2. 允许的螺杆轴转速
    如果使用滑动螺母,请检查螺杆轴的旋转速度是否低于允许的速度(参见此处)。
    如果超过允许值,则增大千斤顶尺寸并重新计算。

5.确认所需输入转速

根据所需螺钉轴速度求出千斤顶所需的输入转速。

N = V ×R

N:输入转速r/min

V:螺钉轴速度m/min

l:螺钉导程m

R:蜗杆速比

6.必要输入扭矩的确认

计算所需输入扭矩。

T = W×ℓ π×R×η + To

T:所需输入扭矩N・m{kgf・m}

W:升降负荷N{kgf}

l:螺钉导程m

π:圆周率3.14

R:蜗杆速比

η:千斤顶综合效率

To:无负荷空转扭矩N・m{kgf・m}

  • 注)
    有关螺杆导程、蜗杆速度比、整体效率和空载空转扭矩等信息,请参阅各产品的主要规格页面。
    请注意螺距的单位。例如:8mm → 0.008m

7.确认所需输入容量

SI单位P= T×N 9550

重力单位P= T×N 974

T:所需输入扭矩N・m{kgf・m}

P:所需输入容量kW

N:输入转速r/min

8.复查可接受的过载

如果在输入轴上安装链轮、齿轮、皮带等,请确保其低于允许的悬载。(请参见此处)

超过容许值的情况下,增加千斤顶的尺寸重新计算。

9.确认寿命 (仅限JWB、JWH类型)

确认是否满足预期寿命。(请参见此处)

如果想要增加预期运行距离,请增大千斤顶尺寸并重新计算。

*无法对 JWM(梯形螺杆)类型进行寿命计算。

10.确定选项

根据使用情况选择选项。

  • ·输出选项、安装选项
  • ·控制选项输入选项
  • ·附带选项

(请参阅各产品的图纸库)

11.千斤顶主体型号的确定

动力千斤顶主机的正式型号将另行确定。

外围设备选择

电机的选择

计算联动用驱动源所需容量Pt,选定驱动源

1.驱动源总所需扭矩Tt的计算

求出每1台千斤顶在驱动源侧的所需扭矩T 1~4,将其合计后,求出驱动源的总所需扭矩Tt。

[每千斤顶所需扭矩]

T 1~4 = T (变速箱效率)变速箱数量

[驱动源的总所需扭矩]

Tt = T1 + T2 + T3 + T4

T 1~4:各千斤顶的驱动源侧的必要扭矩N・m{kgf・m}

T:千斤顶本体的必要输入扭矩N・m{kgf・m}

变速箱效率:一般为0.9。

Tt:驱动源的总所需扭矩N·m{kgf·m}

4台联动 (图1) 时,T 1~4 = T0.9 2

图1

4台連動

2.容许输入轴扭矩的确认

确认千斤顶的所需输入扭矩小于或等于选定千斤顶的容许输入轴扭矩。

例)
千斤顶的配置如图2所示为直型时,驱动源侧的千斤顶将2台所需的输入扭矩传递到输入轴。
确认这2台车的扭矩是否在容许输入轴扭矩以下。

图2

許容入力軸トルクの確認

仅千斤顶A所需扭矩T A

仅千斤顶B所需扭矩T B

驱动源所需扭矩 T t = T A + T B < 允许输入轴扭矩

3.驱动源所需容量Pt的计算

根据输入转速N和1求出的总所需扭矩Tt,求出驱动源所需容量Pt。

SI单位Pt= Tt×N 9550

重力单位Pt= Tt×N 974

Pt:驱动源所需容量kW

Tt:驱动源的总所需扭矩N·m{kgf·m}

N:千斤顶输入旋转速度r/min

选择其他设备

变速箱

根据输入转速和容许扭矩进行选择。

有关椿本MD齿轮箱请参阅单独的产品目录。

联轴器

根据容许扭矩和最大轴径进行选择。

请参考椿本联轴器产品目录。

动力千斤顶选择示例

例题:

4台联动升降机 (布局与下图4台联动模式相同) 工厂内常温,有少许粉尘

应对横向负荷,在升降装置侧设置导向装置,安装状态为底座固定-轴端支撑/固定,电源为三相220V/60HZ

使用频率为2次/小时×8小时/天×300天/年×3年

  • (1)最大负荷:98.0kN{10tf}/4台
  • (2)要求速度:5mm/s (0.3m/min)
  • (3)使用行程:260mm

4台联动模式

4台联动模式

※T1~4请参照上述内容

SI单位
  • 1. 修正后的载荷 Ws 由最大载荷计算得出(使用系数Sf = 1.3)。

    Ws = 98000×1.3 = 127400N

  • 2.每千斤顶的负荷W
    W = 127400 4×0.85 = 37470N
  • 3.考虑到速度、效率和驱动源,初步选定JWB050USH。
  • 4.与使用行程260mm相比,千斤顶的行程余量估计为300mm。有若干粉尘,考虑到轴端支撑/固定 (上图布局) 的选配型号暂定为JWB050USH3JM。
  • 5.由于会施加压缩负荷,因此在图表 (此处) 及失稳计算公式 (此处) 中对容许失稳负荷进行探讨。(假设安全系数Sf=4) 计算的详细内容请参照这里
    P CR =20×10 4 × 31.3 2 637 (*来自产品尺寸表) 2 =473073N
    Sf = 473073 37470 > 4 ... OK
  • 6. 这不是滑动螺母规格,所以无需考虑。
    (对于滑动螺母规格,请考虑螺杆轴的允许转速。)
  • 7.所需输入容量P
    (1)N = 0.30 0.010 ×6 = 180r/min
    (2)T = 37470×0.010 2×3.14×6×0.64 + 1.37 = 16.9N・m
    (1)根据 (2) P= 16.9×180 9550 =0.32kW

    JWB050USH3 的最大允许输入功率为 2.2kW,因此 P = 0.32kW < 2.2kW
    (如果不合适,增加机架编号或降低螺杆轴转速。)
    请重新考虑。)

  • 8.无需考虑,因为它不会过载。
    (如果发生过载,请考虑允许的过载)
  • 9.JWB类型寿命确认

    根据使用频率计算预计运行距离数(参见此处

    预计运行距离= 0.26 × 2 × 8 × 300 ×10-3 × 3 = 3.74 公里

    根据预期运行距离和负载的交集,所需的千斤顶型号为 JWB050。
    ...好的

  • 10.千斤顶选项是

    ジャバラ付-->含灰尘 ---> 风箱

    テーブル形先端金具付-->轴端形状(开端金具)---->开端金具接头的台式

    以上结果千斤顶型号由JWB050USH3JM决定。

{重力单位}
  • 1. 修正后的载荷 Ws 由最大载荷计算得出(使用系数Sf = 1.3)。

    Ws = 10000×1.3 = 13000kgf

  • 2.每千斤顶的负荷W
    W = 13000 4×0.85 = 3824kgf
  • 3.考虑到速度、效率和驱动源,初步选定JWB050USH。
  • 4.与使用行程260mm相比,千斤顶的行程余量估计为300mm。有若干粉尘,考虑到轴端支撑/固定 (上图布局) 的选配型号暂定为JWB050USH3JM。
  • 5.由于会施加压缩负荷,因此在图表 (此处) 及失稳计算公式 (此处) 中对容许失稳负荷进行探讨。(假设安全系数Sf=4) 计算的详细内容请参照这里
    P CR =20×10 3 × 31.3 2 637 (*来自产品尺寸表) 2 =47307kgf
    Sf = 47307 3824 > 4 ... OK
  • 6. 这不是滑动螺母规格,所以无需考虑。
    (对于滑动螺母规格,请考虑螺杆轴的允许转速。)
  • 7.所需输入容量P
    (1)N = 0.30 0.010 ×6 = 180r/min
    (2)T = 3824×0.010 2×3.14×6×0.64 + 0.14 = 1.73kgf・m
    (1)根据 (2) P= 1.73×180 974 =0.32kW

    JWB050USH3 的最大允许输入功率为 2.2kW,因此 P = 0.32kW < 2.2kW
    (如果不合适,增加机架编号或降低螺杆轴转速。)
    请重新考虑。)

  • 8.无需考虑,因为它不会过载。
    (如果发生过载,请考虑允许的过载)
  • 9.JWB类型寿命确认

    根据使用频率计算预计运行距离数(参见此处

    预计运行距离= 0.26 × 2 × 8 × 300 ×10-3 × 3 = 3.74 公里

    根据预期运行距离和负载的交集,所需的千斤顶型号为 JWB050。
    ...好的

  • 10.千斤顶选项是

    ジャバラ付-->含灰尘 ---> 风箱

    テーブル形先端金具付-->轴端形状(开端金具)---->开端金具接头的台式

    以上结果千斤顶型号由JWB050USH3JM决定。

外围设备选择示例

A.驱动源的确定

1.各千斤顶的驱动源侧的所需扭矩T 1 (2.3.4)

SI单位T 1 = 16.9 0.9 2 =20.9N·m
重力单位T 1 = 1.57 0.9 2 =2.13kgf·m

四个千斤顶的分布路线是一样的

SI单位Tt=T 1 ×4=83.5N·m

重力单位Tt=T 1 ×4=8.52kgf·m

2.千斤顶最大容许输入轴扭矩的探讨

此次的连动模式没有串联两个以上的千斤顶,因此无需研究。

3.驱动源所需容量Pt

SI单位Pt= 83.5 x 180 9550 =1.57kW
重力单位Pt= 8.52×180 974 =1.57kW

此外,输入转速为 180 r/min。

1800 180 = 10

基于以上考虑,我们选择2.2kW椿本GMTR221-42L10B带制动齿轮减速电机。
详情请参阅椿本小型齿轮电机产品目录。

B.1. 变速箱的输入转速为 180 r/min。
千斤顶所需的输入扭矩为 15.4N・m {1.57kgf・m }

1-1.千斤顶侧左右的变速箱选择清除2台千斤顶的扭矩
20.9×2 0.9 =46.4N・m 2.13×2 0.9 =5.11kgf・m
的变速箱ED4M。

(但是,请注意变速箱的旋转方向。)

1-2.齿轮减速电机侧的变速箱用于四个千斤顶,因此扭矩
20.9×4 0.9 2 = 103N・m 2.13×4 0.9 2 = 8.69kgf・m
选择符合此要求的变速箱 ED6M。

千斤顶变速箱

  • 左侧:ED4M1-LR-O-Y
  • 右侧:ED4M1-LR-Y

齿轮减速电机侧齿轮箱

  • ED6M 1-LR-Y

(详情请参阅椿本MD齿轮箱产品目录)

B.2.请根据设备情况选择各种联轴器。
(详情请参阅椿本联轴器目录)

作为研究方法

2-1千斤顶至齿轮箱间,请从千斤顶所需输入扭矩16.9N・m{1.73kg・fm}、千斤顶输入轴径 (JWB050USH为Φ20)、齿轮箱轴直径 (ED4M为Φ19) 中选择。

所需数量为2×2×2=8个。

2-2变速箱之间为2台千斤顶的扭矩

20.9×2 0.9 = 50.1N・m  2.13×2 0.9 = 5.11kgf・m

请同时选择千斤顶侧变速箱轴直径(ED4M 为 Φ19)和齿轮减速电机侧变速箱轴直径(ED6M 为 Φ25)。

所需数量为2×2=4。

2-3 变速箱和齿轮减速电机之间的扭矩相当于四个千斤顶的扭矩。

20.9×4 0.92 = 85.2N・m  2.13×4 0.92 = 8.69kgf・m

请同时选择变速箱轴径(ED6M 型号为 Φ25)和齿轮减速电机输出轴直径(GMTR221-42L10B 型号为 Φ42)。需要两个。