自動化設備中,由伺服電機驅動滾珠絲槓機構應用非常廣泛。所以,有必要非常熟練地掌握其相關的選型方法。在工程實踐中,有兩種常用的使用方式:豎直方向驅動負載和水平方向驅動負載。由於在兩種不同的方向使用時,負載重力對於扭矩的影響差異大,所以,在下面對自動化設備伺服電機+減速機+滾珠絲槓機構水平方向使用時的選型計算方法介紹。
使用工況:
工作檯質量 m1=80kg
重複定位精度 ±0.1mm
行程長度 ls=1000mm
勻速運行時最低速度 Vmax=400mm/s
驅動馬達 AC 伺服馬達
加速時間 t1=0.15s
減速時間 t3=0.15s
減速機 i=2
無效行程 0.15mm
直線導軌的摩擦係數 μ=0.003(滾動)
定位精度 ±0.3mm/1000mm
導向面的阻力 f=15N(空載時)
(從單方向進行定位)
需要選型確定的內容:
滾珠絲槓直徑
導程
精度
軸向間隙(予壓)
滾珠絲槓支撐方式
驅動馬達
導程精度的選擇:
所謂導程精度,是指在單位導程內滾珠絲槓的定位精度。通常,滾珠絲槓的
導程精度是規定的 300mm 的精度。
為了得出定位精度±0.1mm/1000mm:
±0.1/ 1000 = ±0.03/300
導程精度必須選擇±0.09mm/300mm 以上。
所以滾珠絲槓的精度等級選擇如下
C6(運行距離誤差:±0.023mm/300mm)
因精度等級 C6 既有軋制滾珠絲槓,又有精密滾珠絲槓,在此首先選擇價格低廉的軋制滾珠絲槓。
軸向間隙(予壓)的選擇:為了滿足 0.15mm 無效行程的要求,必須選擇軸向間隙在 0.15mm 一下的滾珠絲槓。
因此,從滿足軸向間隙 0.15mm 一下的軋制滾珠絲槓裡選擇軸徑 32mm 以下的滾珠絲槓。
上所述,選擇絲槓軸之間在 32mm 以下、精度等級 C6 的軋制滾珠絲槓。
導程選擇:因為減速機的減速比為 i=2,所以,假設選擇驅動馬達的額定轉速 3000r/min、最高速度 400mm/s 時,滾珠絲槓導程如下。
400× 60× 2/3000 = 16mm