가장 적합한 하모닉 기어 로터리 액추에이터를 선택하는 데 도움이 되는 7단계

귀하의 요구에 가장 적합한 하모닉 기어 로터리 액추에이터는 어떻게 선택합니까?

이 문서에서는 감속비 확인, 토크 계산, 베어링 하중 계산, 부하 관성 확인, 드라이버 매칭의 관점에서 선택 및 계산 프로세스를 소개합니다.

1. 부하 토크 계산

1) 부하 중력 토크 계산 공식:

TG = M × g × L × cosΘ

Θ = 중력 방향과 레버 암 L 사이의 각도

2) 부하 가속 토크 계산 공식:

Ta = J × α

부하 관성 J: 3D 모델링 소프트웨어를 사용하여 측정합니다 (재료 특성을 포함해야 하며, 측정 중 좌표계 원점 위치에 주의해야 합니다)

각가속도 α: 실제 사용자 요구에 따라 결정됩니다 (예: 1초에 180도 회전, 가속 단계에 0.1초 필요)

3) 감속기 시작 및 정지 시의 종합 피크 토크를 확인합니다:

∑T = (TG + Ta) × safety factor

안전 계수: 경미한 충격은 1.2, 중간 충격은 1.5, 중하중 충격은 2.0

시작-정지 피크 토크 ∑T ≤ 최대 가속 토크 T2B

2. 제품 선정 프로세스 – 토크 계산

1) 회전 좌표계를 설정합니다

2) 해당 좌표계를 선택합니다

3) 출력 좌표계에서 결정된 값을 확인합니다 (그림에 표시된 Izz)

T = J × α + TG

T: 피크 토크

J: 관성 모멘트

α: 각가속도

TG: 정적 부하 토크

팁: 각가속도는 간단히 선형으로 계획할 수 있습니다.

예시:

모터가 0 rpm에서 3000 rpm까지 0.12 s 안에 가속하고, 감속비는 101이며, SolidWorks에서 시뮬레이션한 부하 관성은 0.88 kg·m²입니다.

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

정적 토크를 무시하면, 피크 토크 T = J × α = 0.88 × 25.9 = 22.8 N·m

3. 제품 선정 프로세스 – 토크 계산

T = J × α + TG

예시:

모터가 0 rpm에서 3000 rpm까지 0.5 s 안에 가속하고, 감속비는 101입니다.

α = (3000/60 × 2π) / 101 / 0.5

정적 토크를 무시하면, 피크 토크 T = J × α

예시:

모터가 0 rpm에서 3000 rpm까지 0.12 s 안에 가속하고, 감속비는 101이며, SolidWorks에서 시뮬레이션한 부하 관성은 0.88 kg·m²입니다.

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

정적 토크를 무시하면, 피크 토크 T = J × α = 0.88 × 25.9 = 22.8 N·m

4. 제품 선정 프로세스 – 베어링 검증

굽힘 모멘트 부하 토크

정적 부하 모멘트 계산 방법은 다음과 같습니다:

Mmax = Frmax × Lr + Famax × La

특히, 부하가 빠르게 스윙할 때는 원심력을 포함해야 합니다. 이때 베어링에 작용하는 종합 반경 방향 힘은 다음과 같습니다:

∑Fr = Frmax + m × r × ω²

5. 제품 선정 프로세스 – 관성 검증

모터 관성 매칭

더 나은 시스템 응답성과 모터와 부하 사이의 보다 정밀한 제어를 달성하기 위해, 부하 관성, 감속기 입력 로터 관성, 모터 로터 관성에 대한 관성 매칭 계산이 필요합니다.

고객의 부하 형상과 밀도 분포는 종종 불균일하므로, 부하 관성은 3D 모델링 소프트웨어에서 직접 빠르게 얻을 수 있습니다.

부하 관성비 계산 공식:

부하 관성 / i² / 모터 로터 관성

더 나은 서보 시스템 응답을 위해 이 결과는 5 이내로 제어해야 합니다.

(i = 감속비)

계산 후 처음 선택한 감속비가 적합하지 않으면, 감속비를 높이거나 중관성 또는 고관성 모터를 선택하십시오.

6. 제품 선정 프로세스 – 정밀도 계산

감속기 위치 결정 정밀도 계산

절대 위치 결정에 로터리 액추에이터를 사용할 때, 부하 회전의 최외곽 원에서의 오차는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다 (이 공식에는 부하 토크로 인해 발생하는 비틀림 강성 오차가 포함되지 않음):

δ = positioning accuracy (arcsec) / 3600 / 57.3 × R (rotation radius)

예시:

HAT20-100의 경우, 단방향 위치 결정 정밀도는 60 arcsec이고, 회전 반경 R = 200 mm입니다.

전달 오차 ≤ 60 / 3600 / 57.3 × 200 = 0.058 mm

7. 제품 선정 프로세스 – 정밀도 계산

기타 고려 사항:

실외 적용의 경우: 시동 토크에 주의하고 저온 그리스로 교체하십시오.

산 및 알칼리 부식 환경의 경우: 감속기 출력단의 2차 보호가 필요합니다.

특수한 고정밀 요구 사항의 경우: 맞춤형 초고강성 하모닉 감속기가 필요합니다.

공작기계 가공에서 단면 런아웃 및 반경 방향 런아웃에 대한 특수 요구 사항.

매우 컴팩트한 설치 공간 요구 사항의 경우: 표준 감속기는 요구 사항을 충족하지 못할 수 있으므로 맞춤형 생산이 필요합니다.

하모닉 드라이브 로터리 액추에이터 선택에 대해 여전히 질문이 있으시면, 당사에 문의해 주십시오.