آلات التعبئة الفهرسة: حساب عزم التسارع من ملف الحركة

جدول الفهرسة في آلة التعبئة يحرك التركيبة بزاوية 180 درجة, يبقى بينما يتشكل الختم, ثم يتحرك مرة أخرى. المحاولة الأولى لقياس المقاس غالبا ما تأتي من السرعة المتوسطة, الزاوية الكلية على زمن الدورة الكلي. ذلك الرقم حقيقي, لكنها غير كافية لقياس حجم القرص بمفرده, لأن الطاولة تتحرك لجزء فقط من الدورة ويجب على المحرك تسريع الحمل في ذلك الجزء.

الحصول على عزم التسارع بشكل صحيح يعتمد على قراءة ملف الحركة, ليس المتوسط. إليكم التسلسل, مع مثال عملي هو مجرد توضيح.

لماذا متوسط عدد دورات المحرك غير كاف

السرعة المتوسطة توزع الحركة بشكل متساو على الدورة بأكملها; آلة الفهرسة تفعل العكس, يتحرك بسرعة ثم يتوقف. يرى المحرك الحركة كاملة مضغوطة في زمن الحركة, لذا فإن سرعته القصوى تتجاوز متوسط الدورة, بينما يعتمد التسارع المطلوب على مدى سرعة الوصول إلى تلك السرعة.

المتوسط يوضح مدى إنتاجية الجهاز. زمن الحركة يخبرك بما يجب أن يفعله القرص, وكل شيء في اتجاه مجرى النهر, التسارع, السرعة القصوى, وعزم الدوران, يبدأ من زمن الحركة والإزاحة.

اقرأ ملف شبه الشكل: التسريع, الرحلة البحرية, ديسيل

ملف البداية الشائع للمؤشر هو منحنى سرعة شبه منحرف: التسارع الثابت من السكون, رحلة بالسرعة الثابتة, والتباطؤ المستمر للعودة إلى الراحة. الإزاحة الزاوية هي المساحة تحت منحنى السرعة الزاوية. لمنحنى S أو ملف مبرمج آخر, استخدم سرعته الفعلية وتسارعه بدلا من هذا التقريب شبه المنحرف.

قاعدتان للوحدة تحافظ على نظافة الرياضيات. العمل بالراديان في الثانية للسرعة الزاوية وبالراديان في الثانية مربعا للتسارع, لذا الإزاحة في الراديان, والحفاظ على الوقت في الثواني. إذا كان الإزاحة معطاة بالدرجات أو الدورات, حوله أولا إلى راديان.

فحص مفيد قبل أي عمل عزم دوران: يجب أن تكون المساحة تحت منحنى السرعة مساوية للإزاحة. بالنسبة لشبه منحرف متماثل بأوقات تسارع وتباطؤ متساويين t_a, الإبحار بسرعة زاوية v ل t_c:

θ = 1/2 v t_a v t_c 1/2 v t_a

إذا لم تخرج المساحة مساوية لزاوية المؤشر المطلوبة, الملف الشخصي غير متسق بعد, وكل عزم دوران يبنى عليه سيكون خاطئا.

عكس الجمود إلى جانب واحد, واحدها مرة واحدة

يعتمد عزم الدوران أثناء التسارع على إجمالي القصور الذاتي الذي يسارع فيه المحرك, يعمل على جانب واحد من علبة التروس, ليس كلاهما.

محرك سيرفو أو محرك ترس يدفع الحمل عبر نسبة اختزال i = ω_motor / ω_output. بالنسبة لمقارنة القصور الذاتي المثالي التالية, خسائر الإهمال والقصور الذاتي لصندوق التروس والاقتران; تضمين تلك المساهمات عند تحديد حجم التجميع الحقيقي. الحمل له قصور ذاتي عند الخرج والمحرك له قصور ذاتي عند المدخل, ودمج هذه الدوائر, عكس أحدهما للآخر. منعكس على عمود المحرك, يصبح القصور الذاتي للحمل:

J_reflected = J_load / i²

إذا، القصور الذاتي المكافئ على جانب المحرك هو J_motor J_load/ثانية مربعة. انعكست في الاتجاه الآخر, إلى المخرج, بل هو كذلك J_load J_motor × i². كلاهما وصف مكافئ للقصور الذاتي صالح, بشرط أن يشار إلى التسارع والعزم الناتج إلى نفس العمود. مع α_motor = i × α_output, العزم المكافئ للخرج هو i مضروبا في عزم المحرك في النموذج غير الخاسر. مزج القصور الذاتي في جانب المحرك مع تسارع جانب الخرج يفقد تلك النسبة; عادة لا يكون خطأ في i².

يشمل إجمالي المخرج المكافئ القصور الذاتي لمروحة المحرك. يعبر عن عزم المحرك عند سرعة الخرج; ليس العزم الفعلي المنتقل إلى الحمل السفلي عبر عمود خرج علبة التروس. حافظ على هذا التمييز عند مقارنة التقييمات.

ال i² لهذا السبب يرى محرك السيرفو العطور الذاتي للحمل المنعكس, وليس القصور الذاتي الناتج الخام: الحمل الذي يبدو ثقيلا عند الخرج يبدو أخف بكثير عند المحرك بعد تقليل كبير. عد الانعكاس مرة واحدة, من جهة واحدة, واستخدام التسارع الذي ينتمي إلى نفس الجانب.

بناء عزم الدوران المرحلي, انتبه للإشارة, وشاهد تدفق القوة

عزم التسارع هو T = J × α, حيث J هو القصور الذاتي المكافئ على الجانب الذي تعمل عليه و a هو التسارع الزاوي على نفس الجانب. أضف عزم الحمل الخارجي للحصول على الإجمالي الذي يجب أن يقدمه الدفع في كل مرحلة.

قسم الدورة إلى مراحل واكتب عزم الدوران لكل مرحلة. للدوران الإيجابي مقابل حمل مقاوم, التسارع يتطلب عزم دوران بالعصور الذاتي زائد عزم الحمل; الطيران يتطلب عزم دوران حمل; التباطؤ يعكس مصطلح القصور الذاتي. حدد علامة التحميل بشكل صريح: الجاذبية أو حمل العملية يمكن أن يساعد الحركة بدلا من مقاومتها. أضف أي تثبيت أو عزم عمل أثناء التوقف.

يتبع تدفق الطاقة عزم الدوران مضروبا في السرعة الزاوية. عندما يعارض عزم المحرك دورانه, المحرك في حالة توليد; تحقق من الطاقة التي تصل إلى القرص بعد الخسائر, وسعة مقاومة الدفع أو الفرملة. هذا لا يعني أن النظام يمكنه إعادة الطاقة إلى المصدر.

يجب أن تتبع الكفاءة اتجاه تدفق الطاقة. ليكن T_out = J_load × α_output T_resist هو العزم الذي يوفره صندوق التروس للحمل الأسفل, مع T_resist موجبة عندما تقاوم الحركة الموجبة. في نموذج بسيط يتجاهل القصور الذاتي في علبة التروس, عزم المحرك هو:

تدفق القوة الأمامي: T_motor = J_motor × a_motor T_out / (أنا × the_forward)

تدفق الطاقة العكسي: T_motor = J_motor × α_motor η_back × T_out / i

استخدم الفرع الأول عندما يكون T_out × ω_output موجبا, والثانية عندما تكون سالبة, مع كفاءة مؤكدة لتلك الاتجاهات ونقاط التشغيل. لا تقسم على الكفاءة الأمامية لكل جزء من التباطؤ. القصور الذاتي لعلبة التروس والاقتران, لا تزال خسائر المحرك وأي احتكاك نمذجة بشكل منفصل يجب أن تدرج دون احتساب خسائر مزدوجة العد. في الراحة, استخدم نموذج حمل الحمل الفعلي.

تحقق من عزم الدوران الأقصى, معدل التكرار, وتصنيف RMS الحراري بشكل منفصل

الملف الذي يعمل على عزم الدوران الأقصى فقط يتم التحقق جزئيا فقط. ثلاثة تصنيفات مستقلة.

عزم المحرك الأقصى هو أكبر عزم مطلق للمحرك في الدورة. تحقق من السرعة الفعلية, للمدة المسموح بها ومعدل التكرار, ضد كل من قدرة المحرك وحد التيار في المحرك. قد لا يسمح بالذروة المسموح بها أحيانا عدة مرات في الثانية.

RMS (جذر متوسط تربيع) عزم المحرك هو فحص مفيد لتسخين المحرك عندما يكون العزم متناسبا مع التيار. لا يلتقط كل فقدان أو حالة تبريد. تحقق من القدرة المستمرة للمحرك ونموذج الشركة المصنعة, بما في ذلك السرعة, درجة الحرارة المحيطة والتبريد منخفض السرعة أو الثابت. يمكن للمحرك أن يجتاز اختبار الذروة ومع ذلك يشعر بالحرارة الزائدة مع تكرار الدورات.

T_rms = √[ S (T_i² × t_i) / S t_i ]

استخدم عزم دوران المحرك المشار إليه في حساب RMS للمحرك هذا, بما في ذلك كل مرحلة من مراحل الدورة. تحقق من عزم الدوران الفعلي لعلبة التروس, مدة الذروة المسموح بها, طيف التحميل والواجب الحراري بشكل منفصل. نتيجة RMS للمحرك ليست تعب علبة التروس أو تصنيف عمر.

مثال عملي (توضيحي)

هذا افتراضي أفقي, مؤشر المتوازن, ليس تصنيفا لآلة أو منتج. بيانات الحركة, إنرتياس, النسبة وعزم الحمل هما افتراضات مختارة. يستخدم المثال علبة تروس مثالية بدون فقدان (h = 1), يحذف قصر علبة التروس وربط الاقتران, ويفترض عدم وجود عزم دوران تثبيت أو معالجة أثناء الاستقرار. يجب أن يعيد الاختيار الفعلي تلك الفحوصات.

معطى: زاوية مؤشر 180° = π راديو, الدورة الإجمالية الأولى.0 s, ديول 0.4 ثانية, إذا زمن الحركة هو 0.6 ثانية. قسم الحركة إلى 0.2 ثانية تسريع, 0رحلة .2 ثانية, 0تباطؤ 0.2 ثانية.

1. فحص المنطقة: θ = 1/2 v (0.2) v (0.2) 1/2 v (0.2) = 0.4 v. الضبط 0.4 v = π يعطي v ≈ 7,854 راديا/ثانية. متوسط سرعة الإخراج على مدار الدورة بأكملها هو π/1.0 ≈ 3.142 راديادر/ثانية, أو 30 دورة في الدقيقة, بينما سرعة الطيران هي 75 دورة في الدقيقة. التسارع هو α_output = v/0.2 ≈ 39.270 راديادر/ثان²; التباطؤ له نفس القدر والعلامة العكسية.
2. القصور الذاتي, جانب المحرك: خذ J_motor = 5 × 10⁻⁵ كجم·م², J_load = 0.5 كجم·م² و i = 20. القصور الذاتي للحمل المنعكس = 0.5/400 = 1.25 × 10⁻³ كجم·م², لذا J_eq = 1.30 × 10⁻³ كجم·م². تسارع المحرك هو 20 × α_output ≈ 785.398 رادياتار/ثان² وسرعة الطيران للمحرك 1500 دورة في الدقيقة. عزم القصور الذاتي في المحرك هو J_eq × α_motor ≈ 1.021 نانومتر.
3. التحقق المتقاطع, الجانب المعادل للمخرجات: J_eq,الخارج = 0.5 5 × 10⁻⁵ × 400 = 0.52 كجم·م². عزم القصور الذاتي المكافئ له هو 0.52 × α_output ≈ 20.420 نيوتن متر. اقسمنا على i = 20 لاستعادة 1.021 نيوتن·متر عند المحرك. يشمل ذلك القصور الذاتي للدوار المحرك; إنه فحص تكافؤ, ليس حمل عمود مخرج علبة التروس.
4. أضف حملا مقاوما ثابتا قدره 5 نيوتن·متر عند الإخراج أثناء الحركة, ما يعادل 5/20 = 0.250 نيوتن·متر عند المحرك ل η = 1. عزم مرحلة المحرك حوالي 1.271 نيوتن متر أثناء التسارع, 0.250 نيوتن·متر أثناء الرحلة, −0.771 نيوتن·متر أثناء التباطؤ, وصفر خلال فترة التوقف المفترضة بدون تحميل. أثناء التباطؤ لا يزال المحرك يدور بشكل إيجابي, لذا فإن العزم السالب يشير إلى توليد التشغيل.
5. احسب RMS للمحرك على الرقم 1 الكامل.0 دورة s, باستخدام تسارع 0.2 ثانية, 0رحلة .2 ثانية, 0تباطؤ 0.2 ثانية و0.4 ثانية توقف. احتفظ بالقيم غير المقربة في الحساب:

T_motor,RMS ≈ √[(1.271018² × 0.2 0.250² × 0.2 (−0.771018)² × 0.2 0² × 0.4) / 1.0] ≈ 0.674 نيوتن متر.

لذلك يحتاج المحرك إلى فحص ذروة حوالي 1.271 نيوتن متر لمدة 0.2 ثانية, يكرر مرة واحدة في الثانية, وفحص حراري منفصل باستخدام حوالي 0.674 نيوتن·متر RMS, بسرعته وظروف التبريد. هذه المتطلبات المحسوبة لا تثبت أن أي محرك أو محرك معين مناسب.

لعمود خرج علبة التروس, استخدم فقط الطلب في المراحل النهائية: T_out = 0.5 × a_output 5. وهذا يعطي تسارعا يقارب 24.635 نيوتن متر, 5 نيوتن متر في الطيران و−14.635 نيوتن متر في التباطؤ. تحقق من عزم الدوران المنقول ومدتها مع بيانات علبة التروس. لا تقارن ذروة المحرك البالغة 1.271 نيوتن·متر أو الإجمالي المعادل للخرج 25.420 نيوتن·متر مباشرة مع تصنيف خرج علبة التروس.

ملف الحركة وسجل المقاسات

الأسئلة المتداولة

هل يمكنني تحديد حجم القرص من متوسط سرعة الإخراج? لا. السرعة المتوسطة توزع الحركة على طول الدورة بأكملها, لكن آلة الفهرسة تتحرك في جزء صغير من الدورة, لذا فإن المتوسط يخفي السرعة القصوى والتسارع المطلوب للحركة. الحجم من ملف الحركة, ثم تحقق من الذروة وعزم RMS بشكل منفصل.

هل أضيف القصور الذاتي للحمل عند المحرك أم عند المخرج؟? أي منهما, لحساب القصور الذاتي المكافئ المتسق. منعكس على المحرك, قصور الحمل هو J_load/i²; وينعكس ذلك على الناتج, القصور الذاتي للمحرك هو J_motor × i². استخدم α_motor = i × α_output وأحول العزم الناتج إلى نفس العمود قبل المقارنة. إجمالي المخرج المكافئ الذي يشمل دوار المحرك ليس حمل عمود مخرج ناقل الحركة الفعلي.

المراجع التقنية

مرجع الاختيار والحساب من Oriental Motor, الصفحات H-4 إلى H-7, يغطي القصور الذاتي, عزم التسارع, فحوصات فعالة لعزم الدوران واختيار المحرك. أمثلة تخطيط المحركات من SEW-EURODRIVE, الصفحة 53 (القسم 3.6.1, "عزم المحرك الكهربائي"), يوضح الاختلاف في معالجة كفاءة علبة التروس في تشغيل السيارات والمولدات. الحسابات أعلاه هي مثال مثالي مستقل; لا يحدد أي من المصدرين تصنيفا لمنتج مينغيي.

الخطوة التالية

إذا كنت تحدد مقاس محرك لآلة تعبئة مؤخرسة وتريد تحويل ملف الحركة إلى أرقام عزم فعلية, أرسل لنا زاوية الفهرس, أوقات الدورة والتوقف, قصور الحمل والتركيبة, والنسبة المقترحة. تضمين أحمال المسرح, بيانات المحرك وناقل الحركة, متطلبات التثبيت ونظام التحكم المخطط لذلك المحرك, يمكن التحقق من نظام القيادة وناقل الحركة بشكل صحيح. استكشف لدينا حلول آلات التعبئة, أو تواصل معنا لبدء مراجعة التكوين.