電機(jī)扭矩計(jì)算之重物升降具體過程

georgemcu

由于最近正好給自己做一款連桿相關(guān)計(jì)算的小軟件，看到這題目正好拿來練手，以便完善我的工具。
xiaobing86203的問題引用：
http://www.ytsybjq.com/thread-481677-1-1.html

現(xiàn)有的電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算方法，其中垂直直線運(yùn)動(dòng)軸的計(jì)算都是依附在滾珠絲桿上面，即使負(fù)載的產(chǎn)品很重，因?yàn)橛薪z桿在也能抵消一些重力；若沒有絲桿，重物垂直升降，那電機(jī)扭矩該如何計(jì)算？

       最近在設(shè)計(jì)振動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備，在做原理方案時(shí)，重物要直接升降運(yùn)動(dòng)，因之前的設(shè)計(jì)都是有絲桿做為介質(zhì)，這次沒了絲桿反而不知道如何計(jì)算了？哪位大神給支個(gè)招~

（PS:我這邊初步做了下分析，結(jié)果要升降這個(gè)重物的扭矩要370牛米，算出來這么大的力把我嚇一跳，感覺太不準(zhǔn)了）


由于本來是想通過回復(fù)的方式，但是回帖沒辦法直接插入圖片，請?jiān)试S我領(lǐng)外立一個(gè)主題，順變增加一下我的主題數(shù)。

由于不知道更多的信息，我將做一些假設(shè)。
1.假設(shè)電機(jī)勻速運(yùn)動(dòng)，速度為10rad/s
2.忽略摩擦
3.零件尺寸通過臨摹圖片獲得，由于是二維圖，零件厚度我們假設(shè)為20mm，材料均為304。


通過建模獲取相關(guān)零件參數(shù)，統(tǒng)計(jì)如下。
1.轉(zhuǎn)盤半徑150mm，厚度20mm，質(zhì)量11.31kg,轉(zhuǎn)動(dòng)慣量127234.502kg.mm^2(質(zhì)心)

2.中間連桿長度300mm（孔中心距260mm），厚度20mm，質(zhì)量2.343kg，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量17542.737kg.mm^2(質(zhì)心)

3.平臺 質(zhì)量281.844kg
大致的輸入數(shù)據(jù)已經(jīng)齊了，打開我的小工具，并建立模型并輸入相關(guān)數(shù)據(jù)。

得到數(shù)據(jù)，導(dǎo)入EXCEL(主要是便于觀察數(shù)據(jù))

大致計(jì)算已經(jīng)完成。
系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與具體的運(yùn)動(dòng)方式無關(guān)，但是轉(zhuǎn)矩與你電機(jī)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律確切相關(guān)，以上得到的轉(zhuǎn)矩為假設(shè)以10rad/s勻速運(yùn)動(dòng)而需要的扭矩。
不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律需要的轉(zhuǎn)矩是不一樣的，另外系統(tǒng)等效慣量與需要的扭矩為驅(qū)動(dòng)盤位置的函數(shù)，具體可見以上曲線圖。
以前計(jì)算過程，如果與各位大神計(jì)算的有出入，望請指導(dǎo)。謝謝！

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陳小困

SW motion   做

禾木工匠

樓主厲害了，問下橫坐標(biāo)是角度吧？大概是轉(zhuǎn)一圈的數(shù)據(jù)？

georgemcu

禾木工匠 發(fā)表于 2017-3-19 17:34
樓主厲害了，問下橫坐標(biāo)是角度吧？大概是轉(zhuǎn)一圈的數(shù)據(jù)？

是的，逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)一周
PS，原來回復(fù)也是可以上傳圖片的，哈哈！
點(diǎn)評不能！

xue428032

期待樓主的小軟件

子子61961

感謝樓主專業(yè)精湛的對應(yīng)。
感覺，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩，與其相比，啟動(dòng)加速或減速時(shí)需要的轉(zhuǎn)矩更大。

georgemcu

子子61961 發(fā)表于 2017-3-19 21:03
感謝樓主專業(yè)精湛的對應(yīng)。
感覺，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩，與其相比，啟動(dòng)加速或減速時(shí)需要的轉(zhuǎn)矩更大。

那是肯定的！
這是問什么在伺服電機(jī)選型計(jì)算里面有1/3法則的原因，那也只是個(gè)大概！
實(shí)際運(yùn)用中我們的加速時(shí)間很短，加速度就很大，大概可以這樣看T=J*alpha ,等效慣量是哪個(gè)位置函數(shù)，再乘以一個(gè)很大的加速度，那么需要轉(zhuǎn)矩就更加大了。

子子61961

georgemcu 發(fā)表于 2017-3-19 22:14
那是肯定的！
這是問什么在伺服電機(jī)選型計(jì)算里面有1/3法則的原因，那也只是個(gè)大概！
實(shí)際運(yùn)用中我們的 ...

謝謝回復(fù)。印象中加速時(shí)一般很少會(huì)做勻加速運(yùn)動(dòng)，比如做單弦運(yùn)動(dòng)，然后求其中的加速度最大值。

georgemcu

子子61961 發(fā)表于 2017-3-19 21:21
謝謝回復(fù)。印象中加速時(shí)一般很少會(huì)做勻加速運(yùn)動(dòng)，比如做單弦運(yùn)動(dòng)，然后求其中的加速度最大值。

可以選擇加速方式，甚至可以讓伺服電機(jī)按你規(guī)定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來走，都可以的。
具體做電機(jī)選型計(jì)算的時(shí)候，可以使用粗略的方式來計(jì)算。
T=J系統(tǒng)等效慣量*最大加速度
這個(gè)是為什么我把系統(tǒng)等效慣量也列了出來，便于樓主使用，而勻速運(yùn)動(dòng)是我假設(shè)的，實(shí)際用不到的，只是讓大家有個(gè)感覺，這個(gè)轉(zhuǎn)矩不是恒定的是轉(zhuǎn)盤位置的一個(gè)函數(shù)。
問題的題主，到是可以使用我第一張圖，也就是系統(tǒng)等效慣量。有了系統(tǒng)等效慣量的最大值后乘以最大的加速度，就可以粗略的求得需要的最大扭矩了。
如果是伺服選型的時(shí)候需要有一個(gè)慣量匹配的問題。