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: | V=(m/s) | 0.6 | |
滚筒直径: | D=(m) | 0.03 | |
皮带质量: | M1=(Kg) | 0.052 | |
工件质量: | M2=(Kg) | 0.04 | |
滚筒和滚轮质量: | M3=(Kg) | 0.65 | |
电机加减速时间: | t=(s) | 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: | TP= (N·m) | 1.31 | |
选型电机惯量: | J电机=(kg·m²) | 0.000030 | |
2)、计算惯量和转矩 | |||
电机转速: | N=60*V/D/π (rpm) | 382.2 | |
电机转动加速力: | F1=2*(M1+M2)*V/t(N) | 0.552 | |
电机转动所需要克服的力: | F=μ*2*(M1+M2)*g+1/3*μ*2*(M1+M2)*g+F1=(N) | 1.041 | |
电机必须转矩: | T=1/2*F*D*K (N·m) | 0.031 | |
工件和皮带惯量: | J1=2*(M1+M2)*(D/2)² (kg·m²) | 0.000041 | |
滚筒惯量: | J2=1/8*M3*D² (kg·m²) | 0.000073 | |
总惯量: | J=J1+J2(kg·m²) | 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: | D=(m) | 0.47 | |
风车每次转动角度: | θ= ° | 30 | |
每次转动的时间: | t1=(s) | 0.6 | |
电机加减速时间: | t2=(s) | 0.1 | |
风车转动负载总质量: | M=(Kg) | 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: | TP= (N·m) | 2.25 | |
选型电机惯量: | J电机=(kg·m²) | 0.0000203 | |
2)、计算惯量和转矩 | |||
风车角速度: | ω=θ*π/180/t1 (rad/s) | 0.87 | |
风车转速: | N=ω*30/π (rpm) | 8.3 | |
电机所需转速: | N电机=N*I (rpm) | 333.3 | |
负载转动惯量: | J=1/8*M*D² (kg·m²) | 0.21 | |
风车角加速度: | α=ω/t2 (rad/s²) | 8.7 | |
电机轴必须转矩: | T=J*α*K/i= (N·m) | 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: | M=(kg) | 0.14 | |
工作气压力: | P=(MPa)(应≤减压阀进口压力*85%) | 0.5 | |
摩擦系数: | u=(参考说明) | 0.5 | |
负载率(安全系数): | η= | 0.65 | |
气缸运行时间: | t=(s) | 0.3 | |
气缸启动时间: | t0=(s) | 0.1 | |
气缸刹车时间: | t1=t0=(s) | 0.1 | |
负载行程: | L0=(mm) | 20 | |
选型气缸型号(WGU07-10-20-Y-N-3) | |||
前进出力: | F1=(N) | 38.5 | |
后退出力: | F2=(N) | 32.3 | |
2)、计算所需最小缸径 | |||
最大线速度: | V=V0=L0/(t-t0)=(mm/s) | 100 | |
加速度: | a=V/t0=(m/s²) | 1 | |
负载需最小力: | F0=mg(sinθ+μcosθ)+ma=(N)(未考虑η) | 0.83 | |
气缸理论出力: | F=F0/η=(N)(已考虑η) | 1.27 | |
推力最小缸径: | D1= ![]() |
1.80 | |
初设杆径: | d0=(mm) | 5 | |
拉力最小缸径: | D2=(mm) | 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 |