Izračunavanje zahtjeva zakretnog momenta električnog pokretača ključni je korak u osiguravanju odgovarajućeg funkcioniranja i učinkovitosti u različitim primjenama. Kao vodeći dobavljač električnog pokretača, razumijemo značaj točnih izračuna zakretnog momenta i tu smo da vas vodi kroz postupak.
Razumijevanje momenta u električnim pokretačima
Zakretni moment je definiran kao rotacijska sila primijenjena na objekt, mjerena u jedinicama kao što su Newton - metari (n · m) ili stopala - kilograma (ft - lb). U kontekstu električnih pokretača, okretni moment je ključan za zadatke poput rotirajućih ventila, otvaranja i zatvaranja vrata ili pokretnih mehaničkih komponenti.
Zakretni moment potreban za električni aktuator ovisi o nekoliko čimbenika, uključujući opterećenje koje je potrebno za pomicanje, brzinu rada i mehaničku prednost sustava. Pogrešno izračunavanje okretnog momenta može dovesti do pokretača koji se napajaju koji ne mogu obavljati potrebne zadatke ili višestruke aktuatore koji troše energiju i povećavaju troškove.
Čimbenici koji utječu na zahtjeve zakretnog momenta
Karakteristike opterećenja
Priroda opterećenja jedan je od glavnih čimbenika koji utječu na zahtjeve zakretnog momenta. Ako je opterećenje jednostavna masa koju treba linearno podići ili pomicati, izračun momenta je relativno jednostavan. Međutim, ako opterećenje ima složen oblik ili podliježe vanjskim silama poput trenja ili gravitacije, izračun postaje složeniji.
Na primjer, u primjeni ventila - upravljačka primjena, okretni moment potreban za okretanje ventila ovisi o vrsti ventila (kuglični ventil, ventil za vrata itd.), Veličini ventila i diferencijalu tlaka preko ventila. Veći ventil ili viši tlačni diferencijal obično će zahtijevati više okretnog momenta.
Brzina rada
Brzina kojom aktuator treba premjestiti opterećenje također utječe na zahtjeve zakretnog momenta. Brži pokretni pokretači obično zahtijevaju više okretnog momenta za brzo ubrzanje opterećenja. To je zato što inerciju opterećenja treba prevladati, a pokretač mora stvoriti dovoljno sile da u kratkom razdoblju postigne željenu brzinu.
U nekim aplikacijama, poput robotskih ruku, brzina rada može se značajno razlikovati tijekom zadatka. U tim se slučajevima zahtjevi zakretnog momenta moraju izračunati u različitim fazama prijedloga kako bi se osiguralo da pokretač može podnijeti maksimalnu potražnju zakretnog momenta u bilo kojem trenutku.
Mehanička prednost
Mehanička prednost sustava, koji je određen omjerom zupčanika, sustavom remenica ili drugim mehaničkim komponentama, može značajno utjecati na zahtjeve zakretnog momenta. Veća mehanička prednost znači da aktuator može generirati više izlaznog okretnog momenta s manje ulaznog okretnog momenta.
Na primjer, mjenjač s visokim omjerom prijenosa može smanjiti moment koji je potreban iz električnog motora umnožavanjem sile primijenjene na izlaznu osovinu. Međutim, važno je napomenuti da povećanje mehaničke prednosti također smanjuje brzinu izlazne osovine.
Izračunavanje zahtjeva zakretnog momenta
Korak 1: Odredite silu opterećenja
Prvi korak u izračunavanju zahtjeva zakretnog momenta je utvrđivanje sile potrebne za pomicanje opterećenja. To se može postići analizom mehaničkih sustava i razmatranjem čimbenika poput gravitacije, trenja i vanjskih sila.
Ako je opterećenje jednostavna masa (m) koja se diže okomito, sila (f) potrebna za podizanje dana je (f = m \ puta g), gdje je (g) ubrzanje zbog gravitacije ((g = 9,81m/s^{2}). Za složenija opterećenja, poput ventila s tlačnim diferencijalom (\ delta p) i područje ventila (a), sila (f = \ delta p \ puta a).
Korak 2: Izračunajte polumjer rotacije
Jednom kada se utvrdi sila opterećenja, sljedeći je korak izračunavanje polumjera (R) na kojem se primjenjuje sila. U rotacijskom sustavu moment (t) se izračunava pomoću formule (t = f \ puta r).
Na primjer, ako ventil ima stabljiku s polumjerom (R), a sila (F) se na stabljiku primjenjuje na stabljiku da biste okrenuli ventil, okretni moment potreban za okretanje ventila je (t = f \ puta r).
Korak 3: Razmislite o učinkovitosti sustava
U stvarnim svjetskim aplikacijama nijedan mehanički sustav nije 100% učinkovit. Postoje gubici zbog trenja u ležajevima, zupčanicima i drugim komponentama. Da bi se obračunali ovi gubici, izračunati zakretni moment treba pomnožiti s faktorom kako bi se osiguralo da pokretač ima dovoljno snage za prevladavanje neučinkovitosti.
Faktor učinkovitosti (\ ETA) obično se kreće od 0,7 do 0,9, ovisno o kvaliteti i dizajnu mehaničkog sustava. Dakle, stvarni zahtjev zakretnog momenta (t_ {stvarni} = \ frac {t} {\ eta}).
Primjer izračuna
Razmotrimo primjer aplikacije za ventil - kontrolu. Pretpostavimo da imamo kuglični ventil promjera (d = 100 mm) i tlačni diferencijal (\ delta p = 100kPa) preko ventila.
- Prvo izračunajte silu na ventil:
- Područje ventila (a = \ frac {\ pi d^{2}} {4} = \ frac {\ pi \ times (0,1m)^{2}} {4} = 0,00785M^{2}).
- Sila (f = \ delta p \ puta a = 100 \ times10^{3} pa \ times0.00785m^{2} = 785n).
- Pretpostavimo polumjer stabljike ventila (r = 10 mm = 0,01m).
- Zakretni moment (t = f \ puta r = 785n \ Times0.01m = 7.85n \ cdot m).
- Ako je učinkovitost sustava ventila - aktuator (\ eta = 0,8), tada je stvarni zahtjev zakretnog momenta (t_ {stvarnost} = \ frac {7.85n \ cdot m} {0.8} = 9.8125n \ cdot m).
Odabir pravog električnog pokretača
Na temelju izračunatih zahtjeva zakretnog momenta, možete odabrati odgovarajući električni aktuator za svoju prijavu. U našoj tvrtki nudimo širok spektar električnih pokretača, uključujućiElektrični cilindar 6V,,Električni aktuator dugog udara, iDC Brush Električni pokretač.
Pri odabiru pokretača važno je razmotriti ne samo zahtjeve zakretnog momenta, već i druge čimbenike kao što su napajanje, duljina moždanog udara (za linearne aktuatore) i radni ciklus. Viši pogon zakretnog momenta može biti skuplji, pa je ključno uravnotežiti zahtjeve za izvedbu s troškovima.
Zaključak
Izračunavanje zahtjeva zakretnog momenta električnog pokretača je složen, ali bitan postupak. Razumijevanjem čimbenika koji utječu na okretni moment, slijedeći korake izračuna i uzimajući u obzir učinkovitost sustava, možete osigurati da odaberete pravi aktuator za svoju aplikaciju.
Kao dobavljač električnog pokretača posvećeni smo pružanju visokokvalitetnih proizvoda i stručnih savjeta koji će vam pomoći u odabiru vašeg pokretača. Ako imate bilo kakvih pitanja o izračunavanju okretnog momenta ili vam je potrebna pomoć u odabiru pravog električnog pokretača, slobodno nas kontaktirajte radi nabave i daljnjih rasprava.
Reference
- Norton, Robert L. "Dizajn strojeva: integrirani pristup." Pearson, 2012.
- Shigley, Joseph E. i sur. "Dizajn strojarstva." McGraw - Hill Education, 2019.
