攻城狮们来帮忙看下如何计算，程序猿慎入 ;)

登录 · 发表于 2015-9-16 22:50

本帖最后由幸福至上于 2015-9-16 22:50 编辑

如下图，先介绍一个大致的负载升降平台示意图:

A为一根滚轴丝杆，其作用就是该丝杆转一圈，其上的螺纹会带动套在上面的东西向上或向下移动25mm;B为一个负载平台，加上负载后最大重量大约为25Kg；
C为一电机，目前暂定使用步进电机，通过机械传动结构，将带动滚轴丝杆A转动，从而使负载平台B上下移动。
现在遇到的问题是，要使负载平台B以至少100mm/s的速度，在不考虑机械损耗的情况下，需要满足什么要求的步进电机才行呢?
个人认为主要是看电机的输出力矩和功率，不知是否正确呢?而且因为使用了滚轴丝杆的缘故，负载平台上下移动所需的牵引力并不是负载平台自身重量，而应该是负载平台在滚轴丝杆上的摩擦力吧，这个不知如何计算，以及加上a=100mm/s=0.1m/s,又最后如何计算和转化为电机的输出力矩呢？第一次遇到电机选型情况，所以希望大家帮忙看下了，也好互相验证下自己的计算是否正确。;)
还有就是计算出的力矩是否同样适用于直流电机呢?

发表于 2015-9-17 00:46

摩擦力就是机械损耗，如果真的不考虑摩擦力，25KG重量以100mm/s速度上行，消耗功率为：24.5W。再除以角速度可得扭矩。下行不消耗功率，反而要HOLD住。当然实际情况是有摩擦的。

发表于 2015-9-17 01:01

用加长57步进电机差不多就可以了

登录 · 发表于 2015-9-17 07:18

本帖最后由 tyw 于 2015-9-17 07:20 编辑

发表于 2015-9-17 10:03

cjseng 发表于 2015-9-17 01:01
用加长57步进电机差不多就可以了

加长57步进电机能够提供多少力矩呢？已经用一个1.5N.m的57步进实测，是带不动的哦。。。。

发表于 2015-9-17 10:11

幸福至上发表于 2015-9-17 10:03
加长57步进电机能够提供多少力矩呢？已经用一个1.5N.m的57步进实测，是带不动的哦。。。。 ...

土办法先测下系统力矩,可在丝杆上做一夹板,在10cm处挂法码,记录能转动的力矩,再按这个值加点裕量找马达

发表于 2015-9-17 10:20

tyw 发表于 2015-9-17 10:11
土办法先测下系统力矩,可在丝杆上做一夹板,在10cm处挂法码,记录能转动的力矩,再按这个值加点裕量找马达 ...

谢谢提供的资料，实在是太丰富了，正在研读中。至于您说的这种方法，能再详细说下吗，没明白。(⊙﹏⊙)b

发表于 2015-9-17 10:36

幸福至上发表于 2015-9-17 10:03
加长57步进电机能够提供多少力矩呢？已经用一个1.5N.m的57步进实测，是带不动的哦。。。。 ...

注意电机启动方式，要逐步加速，一上来就高速肯定带不动。
加长57步进扭矩可不止1.5牛米

登录 · 发表于 2015-9-17 10:37

幸福至上发表于 2015-9-17 10:20
谢谢提供的资料，实在是太丰富了，正在研读中。至于您说的这种方法，能再详细说下吗，没明白。(⊙﹏⊙)b ...

用类似办法,测量丝杆转动力矩.园盘用2块长条夹在丝杆上替代,用弹簧秤或挂法码测力矩.

发表于 2015-9-17 10:46

其实这个应用可以弄个配重，要不然平台上下移动，需要的扭矩不一样，用气弹簧就蛮好的。

发表于 2015-9-17 10:53

nethopper 发表于 2015-9-17 00:46
摩擦力就是机械损耗，如果真的不考虑摩擦力，25KG重量以100mm/s速度上行，消耗功率为：24.5W。再除以角速度 ...

转速大概为:300RPM，根据公式:9549.297*P=T*n,T=0.78N.m，是这样考虑的吗？

发表于 2015-9-17 11:06

cjseng 发表于 2015-9-17 10:46
其实这个应用可以弄个配重，要不然平台上下移动，需要的扭矩不一样，用气弹簧就蛮好的。 ...

这是个好主意。不过机械结构不归我来设计，只有以后看有机会说了。

发表于 2015-9-17 11:07

丝杆的直径是要的，负载平台的尺寸是要的，要不怎么计算摩擦力？！
还有，负载平台边沿二侧也是有摩擦力的，这个力是因丝杆的摩擦力产生。

发表于 2015-9-17 11:21

tyw 发表于 2015-9-17 10:37
用类似办法,测量丝杆转动力矩.园盘用2块长条夹在丝杆上替代,用弹簧秤或挂法码测力矩.
...

明白这种方法的意思了，应该是利用:T=F*R，先来试试看。

发表于 2015-9-17 11:29

李冬发发表于 2015-9-17 11:07
丝杆的直径是要的，负载平台的尺寸是要的，要不怎么计算摩擦力？！
还有，负载平台边沿二侧也是有摩擦力的 ...

滚珠丝杆直径25mm,负载平台两边的是固定光轴，摩擦相比可以忽略不计。另摩擦力和平台尺寸之间是什么关系呢?

发表于 2015-9-17 11:30

这个主要不是摩擦力，就是25公斤平台的重力。
可以把丝杆、丝杆螺母看成齿轮，知道速比，就可以计算出来25公斤的平台需要多少力

tyw · 发表于 2015-9-17 11:50

幸福至上发表于 2015-9-17 11:29
滚珠丝杆直径25mm,负载平台两边的是固定光轴，摩擦相比可以忽略不计。另摩擦力和平台尺寸之间是什么关系 ...

这关系大着呢。
你没发现，重物放在距丝杆近的地方，摩擦力小，放在边沿摩擦力大去了。

发表于 2015-9-17 12:08

幸福至上发表于 2015-9-17 10:53
转速大概为:300RPM，根据公式:9549.297*P=T*n,T=0.78N.m，是这样考虑的吗？

1秒5圈的话是这样。四圈的话，24.5/(2*3.14*4)=0.98 N.m。这是没考虑摩擦力的，考虑摩擦力的话就要乘系数了。

发表于 2015-9-17 12:29

李冬发发表于 2015-9-17 11:50
这关系大着呢。
你没发现，重物放在距丝杆近的地方，摩擦力小，放在边沿摩擦力大去了。 ...

还真没发现这个现象。是因为离丝杆越远，导致的重心偏移使丝杆上受到的横向压力增大，从而增大了丝杆滑动的摩擦力吗?

发表于 2015-9-17 12:41

幸福至上发表于 2015-9-17 12:29
还真没发现这个现象。是因为离丝杆越远，导致的重心偏移使丝杆上受到的横向压力增大，从而增大了丝杆滑动 ...

不会的，光杆、丝杆刚性足够且装配正确的话，放中间与放两边，差别不大，可以忽略不计。

攻城狮们来帮忙看下如何计算，程序猿慎入 ;)

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