Motorauslegung (Drehmoment und Trägheit)
Lastmoment, Trägheitsverhältnis, Beschleunigungsmoment, Effektivmoment und erforderliche Leistung für Kugelgewindetrieb, Riemen, Zahnstange und Rundtisch, mit Sicherheitsfaktor
Tool wird geladen…
Schätzt Drehmoment, Trägheitsverhältnis und Leistung, die ein Motor braucht, um eine Last über Kugelgewindetrieb, Riemen, Zahnstange oder Rundtisch in einem Punkt-zu-Punkt-Zyklus zu bewegen. Eine erste Auslegung für Servo- oder Schrittmotoren.
So geht’s
- Wählen Sie den „Mechanismus“ und bei einer Linearachse „Horizontal“ oder „Vertikal“.
- Geben Sie die „Bewegte Masse“, den „Reibungskoeffizient der Führung“ und ggf. die „Äußere Kraft gegen die Bewegung“ ein.
- Geben Sie „Maximalgeschwindigkeit“, „Hub je Verfahrbewegung“, „Beschleunigungszeit“, „Bremszeit“ und „Stillstandszeit nach der Bewegung“ ein.
- Tragen Sie die Mechanikdaten, die Untersetzung, das „Rotorträgheitsmoment des Motors“ aus dem Katalog und einen „Sicherheitsfaktor“ ein.
- Lesen Sie oben Spitzenmoment, Effektivmoment, Trägheitsverhältnis und Motordrehzahl ab und darunter die empfohlenen Werte unter dem Diagramm.
So wird gerechnet
- Lastmoment: Kugelgewindetrieb T = F × Steigung ÷ (2π × η); Riemen oder Zahnstange T = F × D ÷ (2 × η). F = äußere Kraft + m × g (vertikal) oder μ × m × g (horizontal).
- Beschleunigungsmoment = (Last- + Rotorträgheitsmoment) × α, α = 2π × N ÷ 60 ÷ Beschleunigungszeit. Ein Getriebe mit Untersetzung i teilt das Moment durch i und das Trägheitsmoment durch i².
- Effektivmoment = √(Σ T² × t ÷ Σ t) über die vier Phasen. Leistung = Moment × 2π × N ÷ 60.
- Alle Werte sind Abschätzungen; Steifigkeit, Resonanz, Erwärmung und Rückspeisung werden nicht behandelt. Bestätigen Sie den Motor mit der Auslegungssoftware des Herstellers.
Häufige Fragen
- Welches Trägheitsverhältnis ist für einen Servomotor akzeptabel?
- Viele Hersteller empfehlen 5 oder weniger für schnelles Positionieren; 5 bis 10 funktioniert oft mit Reglerabstimmung. Die angezeigten Bereiche sind Richtwerte, keine Norm.
- Wie berechne ich das Lastmoment eines Kugelgewindetriebs?
- Axialkraft × Steigung ÷ (2π × Wirkungsgrad). Ein 50-kg-Tisch mit μ = 0,1 auf einer Steigung von 10 mm bei 90 % Wirkungsgrad braucht etwa 0,087 N·m.
- Warum meldet das Werkzeug, der Hub sei zu kurz?
- Der Beschleunigungs- und Bremsweg übersteigt den Hub, sodass die eingegebene Geschwindigkeit nie erreicht wird und ein Dreieckprofil verwendet wird.
- Spitzenmoment oder Effektivmoment: Was bestimmt die Motorgröße?
- Beides. Das Spitzenmoment muss innerhalb der Kurzzeitgrenze des Motors bei dieser Drehzahl bleiben, das Effektivmoment unter dem Nenn-Dauermoment.