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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 起重裝置調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)力矩足夠。但無法提升升降部分。請各位大牛幫忙分析原因 [打印本頁]

作者: 僵尸號(hào) 時(shí)間: 2019-9-6 20:56
標(biāo)題: 起重裝置調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)力矩足夠。但無法提升升降部分。請各位大牛幫忙分析原因
(, 下載次數(shù): 81)
如圖所示起重裝置，左側(cè)直線導(dǎo)軌副（兩根導(dǎo)軌和四個(gè)滑塊），右側(cè)減速電機(jī)通過齒輪齒條驅(qū)動(dòng)升降部分。
安裝調(diào)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)力矩足夠。但無法提升升降部分。請大家?guī)兔Ψ治鱿略?br /> 具體參數(shù)如下：
減速電機(jī)（帶制動(dòng)器）功率為3KW，其中電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1455r/min,減速比i=126.91,減速器輸出轉(zhuǎn)速11.46r/min，輸出扭矩2940Nm。
齒輪直徑160mm
升降部分重量2.3噸
校核過程如下：
(, 下載次數(shù): 72)
校核發(fā)現(xiàn)，功率增大系數(shù)1.22，處于設(shè)計(jì)規(guī)范1.2~2.6的下限，偏小。

調(diào)試前發(fā)現(xiàn)，制動(dòng)扭矩足夠，升降部分被減速電機(jī)正常制動(dòng)；
釋放制動(dòng)扭矩后，升降部分落下，變頻器給電機(jī)供電后無法提起升降部分。
請各位機(jī)械大牛幫忙分析下，無法提起是減速電機(jī)功率過小造成的，還是機(jī)構(gòu)受力狀態(tài)不佳造成的？
非常感謝！

作者: 曉昀 時(shí)間: 2019-9-6 22:13
本帖最后由曉昀于 2019-9-6 22:14 編輯

你計(jì)算的負(fù)載提升時(shí)需要的功率是多少？我計(jì)算了下，提升負(fù)載所需電機(jī)功率大約是3.51kW左右，電機(jī)功率有點(diǎn)欠。工況系數(shù)最好取大值，不要取中間取，因?yàn)殡姍C(jī)輸出功率很小一般往工況系數(shù)上限取。還有一個(gè)問題，整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)的機(jī)械效率0.9你怎么計(jì)算的？從起升、齒輪齒條，減速電機(jī)，聯(lián)軸器這幾個(gè)傳動(dòng)的機(jī)械效率相乘下來是多少取多少。

作者: pengzhiping 時(shí)間: 2019-9-6 22:49
大致看了一下你這個(gè)工況，在計(jì)算電機(jī)功率只計(jì)算正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要的扭矩。缺少幾個(gè)重要參數(shù)。

1:啟動(dòng)扭矩，啟動(dòng)慣量×角加速度。這個(gè)參數(shù)極為重要，尤其在垂直升降重載和高速工況下。這個(gè)需要詳細(xì)計(jì)算。
2:升降過程中，從下往上升是要克服自身重力+（重力×摩擦系數(shù)既摩擦阻力），而從上往下降時(shí)要克服重力此時(shí)需要減速器具備自鎖防止電機(jī)被帶動(dòng)。這些需要計(jì)算。
3:建議慣量和啟動(dòng)扭矩匹配計(jì)算還有減速器帶自鎖和電機(jī)帶斷電剎車功能。
4:重新評(píng)估摩擦系數(shù)和工況系數(shù)，尤其是加減速和正反轉(zhuǎn)頻繁的工況下。
機(jī)械設(shè)計(jì)手冊有電機(jī)選型公式，可以參考一下。網(wǎng)上自動(dòng)生成電機(jī)功率計(jì)算只是參考，要懂得理論力學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)才具體解決問題。

作者: sgxap666 時(shí)間: 2019-9-7 07:21
大力出奇跡，功率選大點(diǎn)。

作者: 702736 時(shí)間: 2019-9-7 07:59
到處都是問題。減速電機(jī)輸出扭矩不對(duì)，效率也差點(diǎn)，用了變頻也要加一檔

作者: 702736 時(shí)間: 2019-9-7 08:27

702736 發(fā)表于 2019-9-7 07:59
到處都是問題。減速電機(jī)輸出扭矩不對(duì)，效率也差點(diǎn)，用了變頻也要加一檔

不計(jì)慣量，你這提升功率大致是2.3KW，總效率大致是0.7,已是3.3KW,加上設(shè)計(jì)余量已經(jīng)在4KW以上,再加變頻器控制的余量,想想都該選5.5KW了

作者: 丹楓911 時(shí)間: 2019-9-7 09:59
本帖最后由丹楓911 于 2019-9-7 11:38 編輯

樓主你這個(gè)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的重心在哪里？線性導(dǎo)軌的手冊里一般都有最大傾覆力矩，如果傾覆力矩太大，摩擦力會(huì)加大很多，甚至損壞滑塊，提升時(shí)自身的重量加上比較大的摩擦力，你這個(gè)功率就不足夠了，而且你這個(gè)傳遞效率0.9選的太大了吧，減速機(jī)效率，齒輪齒條的效率，線性導(dǎo)軌的效率。

三相電機(jī)一般計(jì)算選型時(shí)不用考慮慣量，三相電機(jī)的選型手冊也沒有這個(gè)指標(biāo)，主要考慮輸出扭矩。

作者: 凸輪機(jī)械手 時(shí)間: 2019-9-7 10:19
最近做了一臺(tái)樣機(jī)，提升1t，但是速度比較快，我用的是8.5kw，取了2倍的安全系數(shù)，就這樣高速時(shí)仍無法準(zhǔn)確定位

作者: a99335 時(shí)間: 2019-9-7 10:58
本帖最后由 a99335 于 2019-9-7 11:02 編輯

減速器輸出轉(zhuǎn)速11.46r/min

作者: kevin-Lee 時(shí)間: 2019-9-7 11:22
計(jì)算明顯偏小了，加大電機(jī)得到功率

作者: 湖湘散人 時(shí)間: 2019-9-7 11:38
沒計(jì)算，但印象中根據(jù)起重起械設(shè)計(jì)規(guī)范，為安全起見，制動(dòng)力矩正常安全系數(shù)為３，也就是制動(dòng)力矩為工作力矩的３倍，你這以制動(dòng)力矩來選電機(jī)，出問題也就不意外了。

作者: 僵尸號(hào) 時(shí)間: 2019-9-7 12:57
目前計(jì)劃的修改方案是：增加設(shè)計(jì)一半左右的配重，作用與直線導(dǎo)軌副側(cè)。
一、消除直線導(dǎo)軌副上的大部分傾覆力矩；二、減小所需功率為原來的一半左右。
請大牛們分析妥否？

作者: 曉昀 時(shí)間: 2019-9-7 13:13

702736 發(fā)表于 2019-9-7 07:59
到處都是問題。減速電機(jī)輸出扭矩不對(duì)，效率也差點(diǎn)，用了變頻也要加一檔

對(duì)！變頻器應(yīng)該比電機(jī)高一檔

作者: 星辰大海 時(shí)間: 2019-9-7 14:09
樓主電機(jī)選型除了功率滿足要求外還要校核負(fù)載慣量與電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量比，如果太大就會(huì)有啟動(dòng)不了或者加減速性能不好，定位精度不行等問題，一般不大于15，高響應(yīng)機(jī)構(gòu)不大于5，這樣就有可能要加減速機(jī)，還有就是你這結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)力與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還有重心偏心有點(diǎn)多，傾覆力矩大，摩擦力也相應(yīng)增大不少，還可能會(huì)影響導(dǎo)軌使用壽命，還有導(dǎo)軌與齒條齒輪裝配是否平行也有關(guān)系

作者: a374658442 時(shí)間: 2019-9-7 15:50
各位大神分析的很好，學(xué)習(xí)了！

作者: 去缸活塞泵 時(shí)間: 2019-9-7 20:38
起不來就是扭矩不夠，再增加一套加速機(jī)構(gòu)吧

作者: pengzhiping 時(shí)間: 2019-9-8 13:25
本帖最后由 pengzhiping 于 2019-9-8 13:27 編輯

這類的項(xiàng)目要把實(shí)際的工況仔細(xì)分析。
1.一個(gè)周期（一個(gè)循環(huán)）的工作是什么工況，比如先從底部啟動(dòng) 啟動(dòng)到需要的線速度要多久，拆分一段一段的分析。

2.升到最高處時(shí)剎車時(shí)間多少。所有升降部分（含被抬起物體）總重量是多少，重心在哪里。由于加速產(chǎn)生的慣性力多少，此時(shí)要把動(dòng)力和重力聯(lián)合起來計(jì)算才可以計(jì)算整個(gè)機(jī)架穩(wěn)定性。包括失穩(wěn)和傾覆力矩計(jì)算。可以看看我們倉庫的電動(dòng)叉車人家能升降2-3米負(fù)載也有1噸多。

3.有了以上整體計(jì)算，在拆開局部的部件計(jì)算包括偏載摩擦阻力等計(jì)算，最后根據(jù)實(shí)際工況推算電機(jī)功率計(jì)算。

作者: 塵世天涯 時(shí)間: 2019-9-8 13:54
個(gè)人對(duì)伺服電機(jī)的應(yīng)用比較熟悉。普通三相電機(jī)用的少。但是原理應(yīng)當(dāng)是相通的，伺服電機(jī)也就是一套高級(jí)一些的變頻器+三相交流電機(jī)的組合

將適用于三相交流電機(jī)的部分摘出來，供參考
電機(jī)啟動(dòng)扭矩>向上提升的加速扭矩：三相交流電機(jī)的啟動(dòng)扭矩通常都小于額定扭矩，對(duì)于垂直提升，最惡劣的工況就是向上啟動(dòng)的工況。這個(gè)時(shí)候，電機(jī)的輸出最低，摩擦力是作為阻力，向上加速所需的扭矩最高

電機(jī)額定扭矩<等效扭矩：將整個(gè)節(jié)拍的循環(huán)都寫出來，比如，電機(jī)向上提升的時(shí)間，所需扭矩；等待時(shí)間，保持扭矩；向下時(shí)間，所需扭矩。然后用均方根，求得等效扭矩

另外：樓主的計(jì)算里面，機(jī)械效率顯然是取錯(cuò)了，100+的減速比，減速機(jī)的效率通常都不會(huì)很高。建議樓主找電機(jī)廠家咨詢一下，具體是多少

我不建議簡單粗暴的增大功率，這樣做“可能”可以解決問題，但是你永遠(yuǎn)不知道，恰當(dāng)?shù)闹祽?yīng)當(dāng)是多少。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)邏輯性很強(qiáng)的工作，取的任何系數(shù)都要有跡可循，直接拍腦門，就容易被別人挑戰(zhàn)

如果考慮好了加配重的優(yōu)劣，也不失為一個(gè)選擇。加配重，能夠減小電機(jī)為克服負(fù)載重力而輸出的扭矩。但是，但是，但是，重要的事情說三遍，會(huì)增加啟動(dòng)時(shí)間，普通電機(jī)不講究慣量比。但是有一個(gè)跟慣量比很類似的參數(shù)，那就是飛輪矩。這個(gè)值越高，電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間越長。而電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間過長，是有可能過熱，燒壞繞組絕緣層的。這就是電機(jī)控制飛輪矩的原因。因此，我建議，綜合考慮一下優(yōu)劣之后再做決定

以上，供參考

作者: 702736 時(shí)間: 2019-9-8 16:40

702736 發(fā)表于 2019-9-7 08:27
不計(jì)慣量，你這提升功率大致是2.3KW，總效率大致是0.7,已是3.3KW,加上設(shè)計(jì)余量已經(jīng)在4KW以上,再加變頻器 ...

既然已經(jīng)做好了，先別急著加配重，可以先去掉點(diǎn)負(fù)載，測下3KW可以帶多大的負(fù)載，再定奪改的方向。

作者: craftsmaner 時(shí)間: 2019-9-9 01:54

看到 3噸用導(dǎo)軌在看你這結(jié)構(gòu)也不是重載導(dǎo)軌布置啊

作者: 僵尸號(hào) 時(shí)間: 2019-9-9 12:46

|702736發(fā)表于 09-08 16:40 既然已經(jīng)做好了，先別急著加配重，可以先去掉點(diǎn)負(fù)載，測下3KW可以帶多大的負(fù)載，再定奪改的方向。

好主意

作者: 僵尸號(hào) 時(shí)間: 2019-9-9 12:56

|塵世天涯發(fā)表于 09-08 13:54個(gè)人對(duì)伺服電機(jī)的應(yīng)用比較熟悉。普通三相電機(jī)用的少。但是原理應(yīng)當(dāng)是相通的，伺服電機(jī)也就是一套高級(jí)一些的變頻器+三相交流電機(jī)的組合 
 
將適用于三相交流電機(jī)的部分摘出來，供參考 
電機(jī)啟動(dòng)扭矩>向上提升的加速扭矩：三相交流電機(jī)的啟動(dòng)扭矩通常都小于額定扭矩，對(duì)于垂直提升，最惡劣的工況就是向上啟動(dòng)的工況。這個(gè)時(shí)候，電機(jī)的輸出最低，摩擦力是作為阻力，向上加速所需的扭矩最高 
 
電機(jī)額定扭矩<等效扭矩：將整個(gè)節(jié)拍的循環(huán)都寫出來，比如，電機(jī)向上提升的時(shí)間，所需扭矩；等待時(shí)間，保持扭矩；向下時(shí)間，所需扭矩。然后用均方根，求得等效扭矩 
 
另外：樓主的計(jì)算里面，機(jī)械效率顯然是取錯(cuò)了，100+的減速比，減速機(jī)的效率通常都不會(huì)很高。建議樓主找電機(jī)廠家咨詢一下，具體是多少 
 
我不建議簡單粗暴的增大功率，這樣做“可能”可以解決問題，但是你永遠(yuǎn)不知道，恰當(dāng)?shù)闹祽?yīng)當(dāng)是多少。機(jī)械設(shè)計(jì)是一項(xiàng)邏輯性很強(qiáng)的工作，取的任何系數(shù)都要有跡可循，直接拍腦門，就容易被別人挑戰(zhàn) 
 
如果考慮好了加配重的優(yōu)劣，也不失為一個(gè)選擇。加配重，能夠減小電機(jī)為克服負(fù)載重力而輸出的扭矩。但是，但是，但是，重要的事情說三遍，會(huì)增加啟動(dòng)時(shí)間，普通電機(jī)不講究慣量比。但是有一個(gè)跟慣量比很類似的參數(shù)，那就是飛輪矩。這個(gè)值越高，電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間越長。而電機(jī)的啟動(dòng)時(shí)間過長，是有可能過熱，燒壞繞組絕緣層的。這就是電機(jī)控制飛輪矩的原因。因此，我建議，綜合考慮一下優(yōu)劣之后再做決定 
 
以上，供參考

謝謝您分析這么深入！減速器供貨商反饋該減速器有0.95-0.98的機(jī)械效率，建議排除機(jī)械卡阻和別勁問題，另外建議不要采用軟啟動(dòng)方式。

作者: 702736 時(shí)間: 2019-9-9 17:25
本帖最后由 702736 于 2019-9-9 18:58 編輯

系統(tǒng)可以的話，可以試試不接變頻，直接全壓啟動(dòng)，看看運(yùn)行情況，觀察電流是多少。因?yàn)檎５钠胀姍C(jī)其啟動(dòng)扭矩可達(dá)2倍左右的額定扭矩，這時(shí)有可能是可以短時(shí)動(dòng)起來的。

作者: 702736 時(shí)間: 2019-9-9 18:59

702736 發(fā)表于 2019-9-9 17:25
系統(tǒng)可以的話，可以試試不接變頻，直接全壓啟動(dòng)，看看運(yùn)行情況，觀察電流是多少。因?yàn)檎５钠胀姍C(jī)其啟動(dòng) ...

不過這是要做好保護(hù)，是有一定的風(fēng)險(xiǎn)的。

作者: 遠(yuǎn)祥 時(shí)間: 2019-9-9 21:07
公式安全系數(shù)不夠，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小！

作者: hehuoren666 時(shí)間: 2019-9-9 23:07
3kw的電機(jī)加上減速器輸出扭矩有那么大嗎？

作者: gaokua 時(shí)間: 2019-9-10 11:50
下坡一路溜，上坡踩得汗流，這就是差別。

作者: 改怎么稱呼 時(shí)間: 2019-9-10 12:51
這么重的沒做過，我做幾百公斤提升的時(shí)候都是加相應(yīng)的配重，這樣選取電機(jī)和減速機(jī)的時(shí)候可以從容一點(diǎn)

作者: 東莞88888 時(shí)間: 2019-9-10 14:14
評(píng)論的都是大佬，想我這種剛進(jìn)自動(dòng)化行業(yè)的一臉懵逼

作者: ypw 時(shí)間: 2019-9-10 16:13
你這減速機(jī)是K系列的嗎

作者: 105798572 時(shí)間: 2019-9-11 09:29

702736 發(fā)表于 2019-9-8 16:40
既然已經(jīng)做好了，先別急著加配重，可以先去掉點(diǎn)負(fù)載，測下3KW可以帶多大的負(fù)載，再定奪改的方向。

大俠，能幫忙給講講加配重的方式，具體是什么原理和要怎么實(shí)現(xiàn)呢？感激不盡

作者: 105798572 時(shí)間: 2019-9-11 09:33
樓主，能幫忙分享一下詳細(xì)的計(jì)算過程嗎？小白，想學(xué)習(xí)一下.

作者: 莉莉絲、 時(shí)間: 2019-9-12 10:19
2.3t重用齒輪齒條不合適吧目前看你的承重點(diǎn)全在齒輪上面，單點(diǎn)承力一定會(huì)有傾角，增大滑塊摩檫力。電機(jī)這一塊不太熟，但是初步看整個(gè)設(shè)計(jì)就是不太合理。升降機(jī)構(gòu)盡量考慮用滾珠絲桿加直線導(dǎo)軌的形式

作者: aa79365520 時(shí)間: 2019-9-12 10:53

craftsmaner 發(fā)表于 2019-9-9 01:54
看到 3噸用導(dǎo)軌在看你這結(jié)構(gòu)也不是重載導(dǎo)軌布置啊

請問大牛重載導(dǎo)軌的分布是怎么樣的分布形式？

作者: sinan925 時(shí)間: 2019-9-12 16:09
恩，小馬拉大車~

作者: 聰和明 時(shí)間: 2019-9-14 11:39
好東西，謝謝分享

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