ONX Motion Sizing · Ücretsiz

Motor Boyutlandırma ve Servo Motor Seçimi

Mekanizmanızı seçin, yükü ve hareket profilini girin, redüksiyon zincirini tanımlayın. Araç tepe ve efektif (RMS) torku, atalet oranını ve motor hızını hesaplar; Estun ve Control Techniques servo motorlarından uygun olanları stok durumuyla önerir.

Motor nasıl boyutlandırılır: formüller, örnek hesap ve SSS

Mekanik Tipi Seçiniz

Vidalı Mil

Yük Parametreleri

kg
η
µ
N
deg
Nm
kgcm²
-
-
ONX ONX m F μ p Js Jc θ
JL = m·(p / 2π)² + Js + Jc T = (F + m·g·(sinθ + μ·cosθ))·p / (2π·η)
  • mTaşınan kütle (yük + araba)
  • pHatve: vidanın bir turda ilerlediği yol
  • JsVidalı mil ataleti
  • JcKavrama ataleti
  • μKızak sürtünme katsayısı
  • FKarşı kuvvet (işleme, baskı)
  • θEğim açısı (dikey eksende 90°)

Hareket Profili

Hız profilini seçin, ardından tek bir hareketi tanımlayın. Tork, devir ve RMS bu profile göre anında yeniden hesaplanır.

Profil Tipi
Tek hareket
mm
s
s
s
s
Gelişmiş: hesap çözünürlüğü

Bir çevrimdeki hesap noktası; 400 yeterlidir. Yalnız çok kısa hızlanmalarda artırın.

Yük hızı–
Yük ivmesi–
Motor torku (paylar hariç)–
Hızlanma Sabit hız Yavaşlama Bekleme RMS Önerilen motor, sürekli

Redüksiyon Zinciri

1
Kademe 1

Bu kademede redüksiyon kullanılmıyor. Motor doğrudan yüke bağlanır.

-
-
ONX YÜK Jc i = 1 JL
i = 1 Jm = Jc + JL
  • iOran 1: motor yükü doğrudan döndürür
  • JcKavrama ataleti
  • JLYük ataleti (önceki adımlardan)

Emniyet Limitleri & Paylar

Güvenlik Payları (%)
%
%
%
Eylemsizlik Karşılama Limiti
Motor tarafına yansıyan yük ataletinin, motor rotor ataletine olan maksimum kabul edilebilir oranını belirleyin.
: 1
Süper Mühendislik Notu: 1:10 oranı çoğu uygulama için güvenli sınırdır. Ancak yüksek dinamikli sistemlerde bu oranın 1:5'in altında olması istenir.
Sonuçlar Bekleniyor
Gerekli Sürekli Moment
0.00Nm
Hesaptan sonra motor kapasitesi kullanımı görünür
Gerekli Tepe Moment
0.00Nm
 
Max Hız
0 rpm
Yansıyan Eylemsizlik
0 kgcm²
Total Oran
1.00
Total Verim
100%
Tepe Güç
0 W
Ortalama Güç
0 W
Atalet Oranı
-
051015+
 
Hesaplanan tork, hız, atalet ve redüksiyon bilgileri teklif formuna otomatik aktarılır.

Mühendislik Uyarıları

  • -

ONX Önerilen Motorlar

Auto Match

Çözücü Özeti

UygulamaLeadScrew
ProfilCustomTrapezoid
Hareket Süresi1.00 s
Mesafe500 mm
Rehber

Motor nasıl boyutlandırılır?

Motor boyutlandırma, bir mekanizmanın istenen hareketi istenen sürede yapabilmesi için gereken motoru bulmaktır. Doğru motor tepe torku, sürekli (RMS) torku, hızı ve atalet oranını aynı anda karşılar. Küçük seçilen motor ısınır ve çevrim süresini tutturamaz; gereğinden büyük motor ise sürücüsüyle birlikte gereksiz maliyettir.

8 mekanizma

Vidalı mil, kremayer-pinyon, konveyör, döner silindir, döner tabla, besleme merdanesi, vinç ve kullanıcı tanımlı yük.

6 hareket profili

Simetrik trapez, özel trapez, 1/3 trapez ve üç farklı S-eğrisi; bekleme süresi çevrime dahil.

Redüksiyon zinciri

Kayış-kasnak, dişli, zincir ve katalog redüktör; her kademenin oranı, ataleti ve verimi hesaba girer.

Motor önerisi

Estun EM3 ve Control Techniques Unimotor hd kataloğundan, atalet oranı sınırına uyan motorlar stok durumuyla.

Altı adımda motor boyutlandırma

  1. 1
    Yük ataletini bulun (JL)

    Hareketli kütleyi ve dönen parçaları motor miline indirgenmiş tek bir atalet olarak ifade edin. Vidalı milde doğrusal kütlenin payı m·(p/2π)², kayış, kremayer ve konveyörde m·(D/2)² olur; vida, kasnak ve kaplin ataleti buna eklenir.

  2. 2
    Hareket profilini belirleyin

    Mesafe, hareket süresi, ivmelenme ve yavaşlama süreleri ile bekleme süresini girin. Bunlardan en yüksek hız ve ivme çıkar: trapez profilde vmaks = s / (t − ta), 1/3 trapezde vmaks = 1,5·s / t.

  3. 3
    Redüksiyonu ekleyin

    i oranındaki bir kademe, motorun gördüğü yük ataletini i², yük torkunu i kadar küçültür ve motor hızını i kadar artırır. Kademenin verimi (η) motorun vermesi gereken torku artırır.

  4. 4
    Torku bileşenlerine ayırın

    İvme torku (J·α), sürtünme, eğimli ve dikey eksenlerde yerçekimi ve proses (karşı) kuvveti. Çevrimdeki en büyük anlık değer tepe torkudur ve genellikle ivmelenme sırasında oluşur.

  5. 5
    Efektif (RMS) torku hesaplayın

    Çevrimin her bölümündeki torkun karesini o bölümün süresiyle ağırlıklandırın ve toplam çevrim süresine bölün; bekleme süresini de katın. Motorun ısınmasını bu değer belirler.

  6. 6
    Motoru seçin

    Motorun sürekli torku RMS torkun, tepe torku gereken tepe torkun, hızı en yüksek motor hızının üstünde olmalı; atalet oranı sınırın altında kalmalı. Her birine güvenlik payı ekleyin (araçta varsayılan %10).

Temel formüller

Büyüklük Formül Not
Vidalı mil yük ataleti JL = m·(p / 2π)² + Js + Jc p: hatve (m/dev), Js: vida, Jc: kaplin
Kayış, kremayer, konveyör JL = m·(D / 2)² + Jkasnak D: kasnak ya da pinyon çapı
Döner tabla JL = ½·mt·(Dt / 2)² + n·mw·(Dp / 2)² tabla + n adet iş parçası
Çelik vida ataleti Js = π·ρ·L·d⁴ / 32 ρ ≈ 7850 kg/m³
Motora yansıyan atalet Jm = Jc + JL / i² i = nmotor / nyük
Motor hızı (vidalı mil) n = v·60 / p v: m/s, n: d/dk
Açısal ivme α = ωmaks / ta, ω = 2π·n / 60 rad/s²
Vidalı milde yük torku TL = (F + m·g·(sinθ + μ·cosθ))·p / (2π·η) θ: eğim, μ: sürtünme katsayısı
Motor torku T = JM·α + (Jm·α + TL / i) / η JM: rotor ataleti, η: redüktör verimi
Efektif (RMS) tork Trms = √( Σ Tk²·tk / tçevrim ) bekleme süresi dahil
Atalet oranı Jm / JM genellikle ≤ 10
Mekanik güç P = T·ω = T·n / 9,55 P: W, T: N·m, n: d/dk

Örnek hesap: vidalı mil ekseni

Yatay bir eksende 50 kg'lık araba, Ø25 mm × 1000 mm, 20 mm hatveli bilyalı vidayla (verim 0,90) doğrudan kaplinle sürülüyor; araba bilyalı lineer kılavuzda, sürtünme katsayısı 0,01. Eksen 300 mm'yi 0,6 s'de, 1/3 trapez profille alıyor ve 0,4 s bekliyor (çevrim 1,0 s).

1 · Atalet

Js = π·7850·1·0,025⁴/32 ≈ 3,01 kg·cm²
m·(p/2π)² = 50·(0,02/2π)² ≈ 5,07 kg·cm²
JL ≈ 8,08 kg·cm²

2 · Hareket

ta = td = 0,2 s
vmaks = 1,5·0,3/0,6 = 0,75 m/s
n = 0,75·60/0,02 = 2250 d/dk
α ≈ 1178 rad/s²

3 · Sürtünme

F = 0,01·50·9,81 ≈ 4,9 N
Tf = 4,9·0,02/(2π·0,9)
Tf ≈ 0,017 N·m

İki aday servo motorla karşılaştırma (sürekli / tepe tork ve rotor ataleti katalogdan):

0,4 kW · JM = 0,244 kg·cm²
1,27 / 3,81 N·m		 0,75 kW · JM = 1,64 kg·cm²
2,39 / 7,17 N·m
Tepe tork (ivmelenme)1,00 N·m1,16 N·m
RMS tork (1,0 s çevrim)0,62 N·m0,72 N·m
Atalet oranı334,9
SonuçTork yeterli, atalet oranı sınırın (10) çok üstündeUygun: oran rahat, tork ve hız payı yeterli

Bu eksende motoru tork değil atalet oranı belirliyor. Düşük ataletli 0,4 kW motorun torku fazlasıyla yetiyor ama oranı 33. Aynı ailede orta ataletli 0,75 kW motor oranı 4,9'a indirir: eksen kolay ayarlanır, sessiz çalışır ve hızlı oturur. Diğer yol küçük motora 2:1 kayış-kasnak eklemektir; oran 8,3'e iner ama motor 4500 d/dk dönmek zorunda kalır ve 3000 d/dk anma hızlı motorda tork-hız eğrisinin üst bölgesine çıkar.

Motor verileri sitedeki katalogdan (Estun EM3A-04AL, düşük ataletli; EM3J-08A, orta ataletli). Aynı girdilerle ONX Motion Sizing de JL = 8,08 kg·cm², 2250 d/dk ve EM3J-08A için 4,9 atalet oranı bulur; oranı 33 olan 0,4 kW motoru sınırı aştığı için önermez.

Servo motor mu, asenkron motor mu?

Konumlama, sık dur-kalk ve yüksek dinamik isteyen eksenlerde servo motor kullanılır: tepe torku sürekli torkunun yaklaşık üç katına çıkabilir ve düşük rotor ataletiyle hızlı ivmelenir. Sabit hızda çalışan fan, pompa ve konveyörlerde AC sürücülü asenkron motor çoğu zaman daha ekonomiktir.

Atalet, tork ve hız hesabı iki motor tipi için de aynıdır; bu araç sonucu servo kataloğuyla eşleştirir. Asenkron motor için konveyör motor hesabı ve AC sürücüler ve motorlar sayfasına bakın.

Sık yapılan hatalar

  • Atalet oranına bakmamak: tork yetse bile yüksek oran ayarı zorlaştırır, salınım ve uzun oturma süresi yapar.
  • Tepe torku motorun sürekli torkuyla karşılaştırmak: ısınmayı RMS tork belirler.
  • Bekleme süresini yanlış girmek: kısa beklemeli çevrimler RMS torku yükseltir.
  • Dikey eksende yerçekimini ve freni atlamak: motor yükü dururken de taşır, frenli motor gerekir.
  • Redüktörün verimini ve ataletini ihmal etmek.
  • Hız payı bırakmamak: hız sınırına yaklaşan servo motorun verebildiği tork düşer.

Sıkça sorulan sorular

Atalet oranı kaç olmalı?

Sık kullanılan üst sınır 10:1'dir; araçta da varsayılan budur. Yüksek dinamik ve hassas konumlamada 5:1'in altı tercih edilir. Rijit ve boşluksuz mekanizmalarda daha yüksek oranlar da çalışabilir, ancak ayar zorlaşır. Kesin sınır için motor üreticisinin önerisi esas alınmalıdır.

RMS tork nedir, neden önemlidir?

RMS (efektif) tork, çevrim boyunca değişen torkun ısıl eşdeğeridir. Motorun ısınmasını bu değer belirler. Motorun sürekli torku RMS torkun altında kalırsa motor zamanla aşırı ısınır; tepe tork yeterli olsa bile seçim hatalıdır.

Ne kadar güvenlik payı bırakmalıyım?

Yük verileri güvenilirse %10–20 yaygın bir paydır. Sürtünme ve proses kuvvetleri tahmine dayanıyorsa daha fazla pay bırakın. Araçta tepe tork, sürekli tork ve hız için payları ayrı ayrı girebilirsiniz; varsayılan her biri için %10'dur.

Redüktör ne zaman gerekir?

Yük ataleti motor ataletine göre çok büyükse, gereken tork motorun verebileceğinin üstündeyse ya da yük hızı motor hızının çok altındaysa. i oranındaki bir redüktör, motorun gördüğü yük ataletini i² ile, yük torkunu i ile küçültür; buna karşılık motor hızını i ile artırır.

S-eğrisi hareket profili neyi değiştirir?

İvmeyi ani değil kademeli değiştirerek darbeyi (jerk) azaltır; mekanizma, kayış ve redüktör daha az zorlanır. Aynı mesafeyi aynı sürede almak için en yüksek ivme artar, bu yüzden tepe tork trapez profile göre biraz yükselir.

Araçtaki sonuç kesin motor seçimi midir?

Hayır, ön boyutlandırmadır. Kesin seçimde motorun tork-hız eğrisi, sürücü akımı, frenleme sırasında geri dönen enerji ve fren direnci, mekanik rijitlik ve rezonans da incelenmelidir. Sonucu Teklif İste ile ONX Control mühendislerine gönderebilirsiniz.

Araç ücretli mi, girdiğim veriler saklanıyor mu?

Araç ücretsizdir ve kayıt gerektirmez. Girdiğiniz değerler yalnızca sonucu üretmek için işlenir; Teklif İste ile göndermediğiniz sürece saklanmaz.

Rehber: uçar makas servo motor hesabı Estun servo konfigüratörü Servo sistemleri
Mekanik boyutlandırma

Benzer hesaplama araçları

Tüm hesaplama araçları
Konveyör Motor Hesabı J = m·r² Vidalı Mil Hesabı T = F·p / 2πη Tork-Hız-Güç P = T·n / 9550

Aradığınız hesap burada yok mu? Bu kategorideki tüm araçlar · mühendislerimize sorun