重载型电动缸选型中的机械系统计算.pdf

机械工程师
MECHANICAL ENGINEER的
重载型电动缸选型中的机槭系统计算
王智勇
(中石油阿姆河天然气勘探开发(北京)有限公司,北京10000
摘要:重载型电动缸被广泛应用在智能型能源管理系统当中。针对具体的应用选型,文中引入了驱动链的概念,需要对
整个驱动链进行系统化的考虑,在机械系统计算中,全面考虑了不同载荷、不同速率变化下的各参数变化,给出了功率计
算及使用寿命计算经验公式,为准确符合使用条件和系统可靠运行提供了理论基础
关键词:机械系统;重载型电动缸;驱动:计算:选型
中图分类号:TH123
文献标志码:B
文章编号:1002-2332016)08-0129-02
0引言
位置和速度进行参数化,能够通过驱动系统随时灵活地
当今随着科技的发展,装备制造业迎来巨大的发展与新的工作任务相匹配,因此能够被广泛应用在智能型
机遇,工业化生产使得机械装备模块化组合的趋势愈加能源管理系统当中。为了使系统精准可靠地工作,如何周
明显。在机械装备制造中,围绕着某些特定的功能展开相全地考虑实际工作的场合、环境、要求等,保证精准、可靠
关的设计变得简单化。在此过程中对于系统配件单元的地选型,是我们需要解决的问题,下面就以机械系统中常
选择就成为了问题的重中之重,如何为系统正确地选型,用的电动缸驱动系统为例对系统选型及应注意的问题做
保证系统能够准确、可靠地工作,是我们需要研究的问以探讨。
题
电动缸驱动链的定义
重载型电动缸是一种具有极高刚度的单元,其机械
随着机械装备模块化组合的趋势愈加明显。要针对
系统以行星轮丝杠传动系统或滚珠丝杠传动系统为基具体的应用取得正确的系统选型,为了加强系统化组合
础,拥有大量不同的直径与导程的组合,因而能够完成非的理解,我们引入了驱动链的概念,需要对整个驱动链进
常精确的定位工作。配备控制系统后还能达到很高的控行系统化的考虑,系统的驱动链如图1所示。
制质量和具有很高的动态特性。且该产品能够任意对力、2机械系统计算
表1一个周期内摆杆状态表
状态
角速度如
角加速度e3
主动轮转角区间
k(k-1)(i-cos&
k(k-1)+1%.sing.n?
0≤8≤T
k"+1+2kcosa,
3(k+1)
k·[(k+1cosa2-1
k?(ん+1)(k+2)sina2,2
T
(k+1)2+2(k+1)cosa+
(+1)2-2(k
T,、≤6≤
k+1
T
1)-2(k+1)cosq:+1
k(k-1)(1-cosas)
kk-1)k+1)sinas
和56?
I k+
350≤/1
T
当导杆处于停歇状态时用主动轮1转过的角度表示
本文所介绍的运动学分析方法,不仅适用于勒洛
停歇时间,则当k≠1时导杆的停歇时间A6=8。-8m=
角形,同样适用于其它勒洛多边形,比如勒洛五边形、勒
洛七边形。
当k=1时导杆的停歇时间△8=T+T=2T。
参考文献
1]闫辉荣.多等奇数圆弧行星轮间歇轮机构原理分析及应用J
综合上述,勒洛三角形行星间歇机构具有停歇时间
机械传动,2014(4):159-164.
长、沖击力小,能在主动轮连续运动的情况下实现停歇的[2]关百华能够平稳行走的角圆轮自行车CN2009201462426P
特点。故此,这种机构适用于自动机械设备中对速度要求
2010-03-17
较高的间歇运动机构。
3]李超群,张博伟,崔志伟,等.采用勒洛二角形原理的流量计设计
网址www.XCS.com电B:nrbengineerc@163.c0m2016年第8期129
万方数据
机械工程师
MECHANCAL ENGNEER
相对于1…n阶段的轴向载荷,N;,D2,….1为相对于1…
驱动链
n阶段的速度,ms;1"n为相应于1→…n阶段的时间,s。
我荷」?电动証江」?传动部件一?电动相一
制单元
3额定寿命的算
以回转次数为单位的额定寿命:
图1系统驱动链示意图
0°
(4
2.有用功率的计算
在现实工作中,由于环境条件的限制,使得设备在运式中:C为额定动载荷,N;F为当量轴向动载荷,N。
行过程中受到不同因素的影响,存在功率损失的问题,在
以小时为单位的额定寿命为
选型过程中,这是我们必须要考虑的因素。在考虑电动缸
功率损失的情况下,需要根据电动缸-丝杠传动系统的有
用功率值选型。对于那些电动缸在整个行程的一小部分
驱动转矩为
上长期受载的应用场合需要特殊考虑,在进行各阶段时
2000·T'ク
间总和的计算中也要把无载荷阶段的时间考虑在内。在式中:F为工作载荷,N:P为丝杠导程;7为机械效率。
这里我们需要计算有用功率:
3结语
P=?(FいV424+F」?V?…+IFいWrn)。(1)
通过以上的机械系统计算,全面考虑了在不同载荷、
不同速率等变化下的各参数的变化,对功率计算及使用
式中:P为应用中的有用功率,W;t为各阶段时间14
寿命的计算上给出了经验公式,为准确符合使用条件和
的总和,s;F,F2…F为对应于1…n阶段的轴向载使系统能够准确可靠地运行打下一定的基础。在駆动系
荷,N;1,2,…D,为对应于1…n阶段的速度,m/s;t1,t2统选型中,同时必须要保持速度、驱动转矩和加速度的最
…t为对应于1…n阶段的时间,s。
大许用极限值,只有这样才能保护机械系统免受损坏。
2.2有关寿命的计算
[参考文献]
在正常的工作条件下,我们很容易计算出电动缸的[1]徐文灿.电动缸与气缸J液压气动与密封,20021924
理论寿命,然而在现实工作条件下,很多时候电动缸工作
21唐英.电动缸的传动和受力分析[J.重型机械科技2007(4):
的速度和载荷都是在不断发生变化的,如何在变化的工3」陈超起升吨敏超等、电动的研究现状与发展趋势机
作条件下获得准确的
械传动,2015(3):181-186
寿命是我们需要考虑[4]杨继东,刘昆,杨中山,等电动缸性能参数测试系统设计J]重
的
庆大学学报,2015(4):31-37
电动缸的寿命在[5]曹军,杨俊杰,应义森,等交流何服电动红在地震模拟振动台中
变化的工作条件下
的应用[J.实验技术与管理,2011(4):67-70.
变化的速度和载荷)
[6]陈曼龙滚柱丝杠副的结构形式及选用[J].机械工程师,200
图2在変化的工作条件下
必领在寿命计算中使『7张事开明行液住丝杠电动红精确度分析中造业
用平均载荷F和平
信息化,2011(19)72-75,78
均速度υn,如图2所示
[8]周吴电动缸位置伺服控制系统设计[D大连:大连海事大学、
1)变速度时适用的平均速度
[9]韩丽洁座椅电动缸伺服控制系统的设计[D).杭州:中国计量学
un=と?(lvl-41+lu2ォ+…+ Hlv I.t
2)
式中:为各阶段时10)級艳红,韩丽洁.许昌基于PIC的电动缸伺服控制系统设计
[J.电气传动,2014(10):