Direct drive vs. geared servomotor rotary: A quantification of design advantage: ພາກທີ 1

A geared servomotor ສາ​ມາດ​ເປັນ​ປະ​ໂຫຍດ​ສໍາ​ລັບ​ເຕັກ​ໂນ​ໂລ​ຊີ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ rotary​, ແຕ່​ມີ​ຄວາມ​ທ້າ​ທາຍ​ແລະ​ຂໍ້​ຈໍາ​ກັດ​ທີ່​ຜູ້​ໃຊ້​ຈໍາ​ເປັນ​ຕ້ອງ​ໄດ້​ຮັບ​ຮູ້​.

 

ໂດຍ: Dakota Miller ແລະ Bryan Knight

 

ຈຸດປະສົງການຮຽນຮູ້

  • ລະບົບ servo rotary ໃນໂລກທີ່ແທ້ຈິງຫຼຸດລົງຂອງການປະຕິບັດທີ່ເຫມາະສົມເນື່ອງຈາກຂໍ້ຈໍາກັດດ້ານວິຊາການ.
  • ຫຼາຍປະເພດຂອງ servomotors rotary ສາມາດສະຫນອງຜົນປະໂຫຍດສໍາລັບຜູ້ໃຊ້, ແຕ່ແຕ່ລະຄົນມີຄວາມທ້າທາຍຫຼືຂໍ້ຈໍາກັດສະເພາະ.
  • servomotors rotary ໄດໂດຍກົງໃຫ້ປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ, ແຕ່ພວກເຂົາເຈົ້າມີລາຄາແພງກວ່າ gearmotors.

ສໍາລັບທົດສະວັດ, servomotors geared ໄດ້ເປັນຫນຶ່ງໃນເຄື່ອງມືທົ່ວໄປທີ່ສຸດໃນກ່ອງເຄື່ອງມືອັດຕະໂນມັດອຸດສາຫະກໍາ. Geared sevromotors ສະເຫນີຕໍາແຫນ່ງ, ການຈັບຄູ່ຄວາມໄວ, camming ເອເລັກໂຕຣນິກ, winding, tensioning, ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ tightening ແລະປະສິດທິພາບກົງກັບພະລັງງານຂອງ servomotor ກັບການໂຫຼດໄດ້. ນີ້ເຮັດໃຫ້ຄໍາຖາມ: ເປັນ servomotor geared ເປັນທາງເລືອກທີ່ດີທີ່ສຸດສໍາລັບເຕັກໂນໂລຊີການເຄື່ອນໄຫວ rotary, ຫຼືມີການແກ້ໄຂທີ່ດີກວ່າ?

ໃນໂລກທີ່ສົມບູນແບບ, ລະບົບ servo rotary ຈະມີອັດຕາແຮງບິດແລະຄວາມໄວທີ່ກົງກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກເພື່ອໃຫ້ມໍເຕີບໍ່ມີຂະຫນາດເກີນຫຼືຂະຫນາດຫນ້ອຍ. ການປະສົມປະສານຂອງມໍເຕີ, ອົງປະກອບສາຍສົ່ງ, ແລະການໂຫຼດຄວນຈະມີຄວາມແຂງກະດ້າງອັນເປັນນິດແລະ backlash ສູນ. ແຕ່ຫນ້າເສຍດາຍ, ລະບົບ servo rotary ໂລກທີ່ແທ້ຈິງແມ່ນຂາດແຄນທີ່ເຫມາະສົມກັບລະດັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ.

ໃນລະບົບ servo ປົກກະຕິ, backlash ຖືກກໍານົດວ່າເປັນການສູນເສຍການເຄື່ອນໄຫວລະຫວ່າງມໍເຕີແລະການໂຫຼດທີ່ເກີດຈາກຄວາມທົນທານຂອງກົນຈັກຂອງອົງປະກອບລະບົບສາຍສົ່ງ; ນີ້ລວມທັງການສູນເສຍການເຄື່ອນໄຫວໃນທົ່ວກ່ອງເກຍ, ສາຍແອວ, ຕ່ອງໂສ້, ແລະຂໍ້ຕໍ່. ເມື່ອເຄື່ອງຈັກເລີ່ມຕົ້ນເປີດ, ການໂຫຼດຈະລອຍຢູ່ບ່ອນໃດບ່ອນຫນຶ່ງໃນກາງຂອງຄວາມທົນທານຂອງກົນຈັກ (ຮູບ 1A).

ກ່ອນທີ່ການໂຫຼດຕົວມັນເອງອາດຈະຖືກຍ້າຍໂດຍມໍເຕີ, ມໍເຕີຕ້ອງຫມຸນເພື່ອເອົາຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທັງຫມົດທີ່ມີຢູ່ໃນອົງປະກອບຂອງສາຍສົ່ງ (ຮູບ 1B). ເມື່ອມໍເຕີເລີ່ມຊ້າລົງໃນຕອນທ້າຍຂອງການເຄື່ອນໄຫວ, ຕໍາແຫນ່ງໂຫຼດຕົວຈິງອາດຈະ overtake ຕໍາແຫນ່ງມໍເຕີເນື່ອງຈາກວ່າ momentum ປະຕິບັດການໂຫຼດເກີນຕໍາແຫນ່ງມໍເຕີ.

ມໍເຕີຕ້ອງໃຊ້ເວລາເຖິງ slack ອີກເທື່ອຫນຶ່ງໃນທິດທາງກົງກັນຂ້າມກ່ອນທີ່ຈະນໍາໃຊ້ torque ກັບການໂຫຼດເພື່ອ decelerate ມັນ (ຮູບ 1C). ການ​ສູນ​ເສຍ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ນີ້​ເອີ້ນ​ວ່າ backlash, ແລະ​ໂດຍ​ປົກ​ກະ​ຕິ​ແມ່ນ​ການ​ວັດ​ແທກ​ໃນ​ນາ​ທີ arc​, ເທົ່າ​ກັບ 1/60 ຂອງ​ອົງ​ສາ​. ກ່ອງເກຍທີ່ຖືກອອກແບບມາສໍາລັບການນໍາໃຊ້ກັບ servos ໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາມັກຈະມີຂໍ້ກໍາຫນົດ backlash ຕັ້ງແຕ່ 3 ຫາ 9 arc-ນາທີ.

ຄວາມແຂງກະດ້າງຂອງ torsional ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການບິດຂອງ shaft motor, ອົງປະກອບຂອງລະບົບສາຍສົ່ງ, ແລະການໂຫຼດໃນການຕອບສະຫນອງຕໍ່ການນໍາໃຊ້ຂອງແຮງບິດ. ລະບົບແຂງ infinitely ຈະສົ່ງ torque ກັບການໂຫຼດໂດຍບໍ່ມີການ deflection ເປັນລ່ຽມກ່ຽວກັບແກນຂອງການຫມຸນ; ແນວໃດກໍ່ຕາມ, ເຖິງແມ່ນວ່າ shaft ເຫຼັກແຂງຈະບິດເລັກນ້ອຍພາຍໃຕ້ການໂຫຼດຫນັກ. ຂະຫນາດຂອງ deflection ແຕກຕ່າງກັນກັບ torque ນໍາໃຊ້, ວັດສະດຸຂອງອົງປະກອບຂອງສາຍສົ່ງ, ແລະຮູບຮ່າງຂອງເຂົາເຈົ້າ; intuitively, ຍາວ, ບາງສ່ວນຈະບິດຫຼາຍກ່ວາສັ້ນ, ໄຂມັນ. ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ການບິດນີ້ແມ່ນສິ່ງທີ່ເຮັດໃຫ້ສາຍ springs ເຮັດວຽກ, ຍ້ອນວ່າການບີບອັດພາກຮຽນ spring ບິດແຕ່ລະຄັ້ງຂອງສາຍເລັກນ້ອຍ; ສາຍ fatter ເຮັດໃຫ້ພາກຮຽນ spring ແຂງ. ສິ່ງໃດແດ່ທີ່ຫນ້ອຍກວ່າຄວາມແຂງກະດ້າງອັນເປັນນິດເຮັດໃຫ້ລະບົບເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນພາກຮຽນ spring, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຈະຖືກເກັບໄວ້ໃນລະບົບຍ້ອນວ່າການໂຫຼດຕ້ານການຫມຸນ.

ເມື່ອລວມເຂົ້າກັນ, ຄວາມແຂງກະດ້າງແລະ backlash ຈໍາກັດສາມາດທໍາລາຍປະສິດທິພາບຂອງລະບົບ servo ໄດ້. Backlash ສາມາດແນະນໍາຄວາມບໍ່ແນ່ນອນ, ຍ້ອນວ່າຕົວເຂົ້າລະຫັດມໍເຕີຊີ້ໃຫ້ເຫັນຕໍາແຫນ່ງຂອງ shaft ຂອງມໍເຕີ, ບໍ່ແມ່ນບ່ອນທີ່ backlash ໄດ້ອະນຸຍາດໃຫ້ການໂຫຼດໄດ້ຕົກລົງ. Backlash ຍັງແນະນໍາບັນຫາການປັບເປັນຄູ່ຜົວເມຍການໂຫຼດແລະ uncouples ຈາກ motor ໄລຍະສັ້ນໆໃນເວລາທີ່ການໂຫຼດແລະ motor reverse ທິດທາງພີ່ນ້ອງ. ນອກເຫນືອໄປຈາກ backlash, finite torsional stiffness ເກັບຮັກສາພະລັງງານໂດຍການປ່ຽນບາງສ່ວນຂອງພະລັງງານ kinetic ຂອງ motor ແລະການໂຫຼດເປັນພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ, ປ່ອຍມັນຕໍ່ມາ. ການປ່ອຍພະລັງງານທີ່ຊັກຊ້ານີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການສັ່ນສະເທືອນການໂຫຼດ, ເຮັດໃຫ້ເກີດສຽງສະທ້ອນ, ຫຼຸດຜ່ອນການປັບແຕ່ງສູງສຸດທີ່ສາມາດໃຊ້ໄດ້ແລະສົ່ງຜົນກະທົບທາງລົບຕໍ່ການຕອບສະຫນອງແລະເວລາຂອງລະບົບ servo. ໃນທຸກກໍລະນີ, ການຫຼຸດຜ່ອນ backlash ແລະການເພີ່ມຄວາມແຂງຂອງລະບົບຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງ servo ແລະເຮັດໃຫ້ການປັບງ່າຍ.

ການຕັ້ງຄ່າ servomotor ແກນ Rotary

ການຕັ້ງຄ່າແກນ rotary ທົ່ວໄປທີ່ສຸດແມ່ນ servomotor rotary ທີ່ມີຕົວເຂົ້າລະຫັດໃນຕົວສໍາລັບຄໍາຄຶດຄໍາເຫັນຕໍາແຫນ່ງແລະກ່ອງເກຍເພື່ອໃຫ້ກົງກັບແຮງບິດແລະຄວາມໄວຂອງມໍເຕີກັບແຮງບິດທີ່ຕ້ອງການແລະຄວາມໄວຂອງການໂຫຼດ. ກ່ອງເກຍແມ່ນອຸປະກອນພະລັງງານຄົງທີ່ທີ່ເປັນການປຽບທຽບກົນຈັກຂອງຫມໍ້ແປງສໍາລັບການຈັບຄູ່ການໂຫຼດ.

ການຕັ້ງຄ່າຮາດແວທີ່ປັບປຸງໃຫ້ດີຂຶ້ນໃຊ້ servomotor rotary drive ໂດຍກົງ, ເຊິ່ງກໍາຈັດອົງປະກອບການສົ່ງຜ່ານໂດຍການເຊື່ອມຕໍ່ໂດຍກົງກັບການໂຫຼດກັບມໍເຕີ. ໃນຂະນະທີ່ການຕັ້ງຄ່າ gearmotor ໃຊ້ການເຊື່ອມກັບ shaft ເສັ້ນຜ່າສູນກາງຂ້ອນຂ້າງຂະຫນາດນ້ອຍ, ລະບົບຂັບໂດຍກົງ bolts ໂຫຼດໂດຍກົງກັບ flange rotor ຂະຫນາດໃຫຍ່ຫຼາຍ. ການຕັ້ງຄ່ານີ້ຈະກໍາຈັດການເກີດການກະທົບກະເທືອນ ແລະເພີ່ມຄວາມແຂງຂອງບິດ. ການນັບເສົາທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະແຮງບິດແຮງບິດສູງຂອງມໍເຕີຂັບກົງກົງກັບຄຸນລັກສະນະຂອງແຮງບິດ ແລະຄວາມໄວຂອງເຄື່ອງຈັກເກຍທີ່ມີອັດຕາສ່ວນ 10:1 ຫຼືສູງກວ່າ.


ເວລາປະກາດ: 12-11-2021