技术资料直线作动机电动高速丝杆选择

要求

所用设备:升降台、压入机等。

布局.....

两个千斤顶的同步(独立电机驱动或与一个电机联轴器)等。

操作周期.....参见右图时间周期
  • 最大负荷 (W).....负荷或工件重量N
  • 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

安装形状.....表面固定、法兰固定等

安装状态.....底座固定、轴端固定等

时间周期

时间周期

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 (kN) = 最大荷载 W (kN) ×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 (kN) = 修正后的载荷 Ws (kN) / 所用千斤顶数量 ×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. 暂定选择电动高速丝杆的型号

临时选定具有满足1台千斤顶的负荷W的容许推力的型号。

选定行程时要考虑使用行程的余量。根据安装形式、轴配置选择型号。

注意事项

  • (1)为避免使用负荷 (静态、动态)、冲击负荷同时超过容许推力,请选择充分考虑安全的型号。
  • (2) 如果千斤顶使用超过其行程范围,可能会损坏千斤顶。Linispeed电动高速丝杆配有固定器,但这只是为了防止在安装过程中手动操作时螺丝脱落。
  • (3)在任何情况下都请不要进行固定。如果进行止挡,就会对千斤顶内部产生重大损伤。
  • (4)法兰安装时,存在必须将容许推力限制在50%以下的负荷方向。有关详细信息,请参阅此处

4. 检查预计运行距离

检查是否达到预期运行距离。如果超过预期运行距离,请增加车架编号并重新计算。

有关寿命计算的详细信息,请参阅此处

5.检查失稳载荷

施加压缩负荷时,应确认在容许屈曲负荷以下。(此处)

超过容许值的情况下,增加千斤顶的尺寸重新计算。

6.复查输入轴容差过载

在输入轴上安装皮带等时,请确保其低于允许的悬载。

超过容许值的情况下,提高千斤顶的框号重新研究。

7.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

规格的各个项目请参照产品页面。

允许的输入转速为 3000 r/min。

请确保低于此转速。

8. 检查负载持续率

确认每周期运行时间的百分比。

检查负载持续率%ED 是否在允许的范围内。

详细内容请参照这里

×
(可以通过拖动来移动)

使用电动高速丝杆时,减速齿轮表面温度(包括环境温度)不得超过 90°C。

下表所示为减速部表面温度在90°C以下时的大致负荷率 (%ED) 。(不是保证值。)

实际使用时请确认减速部表面温度。

入力回転速度

SJ015H

环境温度20°C
SJ015H 周囲温度 20℃

单击放大

环境温度30°C
SJ015H 周囲温度 30℃

单击放大

环境温度40°C
SJ015H 周囲温度 40℃

单击放大

SJ030H

环境温度20°C
SJ030H 周囲温度 20℃

单击放大

环境温度30°C
SJ030H 周囲温度 30℃

单击放大

环境温度40°C
SJ030H 周囲温度 40℃

单击放大

SJ050H

环境温度20°C
SJ050H 周囲温度 20℃

单击放大

环境温度30°C
SJ050H 周囲温度 30℃

单击放大

环境温度40°C
SJ050H 周囲温度 40℃

单击放大

%ED= 1个周期的运行时间 1个周期的运行时间+1个周期的间歇时间 ×100 (%)

根据时间周期表计算负载持续率%ED 的公式如下:

%ED = t1 + t3 t1 + t2 + t3 + t4 ×100(%)

9.必要输入扭矩的确认

计算所需输入扭矩。

使用伺服电机时,请选择满足伺服电机容许扭矩的型号。

T = W×ℓ π×R×η + To

T:所需输入扭矩N・m

W:升降负荷N

l:螺钉导程m

π:圆周率3.14

R:蜗杆速比

η:千斤顶综合效率或起动效率注)

To:无负荷空转扭矩N·m

*有关螺杆导程、蜗轮蜗杆速比、整体效率和空载空转扭矩等参数,请参考各产品的主要规格页面。请注意螺杆导程的单位。

0.025m-->例如)25mm ---> 0.025米

注)请务必通过起动效率确认起动时所需的输入扭矩。

10.确认所需输入容量

P = T×N 9550

T:所需输入扭矩N・m

P:所需输入容量kW

N:输入转速r/min

11.确认输入轴扭转扭矩

可连接在同一线上的千斤顶的连动台数受轴强度的限制,请参照容许输入轴扭矩。

例)千斤顶的配置如下图所示为直型时,驱动源的千斤顶将两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。

※起动时的峰值扭矩请注意不要超过容许输入轴扭矩。

入力軸ねじりトルクの確認 30℃

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 Tt = T A + T B < 允许输入轴扭矩

有关允许的输入轴扭矩,请参阅各产品的主要规格页面。

12.确定选项

根据使用情况选择选项。

  • ·输出选项
  • ·控制选项

13. 确定电动高速丝杆本体型号

确定电动高速丝杆本体的官方型号。

选定示例

要求

使用机械..... 4台联动升降机、工厂内常温 (30°C)、无尘

布局.....连接2台千斤顶,由1台带制动的伺服马达驱动。两组升降。(图1)

运行周期.....参照图2

  • ·最大载荷 (W) :28kN/4
  • ·螺钉轴速度 (V) :180mm/s (10.8m/min)
  • ·行程:540mm

安装形状.....法兰安装、法兰为外壳侧

安装状态.....底座固定 - 轴端固定(附带台式开端金具)

预期寿命..... 30周期x 2次/小时x 8小时/天x 250天/年x 3年

图1布局

レイアウト

2个千斤顶 (共4个) 升降

图2时间周期

时间周期
每周期的小时数
t1 3sec
t2 2sec
t3 3sec
t4 6sec
t 14sec
  • 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 = 28×1.3 = 36.4kN

  • 2. 每个千斤顶的负载 W 为(假设连动系数fd = 0.85)。

    W = 36.4 / 4 / 0.85 = 10.7kN

  • 3.根据每台千斤顶的负荷临时选定形式SJ015H

    与使用行程540mm相比,千斤顶的行程余量估计为600mm。

  • 4. 根据使用频率计算预期运行距离。

    预计运行距离= 0.54 × 2 × 30 × 2 × 8 × 250 ×10-3 × 3 = 388.8公里

    请参考此处了解螺杆轴的预期寿命,然后根据预期运行距离和负载的交点找到千斤顶框架编号。

    由于SJ015H无法达到预期的运行距离,因此该型号将改为SJ030H。……好的

  • 5.由于会施加压缩负荷,因此利用此处的失稳计算公式对容许失稳负荷进行探讨。假设安全系数sf=4。

    Pcr = 20×104(30.72/775)2 = 295.8kN

    sf = 295.8/10.7 > 4 ...OK

  • 6.由于是带制动器的伺服电机直接驱动,因此无需研究输入轴悬载。

  • 7.根据所需螺钉轴速度求出千斤顶所需的输入转速。

    N=10.8/0.025×6=2592 r/min

    请注意螺杆转速和螺杆导程的单位。
    10.8m/min、25mm --->0.025m)-->(180mm/s→10.8m/min,25mm→0.025米)

  • 8. 根据时间周期表检查负载持续率。

    %ED = (3 + 3) / 14×100 = 43%ED

    在此处查看允许的负载持续率。

    输入转速为 2592 r/min,环境温度为 30°C,允许的负载持续率为 50%ED。

    50%ED > 43%ED ...OK

    ×
    (可以通过拖动来移动)

    使用电动高速丝杆时,减速齿轮表面温度(包括环境温度)不得超过 90°C。

    下表所示为减速部表面温度在90°C以下时的大致负荷率 (%ED) 。(不是保证值。)

    实际使用时请确认减速部表面温度。

    入力回転速度

    SJ015H

    环境温度20°C
    SJ015H 周囲温度 20℃

    单击放大

    环境温度30°C
    SJ015H 周囲温度 30℃

    单击放大

    环境温度40°C
    SJ015H 周囲温度 40℃

    单击放大

  • 9.计算每千斤顶所需的输入轴扭矩。

    稳定时所需输入轴扭矩

    T = 10.7×1000×0.025 / 2 / π / 6 / 0.87 + 6 = 14.2N・m

    请查看各产品的主要规格页面,了解螺杆导程、速比、整体效率和空载空转扭矩。

    0.025m)-->为了提高整体效率,请使用每个输入转速对应的数值。请注意螺杆导程单位(25mm ---> 0.025m)。

    起动时所需输入轴扭矩

    T' = 10.7×1000×0.025 / 2 / π / 6 / 0.65 + 6 = 16.9N・m

    请查看各产品的主要规格页面,以了解启动效率。

  • 10.由于1台伺服电机驱动2台千斤顶,因此需要计算每台带制动器的伺服电机所需的输入轴扭矩。

    伺服电机需要的扭矩是

    Tm = 14.2×2 = 28.4N・m

    另外,伺服电机所需的起动扭矩

    T'm = 16.9×2 = 33.8N・m

    在选择伺服电机时,请考虑具有制动器的型号,该型号在额定转速为 3000 r/min时,额定扭矩为 28.4 N m。
    另外,还要确保启动扭矩足够。

    参考) 伺服电机的必要容量

    P = 28.4×3000 / 9550 ≒ 9kW

  • 11.因为两台千斤顶连接在同一条线上,所以靠近驱动侧的千斤顶的输入轴上会施加两台千斤顶的扭矩。
    确认千斤顶的输入轴扭矩是否在SJ030H记载的容许输入轴扭矩以下。

    两个千斤顶的扭矩 = 16.9 + 16.9 < 65N·m...确定

  • 12.千斤顶选项是

    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

    必要に応じジャバラ(特形品)を使用ください-->减少粉尘 ---> 必要时使用(特殊形状的)风箱

  • 13. 根据以上考虑,确定电动高速丝杆型号为 SJ030H-TCT6M。