7 pasos para ayudarte a elegir el actuador rotativo de engranaje armónico más adecuado

¿Cómo elegir elactuador rotativo de engranaje armónico que mejor se adapte a sus necesidades?

Este artículo introduce el proceso de selección y cálculo desde las perspectivas de confirmar la relación de reducción, cálculo de par, cálculo de carga de rodamiento, confirmación de inercia de carga y emparejamiento del controlador.

1. Calcular el par de carga

1) Fórmula de cálculo del par de gravedad de la carga:

TG = M × g × L × cosΘ

Θ = el ángulo entre la dirección de la gravedad y el brazo de palanca L

2) Fórmula de cálculo del par de aceleración de la carga:

Ta = J × α

Inercia de carga J: medida utilizando software de modelado 3D (deben incluirse las propiedades del material y se debe prestar atención a la posición del origen del sistema de coordenadas durante la medición)

Aceleración angular α: determinada según los requisitos reales del usuario (por ejemplo, girar 180 grados en 1 segundo, con 0.1 segundo requerido para la fase de aceleración)

3) Confirmar el par pico integral durante el arranque y parada del reductor:

∑T = (TG + Ta) × factor de seguridad

Factor de seguridad: 1.2 para impacto leve, 1.5 para impacto medio, 2.0 para impacto de carga pesada

Par pico de arranque-parada ∑T ≤ par máximo de aceleración T2B

2. Proceso de selección de producto – Cálculo de par

1) Establecer el sistema de coordenadas de rotación

2) Seleccionar el sistema de coordenadas correspondiente

3) Observar el valor determinado por el sistema de coordenadas de salida (Izz mostrado en la figura)

T = J × α + TG

T: par pico

J: momento de inercia

α: aceleración angular

TG: par de carga estática

Consejo: La aceleración angular puede planificarse simplemente de forma lineal.

Ejemplo:

El motor acelera de 0 rpm a 3000 rpm en 0.12 s, relación de reducción 101, y la inercia de carga simulada en SolidWorks es 0.88 kg·m².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.12 = 25.9 rad/s²

Ignorando el par estático, par pico T = J × α = 0.88 × 25.9 = 22.8 N·m

3. Proceso de selección de producto – Cálculo de par

T = J × α + TG

Ejemplo:

El motor acelera de 0 rpm a 3000 rpm en 0.5 s, relación de reducción 101.

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.5

Ignorando el par estático, par pico T = J × α

Ejemplo:

El motor acelera de 0 rpm a 3000 rpm en 0.12 s, relación de reducción 101, y la inercia de carga simulada en SolidWorks es 0.88 kg·m².

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.12 = 25.9 rad/s²

Ignorando el par estático, par pico T = J × α = 0.88 × 25.9 = 22.8 N·m

4. Proceso de selección de producto – Verificación de rodamiento

Par de carga de momento de flexión

El método de cálculo del momento de carga estática es el siguiente:

Mmax = Frmax × Lr + Famax × La

En particular, cuando la carga oscila rápidamente, se debe incluir la fuerza centrífuga. En este caso, la fuerza radial integral sobre el rodamiento es:

∑Fr = Frmax + m × r × ω²

5. Proceso de selección de producto – Verificación de inercia

Emparejamiento de inercia del motor

Para lograr una mejor capacidad de respuesta del sistema y un control más preciso entre el motor y la carga, se requieren cálculos de emparejamiento de inercia para la inercia de carga, la inercia del rotor de entrada del reductor y la inercia del rotor del motor.

Dado que la forma de la carga del cliente y la distribución de densidad a menudo no son uniformes, la inercia de carga se puede obtener rápidamente directamente del software de modelado 3D.

Fórmula de cálculo de la relación de inercia de carga:

Inercia de carga / i² / inercia del rotor del motor

Este resultado debe controlarse dentro de 5 para una mejor respuesta del sistema servo.

(i = relación de reducción)

Si la relación de reducción seleccionada inicialmente no es adecuada después del cálculo, aumente la relación de reducción o seleccione un motor de inercia media o alta.

6. Proceso de selección de producto – Cálculo de precisión

Cálculo de precisión de posicionamiento del reductor

Cuando se utiliza un actuador rotativo para posicionamiento absoluto, el error en el círculo más externo de la rotación de la carga se puede calcular utilizando la siguiente fórmula (esta fórmula no incluye el error de rigidez torsional causado por el par de carga):

δ = precisión de posicionamiento (arcsec) / 3600 / 57.3 × R (radio de rotación)

Ejemplo:

Para HAT20-100, la precisión de posicionamiento unidireccional es 60 arcsec, y el radio de rotación R = 200 mm.

Error de transmisión ≤ 60 / 3600 / 57.3 × 200 = 0.058 mm

7. Proceso de selección de producto – Cálculo de precisión

Otras consideraciones:

Para aplicaciones al aire libre: prestar atención al par de arranque y reemplazar con grasa de baja temperatura.

Para entornos con corrosión por ácidos y álcalis: se requiere protección secundaria del extremo de salida del reductor.

Para requisitos especiales de alta precisión: se necesitan reductores armónicos de ultra alta rigidez personalizados.

Requisitos especiales para oscilación de cara final y oscilación radial en el mecanizado de máquinas herramienta.

Para requisitos de espacio de instalación extremadamente compacto: los reductores estándar pueden no cumplir con los requisitos; se requiere producción personalizada.

Si aún tiene preguntas sobre la selección de un actuador rotativo de accionamiento armónico, contáctenos.