垂直起降設(shè)計(jì)中的配重、慣量問題

459827194

頂部主動輪軸伸出一定長度加滑輪 做配重  

塵世天涯

系統(tǒng)增加配重的好處

1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能

缺點(diǎn)：

1. 系統(tǒng)慣量增大，動態(tài)響應(yīng)變差，具體表現(xiàn)就是加減速時間變長
2. 為了匹配負(fù)載慣量，有可能需要更換更大型號的電機(jī)，造成性能浪費(fèi)（對于這類結(jié)構(gòu)，扭矩一般都是超出的）
3. 重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍
4. 皮帶承受的拉力大幅增加，需更換更高規(guī)格的皮帶
5. 系統(tǒng)摩擦力大幅增加（皮帶與帶輪之間）
6. 相比原方案，主動輪兩側(cè)的皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成系統(tǒng)剛性進(jìn)一步變差，具體的表現(xiàn)是：動態(tài)性能嚴(yán)重下降，甚至發(fā)生定位不準(zhǔn)，零點(diǎn)漂移（我個人碰到過的實(shí)例）

上面說的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)可能會有遺漏，只是根據(jù)我自己的使用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來的
對這個結(jié)構(gòu)，我的建議是：

1. 如果行程短，可以考慮用氣缸做負(fù)載平衡，氣缸加上來的只是推力或拉力，只用作抵消負(fù)載重量，其他負(fù)面影響很小
2. 如果行程很長或者條件所限無法增加氣缸，將配重分割成多份，像砝碼一樣，這樣即使發(fā)現(xiàn)跟我上面提到類似的問題，也能很方便的調(diào)整
3. 如果一定要增加配重，最好在配重和負(fù)載之間拉一根鋼纜，鋼纜繞過主動輪，將配重與負(fù)載連起來，來減小重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)，在更換皮帶的時候也更方便

以上，是我能想到的，供參考

托里克

459827194 發(fā)表于 2017-10-9 08:58
頂部主動輪軸伸出一定長度加滑輪 做配重

謝謝指點(diǎn)

托里克

塵世天涯 發(fā)表于 2017-10-9 10:22
系統(tǒng)增加配重的好處

1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能

非常謝謝，我根據(jù)你說的好好考慮下

xxtrumpf

百度一下不就知道了，電梯配重俗稱平衡重.
電梯轎廂和對重對稱掛在主機(jī)曳引輪上.在轎廂半載的時候,轎廂和對重的重量基本相等,此時曳引機(jī)只需克服摩擦力做功就可驅(qū)動電梯,最省力了.

藍(lán)色格

塵世天涯 發(fā)表于 2017-10-9 10:22
系統(tǒng)增加配重的好處

1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能

系統(tǒng)增加配重的好處

1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能但要達(dá)到原來的速度，扭矩還是要核實(shí)，結(jié)果不一定會小很多（因?yàn)橄到y(tǒng)慣量增加了），所以不一定更節(jié)能。
優(yōu)點(diǎn)是保持扭矩小，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，皮帶兩邊有穩(wěn)定的拉力，皮帶不會產(chǎn)生突然的拉伸（收縮），振動較小，定位準(zhǔn)確。

缺點(diǎn)：

1. 系統(tǒng)慣量增大，動態(tài)響應(yīng)變差，具體表現(xiàn)就是加減速時間變長（對，但要對系統(tǒng)具體分析，是否對加減速時間有較高要求。）。
2. 為了匹配負(fù)載慣量，有可能需要更換更大型號的電機(jī)，造成性能浪費(fèi)（對于扭這類結(jié)構(gòu)，矩一般都是超出的）（這個跟優(yōu)點(diǎn)相矛盾，不一定需要更大的電機(jī)。電機(jī)扭矩不再需要克服重力，扭矩轉(zhuǎn)換為給配重提供加速度，這個需要具體分析）。
3. 重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍（這個沒有道理，應(yīng)該跟安全。不然電梯就不這樣設(shè)計(jì)了。）
4. 皮帶承受的拉力大幅增加，需更換更高規(guī)格的皮帶
5. 系統(tǒng)摩擦力大幅增加（皮帶與帶輪之間）（這個跟摩擦力有什么關(guān)系？）
6. 相比原方案，主動輪兩側(cè)的皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成系統(tǒng)剛性進(jìn)一步變差，具體的表現(xiàn)是：動態(tài)性能嚴(yán)重下降，甚至發(fā)生定位不準(zhǔn)，零點(diǎn)漂移（我個人碰到過的實(shí)例）
（首先皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成的不是系統(tǒng)剛性變差，而是變好，動態(tài)性能是否下降看電機(jī)匹配，不能一概而論。你遇見的實(shí)例是不是一樣的參數(shù)。不同的參數(shù)，結(jié)果會有很大的區(qū)別，定位不準(zhǔn)，有可能是你的加速度較高，或在加速階段就要求定位。所有這些還是要具體分析。）

冰小帥

樓主你這個機(jī)構(gòu)增加配重的意義是什么??？

塵世天涯

藍(lán)色格 發(fā)表于 2017-10-10 08:56
系統(tǒng)增加配重的好處

1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能但要達(dá)到原來的速度，扭矩還 ...

首先，感謝回復(fù)。這樣一個討論的氛圍是很難得的，這也是我回帖的目的，在討論中共同提高

系統(tǒng)增加配重的好處

1. 可以大大減小電機(jī)保持扭矩，電機(jī)發(fā)熱更小，更節(jié)能但要達(dá)到原來的速度，扭矩還是要核實(shí)，結(jié)果不一定會小很多（因?yàn)橄到y(tǒng)慣量增加了），所以不一定更節(jié)能。
這里說的發(fā)熱和節(jié)能都是指保持扭矩，因?yàn)檫@是長時間作用的，啟動扭矩一定會增加，但因?yàn)槭嵌虝r間的，因此并未提及
2.優(yōu)點(diǎn)是保持扭矩小，系統(tǒng)穩(wěn)定性好，皮帶兩邊有穩(wěn)定的拉力，皮帶不會產(chǎn)生突然的拉伸（收縮），振動較小，定位準(zhǔn)確。
這一點(diǎn)我不是很認(rèn)同，理由會在缺點(diǎn)里面陳述

缺點(diǎn)：

1. 系統(tǒng)慣量增大，動態(tài)響應(yīng)變差，具體表現(xiàn)就是加減速時間變長

   對，但要對系統(tǒng)具體分析，是否對加減速時間有較高要求

2. 為了匹配負(fù)載慣量，有可能需要更換更大型號的電機(jī)，造成性能浪費(fèi)（對于扭這類結(jié)構(gòu)，矩一般都是超出的）
    這個跟優(yōu)點(diǎn)相矛盾，不一定需要更大的電機(jī)。電機(jī)扭矩不再需要克服重力，扭矩轉(zhuǎn)換為給配重提供加速度，這個需要具體分析。
    并不矛盾。優(yōu)點(diǎn)里面提到的是由于增加了平衡物，因此保持扭矩減小，這里提到的是由于慣量匹配原因需要更換大電機(jī)，而慣量匹配在選電機(jī)過程中恰恰是優(yōu)先需要保證的
3. 重物掉落的風(fēng)險(xiǎn)和危害翻倍
  這個沒有道理，應(yīng)該跟安全。不然電梯就不這樣設(shè)計(jì)了。
電梯采用類似結(jié)構(gòu)沒錯，但是電梯用的是鋼絲繩，不是皮帶，并且用的有不是單根，安全系數(shù)在十以上。用電梯的結(jié)構(gòu)來套，恐怕是選不出來合適的皮帶的
4. 皮帶承受的拉力大幅增加，需更換更高規(guī)格的皮帶
5. 系統(tǒng)摩擦力大幅增加（皮帶與帶輪之間）
    這個跟摩擦力有什么關(guān)系？
    由于皮帶和帶輪之間的正壓力增加，因此摩擦力也有大幅增加，并且這里摩擦力占的比例并不小，是不可忽略的一個力
6. 相比原方案，主動輪兩側(cè)的皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成系統(tǒng)剛性進(jìn)一步變差，具體的表現(xiàn)是：動態(tài)性能嚴(yán)重下降，甚至發(fā)生定位不準(zhǔn)，零點(diǎn)漂移（我個人碰到過的實(shí)例）
（首先皮帶都處于拉長狀態(tài)，造成的不是系統(tǒng)剛性變差，而是變好，動態(tài)性能是否下降看電機(jī)匹配，不能一概而論。你遇見的實(shí)例是不是一樣的參數(shù)。不同的參數(shù)，結(jié)果會有很大的區(qū)別，定位不準(zhǔn)，有可能是你的加速度較高，或在加速階段就要求定位。所有這些還是要具體分析。）
這樣說明可能更直觀一點(diǎn)：將同步帶比作彈簧，原來的系統(tǒng)相當(dāng)于主動輪單側(cè)掛了一根彈簧，而增加了配重的系統(tǒng)相當(dāng)于主動輪兩側(cè)各掛了一根彈簧，在啟動和停止的時候，彈簧會對電機(jī)造成擾動，如果皮帶彈性系數(shù)較小，并且長度較長，就會發(fā)生定位不準(zhǔn)的問題。這個原因已經(jīng)在過去的應(yīng)用里面得到了證實(shí)，具體表現(xiàn)是：直接拿掉配重，零點(diǎn)漂移現(xiàn)象消失，減掉部分配重，有緩解

托里克

以后得跟各位好好學(xué)習(xí)了，等這個項(xiàng)目完了之后，我把的的結(jié)構(gòu)和計(jì)算過程再給各位看下有什么問題，也結(jié)合下實(shí)際運(yùn)行狀況。目前項(xiàng)目催的急，我只能先分解圖紙了

藍(lán)色格

塵世天涯 發(fā)表于 2017-10-10 13:15
首先，感謝回復(fù)。這樣一個討論的氛圍是很難得的，這也是我回帖的目的，在討論中共同提高

系統(tǒng)增加配重 ...

你說的確實(shí)有一定道理，我也只是根據(jù)個人的思路來理解樓主的問題。

1、對于節(jié)能問題，考慮無法確定他的行程、時間要求和加速度大小，所以對于加減速時間占比的不確定性。如果加速度小于重力加速度，那么啟動扭矩比原來小，如果相反啟動扭矩會變大。

2、對于慣量問題，我首先考慮是同功率是否有大慣量電機(jī)可以選擇，如果沒有，只能選擇更大功率的電機(jī)。

3、對于安全性，靜止?fàn)顟B(tài)下一邊懸掛和兩邊懸掛重物，皮帶的應(yīng)力是一樣的。區(qū)別在于啟動時產(chǎn)生加速度的力，有配重的方式較大，這個跟加速度有關(guān)，如果這個加速度跟重力加速度的比較小，皮帶產(chǎn)生的應(yīng)力也不會大很多，相反就不一樣。但確實(shí)應(yīng)力是增大了，需更換更高規(guī)格的皮帶。

6、對于穩(wěn)定性問題，我覺得還是跟加速度有很多關(guān)系，加速度小，加配重穩(wěn)定，加速度大，不加配重穩(wěn)定。（未仔細(xì)分析。）

如果有不對，請指教，下班了沒空寫太多。