YHD-SL0107-风车翻转机构

案例介绍

一、设计思路
设计目的：	通过风车翻转机构将样品翻面。用于样品需要翻面下料或者样品需要两面加工场合。此机构也可起到缓存作用。
设定场景：	光伏、3C、电路板等
动作流程：	1、样品通过皮带输送机来料
	2、定位机构对样品进行机械定位
	3、风车翻转机构将样品翻面(需要翻面场合)&风车翻转机构不翻转，样品通过皮带输送机往下流动(不需要翻面场合)
	4、样品通过皮带输送机流入下一个工序
二、机构参数
外形尺寸：	L1037xW579.5xH585(mm)
通用性(样品厚度)：	0-4(mm)
循环周期：	1.5（S）
精度：	±0.05(mm)
三、示例应用
工件形状：	矩形
工件尺寸：	L210xW210(mm)
工件重量：	40(g)
使用气压：	P=0.5(MPa)
电源：	AC220V 50Hz/DC24V
四、计算过程
注：选型计算&公式可下载技术文档进行详细查看
【步进电机选型计算】
参数	公式&注解	取值
1）、机械结构参数
工件线速度（m/s）：	V	0.6
滚筒直径（m）：	D	0.03
皮带质量（Kg）：	M1	0.052
工件质量（Kg）：	M2	0.04
滚筒和滚轮质量（Kg）：	M3	0.65
电机加减速时间（s）：	t	0.2
减速比：	i	1
摩擦系数：	μ	0.2
安全系数：	K	2
	选型电机型号（57CM13）
选型电机扭矩(N·m)：	TP=	1.31
选型电机惯量（kg·m²）：	J电机	0.000030
2）、计算惯量和转矩
电机转速（rpm）：	N=60*V/D/π	382.2
电机转动加速力（N）：	F1=2(M1+M2)V/t	0.552
电机转动所需要克服的力（N）：	F=μ2(M1+M2)g+1/3μ2(M1+M2)*g+F1	1.041
电机必须转矩(N·m)：	T=1/2FD*K	0.031
工件和皮带惯量（kg·m²）：	J1=2(M1+M2)(D/2)²	0.000041
滚筒惯量（kg·m²）：	J2=1/8M3D²	0.000073
总惯量（kg·m²）：	J=J1+J2	0.000115
惯量比：	J/i² /J电机	3.82
整体设计工况计算：	案例所需最大扭矩0.031Nm<实际电机扭矩1.31Nm
	案例负载转动惯量与电机惯量比＜5，因此电机符合设计要求。
【伺服电机选型计算】
参数	公式&注解	取值
1）、机械结构参数
风车直径（m）：	D	0.47
风车每次转动角度（°）：	θ	30
每次转动的时间（s）：	t1	0.6
电机加减速时间（s）：	t2	0.1
风车转动负载总质量（Kg）：	M	7.6
减速比：	i	40
安全系数：	K	2
	选型电机型号（ZNH02-020-N）
选型电机扭矩(N·m)：	TP	2.25
选型电机惯量（kg·m²）：	J电机	0.0000203
2）、计算惯量和转矩
风车角速度 (rad/s)：	ω=θ*π/180/t1	0.87
风车转速（rpm）：	N=ω*30/π	8.3
电机所需转速（rpm）：	N电机=N*I	333.3
负载转动惯量：	J=1/8MD²	0.21
风车角加速度 (rad/s²)：	α=ω/t2 (rad/s²)	8.7
电机轴必须转矩 (N·m)：	T=JαK/i	0.09
惯量比：	J/i² /J电机	6.44
整体设计工况计算：	案例所需最大扭矩0.1Nm<实际电机扭矩2.25Nm
	案例负载转动惯量与电机惯量比＜10，因此电机符合设计要求。
【定位气缸选型计算】
1）、机械结构参数
倾斜度：	θ=°(水平0°，垂直90°)	0
负载重量（kg）：	M	0.14
工作气压力（MPa）：	P=(应≤减压阀进口压力*85%)	0.5
摩擦系数（参考说明）：	u	0.5
负载率(安全系数)：	η	0.65
气缸运行时间（s）：	t	0.3
气缸启动时间（s）：	t0	0.1
气缸刹车时间（s）：	t1=t0	0.1
负载行程（mm）：	L0	20
	选型气缸型号（WGU07-10-20-Y-N-3）
前进出力（N）：	F1	38.5
后退出力（N）：	F2	32.3
2）、计算所需最小缸径
最大线速度（mm/s）：	V=V0=L0/(t-t0)	100
加速度（m/s²）：	a=V/t0	1
负载需最小力（N）：	F0=mg(sinθ+μcosθ)+ma	0.83
气缸理论出力（N）：	F=F0/η（已考虑η）	1.27
推力最小缸径（mm）：	D1=	1.80
初设杆径（mm）：	d0	5
拉力最小缸径（mm）：	D2	5.31
整体设计工况计算：	案例所需出力1.27N<F1&F2，因此气缸符合设计要求