起动转矩如何计算?

tbxy108808

如图所示结构,请问如何计算起动转矩?

zll3310737

已知：物重m=140kg，摩擦系数μ=0.01，电机转速n=1500rpm，加速度a=3m/s²，物体速度15m/min，滚珠丝杠导程h=10mm，长度L=500mm，直径D=21mm，传动效率η=90%；
求：P=?
解：由Z轴运动特点可知，最大轴向力F发生在加速上升段，及从速度0上升至15m/min时间段，其加速度为a=3m/s²，则加速时间t=0.08s
可得:F=m×g+f+m×a...............................................................㈠
+ |1 p0 J! [$ N4 e! H# k     =140×9.8+140×9.8×0.01+140×3
) S5 P4 q7 K' O" \7 B. A( b' Y     =1805.72N
由上述，可知最大扭矩发生在等加速上升时
4 L7 ^' ^5 |- Q$ Y" z及Tmax=T1+T2 其中T1为等加速上升扭矩，T2为角加速度造成的 惯性扭矩，具体T2=J×ω=（J1+J2）×/60×0.08...................㈡            
$ g2 x6 Y: u$ u- m5 n  e% l9 q  =（GDs²+GDw²+J2）×2π×1500/4×980×60×0.08
" }! X! Y& V; i2 Z* s  =[πρ×D4×L/8+W（L/π）²+19.9]×0.5
! G4 w' D  _. w- g/ [/ y8 m8 B' d) m =（2.977+15.214+19.9）×0.5=19.05kgf·cm=186.64N·cm
2 n* ~  @  q! K% z9 r6 E8 Y  T1=F×h/2×π×η...........................................................㈢
　　　=1805.72×1/2×3.14×0.9
! B- r0 M- S/ |. Q! \* t' M4 Z0 v　　　=319.48N·cm
! h1 U8 X1 B6 u. k) w& e, |6 p( i则Tmax=T1+T2=186.64+319.48=506.13N·cm=5.06N·m
由P=M×N/9550
! i  v" ?) e5 E$ k1 d! c7 b8 `得P=5.06×1500/9550=0.79KW。
' f2 I. P0 h' c. V! i* y# u由上述计算可得需使用大于0.8KW电机。
) E. J9 e8 I7 \6 {1 |注：1）P=M×n/9550公式由下列推导：
　　　由P=F·V       
　　　   M=F·R→F=M/R.......①
　　　   V=2πR×（每秒转速）=πRn(每分转速)/30.........②
+ d% R. l6 X0 k, V　　　将①②代入P=F·V得M/R×πRn(每分转速)/30，将P换为千瓦，
  j/ X* H7 |8 v+ L( P　　　则P×1000=π/30·M·n→30000/π·P=M×n→P=M×n/9550
! O/ D& F% Y& k$ ]" Q9 K# \- S        ㈡式中J1为系统惯性矩，J2为预选电机惯性矩，GDs螺杆轴惯性矩，GDw为可动部惯性矩。

zll3310737

上述为我们机床产品中Z轴（上下运动，靠滚珠丝杆传动）电机功率，扭矩校核过程，楼主可适当参考。注意运动为上下垂直运动。你的图示为水平放置，还需要知道启动时间及启动后的速度。

gaoyns

1  先算出圆盘的惯性力矩T1，T1=J ε         
    式中J为转动惯量，对于圆盘，J=mr^2/2 (其中m为圆盘质量，r为圆盘半径)
  k! q9 O- E- O      ε为角加速度，可由启动时间（达到转速n所需用的时间）、正常速度求得。
2  求出支承的摩擦力矩T2， T2=FR  （F为摩擦力，R为磨擦力作用半径。）
# ~  S7 o) x+ W; t( {2 f! Q0 t/ p3  启动转扭矩为 T=T1+T2
7 ]4 w' T9 ~. H: |# r

tbxy108808

多谢指教,我先研究研究!

dachunru

感谢，学习论。